陶土板幕墻的優勢及其施工技術

宋國福 孟凡元 代亞勇 張立夷 邵姝文

1. 中國建筑一局（集團）有限公司 山東 青島 266033；2. 青島理工大學土木工程學院 山東 青島 266033

建筑設計師們將陶土板應用于幕墻結構的靈感主要來源于陶土板自身的材料特性，陶土板具有滄桑久遠的象征意味，將這種極具質感的古老材料與明亮透徹的玻璃結合融入現代建筑中，形成歷史與現代、原始感和時尚感相結合的建筑設計形式——陶土板幕墻[1]。陶土板是一種應用于室內裝飾及建筑外墻裝飾的輕質干掛材料，兼具低碳環保和潮流時尚的特性，近幾年在國內外得到廣泛應用。陶土板具有色彩豐富、款式多樣、兼容性好、富有藝術氣息等特性，可應用于商業、公建、民用等建筑工程。

1 陶土板的概述

陶土板幕墻是近幾年新興的建筑幕墻表現形式，建筑師們選擇陶土板作為幕墻面板的主要原因有：

1）陶土板的顏色無色差，色彩自然，富有藝術氣息，同時陶土板顏色多達十幾種，能滿足建筑師對色彩的需求[2]。

2）陶土板具有兼容性好、性質溫和等特點，為增加外立面的多樣性，建筑師們可將其與木材、玻璃及金屬等材料搭配使用，使建筑更具人文氣息，增添城市魅力。

3）陶土板采用獨特的濕法成形工藝生產制作，其外形可根據不同形狀的模具千變萬化，滿足建筑師對不同形狀外立面的需求[3]。同時與干法成形工藝相比，陶土板的生產工藝具有耗能低、污染小等優點。

4）在無破損情況下，陶土板可被再次應用于建筑裝飾，破損的陶土板可作為生產陶土板的輔料被再次利用，充分實現了資源的再利用[4]。

2 陶土板幕墻的優點

在陶土板幕墻出現之前，玻璃幕墻、金屬幕墻及石材幕墻廣泛流行于建筑界。陶土板幕墻作為一種新興的建筑裝飾表現形式，集合了金屬幕墻和石材幕墻的優勢，同時陶土板幕墻在工程造價、施工進度、質量、節能等諸多方面均優于金屬幕墻和石材幕墻。在建筑外立面達到同一檔次的情況下，陶土板在工程造價、施工質量、施工進度、節能性能、抗震性能等方面的表現，均要優于石材幕墻和鋁板幕墻。楊海勇等[5]對清華大學同時期施工的2個體量相近的石材幕墻和陶土板幕墻工程進行了施工效益對比，結果亦顯示出陶土板具有更大優勢。

綜上所述，陶土板幕墻在近幾年被廣泛應用于各類建筑，且在未來仍有廣泛的發展空間。

3 施工工藝流程

目前，陶土板幕墻作為新的幕墻體系在國內外備受關注。近幾年，陶土板幕墻也在國內外得到廣泛應用，但關于陶土板幕墻的施工技術，國家尚未頒布相關技術規范。青島國際院士港工程在陶土板幕墻施工過程中參照JGJ 133—2001《金屬與石材幕墻工程技術規范》，并結合幕墻施工中的經驗，總結出一套適合本工程的工藝流程。陶土板幕墻的節點布局如圖1所示。

圖1 陶土板幕墻的節點布局

3.1 測量放線

根據設計中幕墻的立面分格，利用水準儀、經緯儀、鋼絲線、重錘等測量器具，在幕墻外立面上標出安裝幕墻立柱、龍骨時的控制線及幕墻分格和轉角處的基準線。

3.2 預埋件處理

在幕墻結構施工前就應將預埋件埋入，幕墻施工過程中應對預埋件進行如下處理：

1）對預埋件周圍墻體的平整度進行檢查。為方便平整度的檢查，應首先清理預埋件使其露出金屬表面。

2）預埋件的位置和數量必須符合圖紙要求。

3）預埋件必須做防銹處理。

4）幕墻施工過程中若發現預埋件未埋，此時應采用后置埋件，并可通過現場試驗確定其承載力。

3.3 轉接件安裝

1）轉接件的安裝采用焊接方式，在轉接件焊接固定前應檢查轉接件是否滿足設計圖紙的要求。轉接件的焊縫高度和長度應由計算確定，但最小高度和長度應分別滿足≥6 mm、≥100 mm的規定。

