被動式建筑通風背栓幕墻技術應用

張啟陽 張宗強 吳劍波

【摘要】我國正處在城鎮化快速發展和全面建成小康社會的關鍵時期。經濟社會快速發展，人民生活水平不斷提高，導致能源和環境矛盾日益突出，建筑能耗總量和能耗強度上行壓力不斷加大。實施能源資源消費革命發展戰略，推進城鄉發展從粗放型向綠色低碳型轉變，對實現新型城鎮化，建設生態文明具有重要意義。

【關鍵詞】被動式建筑;開放式幕墻;通風背栓幕墻;建筑節能

1、前言

被動式建筑節能技術是指以非機械電氣設備干預手段實現建筑能耗降低的節能技術，具體指在建筑設計中通過對建筑朝向的合理布置、遮陽的設置、建筑圍護系統的保溫隔熱技術、有利于自然通風的建筑開口設計等實現建筑需要的采暖、空調、通風等能耗的降低。

2、通風背栓幕墻原理

通風背栓幕墻結構體系取源于“通風對流”原理，是指背栓干掛石材板塊的接縫采用不打膠的工藝，采用專用鉆孔設備在石材背面上鉆孔，然后安裝可調節螺栓固定在石材背面，再將螺栓與鋁合金掛件連接，通過鋁合金掛件與骨架連接將石材干掛在幕墻骨架上，各石材板塊自成連接體系，相鄰板塊間不傳遞荷載作用，通過開口讓石材幕墻背后的空氣層能夠順暢的流通，可以起到良好的絕熱及吸聲效果，且在空氣層流通的過程中可以將外墻巖棉保溫的潮氣水揮發掉。

3、施工方法

3.1施工步驟

施工放樣→骨架安裝→憎水巖棉保溫鋪裝→鋁單板固定→鋁合金掛件座安裝→可調節螺栓連接石材安裝

3.2施工放樣

在施工前對圖紙面的圖紙做出全面的了解，弄清位置的主導尺寸，收口位置尺寸、轉角、收口的處理方式，通過現場實地基準線引用至外墻施工面并進行復核，以基準線按照圖紙將分格線放在外墻上，并做好標記。

3.3骨架安裝

龍骨安裝在全部幕墻安裝過程中由于其工程量大，施工不便，施工難度大、精度要求高而占有極重要的地位。如果立柱安裝正確，則整個幕墻工程質量和進度都較易控制了，故此作業無論從技術上還是管理上都要分外重視。

豎向龍骨與埋件通過鍍鋅彎折鋼板連接，鋼板一頭與埋板焊牢，一頭與豎向龍骨用M6*30不銹鋼螺栓連接，固定時初步點焊，并進行整體位置校正復核，無誤的情況下，在進行大面焊接，橫向龍骨與豎向龍骨焊接根據石材排版的高低位置確定，骨架安裝完成后對焊縫位置進行防銹防腐處理，骨架全部安裝完成，并做好隱蔽驗收工作后，再進行保溫巖棉板施工。

3.4憎水巖棉保溫鋪裝、鋁單板固定

保溫巖棉板施工完成后進行鋁板防水施工，防水鋁板自下向上施工，每3米高巖棉施工就立即進行防水鋁板安裝，防止下雨對巖棉淋濕，防水鋁板高度1250mm為一個防水高度，鋁板與鋁板搭接30mm，采用拉鉚釘固定，并用建筑硅酮膠封上。

3.5鋁合金掛件座安裝

連接件采用角鋼與結構后置埋件三面圍焊，為保證連接部位的耐久性，角鋼下緣增加一道焊縫，即實際為四面圍焊。焊接完成，按規定除去焊渣并進行焊縫隱檢，合格后刷防銹漆二遍。

3.6可調節螺栓連接石材安裝

石材背面錨栓與鋁制掛件的連接。一塊石板一般采用上下各兩點共四點背栓固定，根據圖紙做法干掛板材用掛件連接，自下而上分層托掛。

4、注意事項

4.1連接件的焊接

保證后置埋件與連接板及龍骨的焊接質量對外飾面的牢固與耐久尤為重要。特作如下要求：

焊前取同樣厚度預埋板、連接件、型鋼、焊條、焊接電流做同條件焊接試樣，提交現場監理、總包認定，合格后方可正式施焊，正式滿焊時應正確掌握焊接速度，要求等速焊接，保證焊縫厚度寬度均勻一致。對電弧長度（3mm）、焊接角度、引弧與收弧都應執行焊接規程。

4.2 防水處理

在外幕墻工程中，雨水滲漏問題的處理很重要，通風背栓干掛石材幕墻結構的外墻防水重點為迎面防水，工程中多采用防排結合，組織多道放水體系的方法。

4.3石材安裝

石材安裝質量直接影響到整個幕墻外立面效果，同時由于天然石材色差問題的存在也將對幕墻外在觀感產生影響，因此控制石材安裝質量及控制石材色差也是我們控制的重點。

首先對石材顏色進行挑選并預排版、編號，以備正式安裝時按號取用。顏色差異較大時，經監理單位、設計單位、建設單位同意后安裝于次要位置，這樣即使存在一些色差也不影響整個幕墻立面裝飾效果。

5、性能特點

5.1背栓結構，易于維護

在維修時只需將其上塊面板上移5mm左右，再將破損的板塊抬高10mm以上即可拆下，安裝時也采取同樣的方法。這樣就能方便的更換石材，從而長期保持幕墻的完好，而傳統幕墻結構每一個板塊都通過膠連接，難以獨立拆卸，難以避免打膠接口處理問題。

5.2開放造型，美觀大方

通風開放式，美觀大方，幕墻石材之間有8mm縫隙，石材板縫不使用密封膠封閉使其敞開，在視覺上板縫有深度，裝配感和立體感強，外飾效果好，又由于使用不打膠工藝，無膠油滲出腐蝕石材和吸附灰塵，使幕墻表面長期保持清潔，提高外飾效果。

5.3防水防潮，延長壽命

幕墻板縫敞開，雨水雖可進入石材背部，但石材與鋁板之間有一定空間，能順利排出墻外，由于幕墻石材內外空氣流暢，利用呼吸原理，建筑的潮氣可以透過被流動的空氣帶走，從而避免產生冷凝水，保持建筑外墻干燥，達到防水防潮效果，延長結構使用壽命。

5.4保溫節能，效果顯著

在夏季，室外溫度較高，石材熱量傳給背后空氣層，通過空氣的流動，帶走一定的熱量，使其減少對內層的溫度轉換，而巖棉又進一步阻礙了熱量的傳遞，從而達到顯著隔熱效果，在冬季，主體墻面溫度較室外溫度高，熱量由內向外傳遞，而封閉的內空氣層和巖棉又能很好的保護室內熱量的流失，從而達到保溫效果，因此在冬夏季均有顯著的節約能源的效果。

總結：

綜上所述，通風背栓幕墻是一種較新的幕墻結構技術，不僅安裝精度高，其背栓可調節螺栓可實行三維調結，而且拆裝方便，容易維修，且具有較好的節能效果，而根據住建部下發的被動式超低能耗綠色建筑技術導則中提到被動式超低能耗綠色建筑正成為建筑節能的發展趨勢，我國地域廣闊，各地區氣候差異較大，建筑節能和綠色建筑是推進新型城鎮化、建設生態文明、全面建成小康社會的重要舉措，因此，通風背栓幕墻技術是被動式建筑值得推廣的一項滿足節能發展趨勢的技術。

參考文獻：

[1]城鄉住房建設部，《被動式超低能耗綠色建筑技術導則》2015

[2]金衛國，《建筑科技與經濟》 2017.06

[3]高樹鵬，《科技資訊》2014第11期

作者簡介：

張啟陽，江蘇省華建建設股份有限公司，江蘇揚州。