2）轉接件安裝完成后應進行焊渣清理、刷防銹漆等工作。

3）轉接件的隱蔽驗收標準為：其三維方向定位嚴格遵守設計圖紙要求，轉接件表面潔凈干燥，各轉接件間連接牢固。

3.4 豎向鋼龍骨安裝

1）初步安裝豎向鋼龍骨時應以鋼線為基準從下往上安裝。豎向鋼龍骨應按照層高高度設置，且相鄰2根豎龍骨間應留伸縮縫15～20 mm。

2）豎向龍骨的安裝質量將對幕墻整體安裝質量產生影響。豎向龍骨初步安裝完成后應復測尺寸及垂直度，使其在設計誤差允許范圍內，對復測合格的豎龍骨進行滿焊、清理焊渣及涂刷防銹漆等后續工作。

3.5 豎向鋁龍骨安裝

1）豎向鋁龍骨安裝前，應首先根據施工圖要求在豎向鋼龍骨上彈出豎向控制線，以方便隨時檢查垂直度。安裝豎向鋁龍骨時，同樣按照層高高度設置，同時在與豎向鋼龍骨相同位置處留15～20 mm伸縮縫。

2）豎向鋁龍骨與豎向鋼龍骨采用鍍鋅螺栓連接，間距≤600 mm。由于兩類龍骨材料不同，為防止電化學腐蝕，在兩龍骨間加設厚度為8 mm、長度為100 mm、寬度同鋁龍骨凹槽的絕緣墊。

3.6 防水保溫板安裝

1）本工程的防水保溫板是用巖棉釘和氯丁膠將50 mm厚的玻璃絲棉粘到1 mm厚的鍍鋅板上制成的。

2）防水保溫板自下往上安裝，后安裝板塊覆蓋先安裝板的寬度應≥30 mm。防水保溫板與豎向鋁龍骨采用鍍鋅自攻釘連接，其間距≤350 mm。

3）為減少冷橋，對于豎龍骨背側等鍍鋅防水保溫板無法覆蓋的部位，在施工中用氯丁膠將長條形玻璃絲棉和龍骨點狀粘牢，其粘點間距≤200 mm。

3.7 橫向鋁龍骨安裝

1）根據設計與施工要求，本工程橫向鋁龍骨間距為陶土板寬度加10 mm。

2）為保證幕墻整體安裝質量及外立面美觀效果，安裝鋁合金橫龍骨時，應保證分格尺寸及水平度。

3）龍骨間采用25 mm寬鍍鋅鋼角碼和M6鍍鋅螺栓固定，且角碼與鋁合金豎龍骨間的墊片采用厚度≥1.5 mm的三元乙丙橡膠墊。

3.8 陶土板安裝

1）采用柔性連接方式將掛件穿入陶土板背面的槽口并將其固定在龍骨上，龍骨與掛件之間也需采用柔性連接方式。陶土板的掛接方式如圖2所示。

圖2 陶土板掛接方式示意

2）陶土板間橫向及縱向分別應留6～10 mm、4～8 mm的安裝縫隙。

3）安裝時，陶土板應自下向上逐層安裝，對于某些樓層較高的工程，為加快施工進度也可分區段同時安裝。

4）為避免陶土板污染而影響外立面效果，在陶土板安裝時禁止涂刷油漆[6]。

5）陶土板安裝完成后，應進行打密封膠作業，但必須在面板表面粘貼一層保護紙，待密封膠基本干燥后才能將保護紙撕下。

3.9 幕墻清洗

陶土板幕墻施工完成后，進行幕墻整體清洗。

3.10 幕墻驗收

本工程幕墻的驗收程序為：

1）每一層幕墻施工完成后，施工技術人員應對安裝成果進行自檢并填寫自檢表，監理及質檢員對其成果復檢，確認無誤后簽字。

2）為方便陶土板的調整，加快施工進度，上一層幕墻的施工應在下一層幕墻驗收合格的基礎上進行。

4 施工操作要點

4.1 后置埋件的安裝

1）在幕墻施工過程中，若發現主體結構施工時預埋件未埋，此時可根據圖紙分格要求采用后置埋件[7]。

2）在實際工程中后置埋件使用較多，后置埋件埋設準確可方便施工、加快施工進度。

3）后置埋件可采用對穿螺栓、化學螺栓等固定。當采用化學螺栓安裝時，要保證鉆孔內清潔、干燥，并保證螺栓直徑及鉆孔深度滿足設計要求。

4）后置埋件應進行現場拉拔試驗確定其承載力，并通過計算確定螺栓的數量及規格。

4.2 陶土板與幕墻收口處理

陶土板與幕墻交接部位的處理是幕墻安裝過程中的重點和難點，同時也是技術人員極易忽略的工序[8]。施工過程中主要對玻璃幕墻落地窗處與陶土板幕墻側面板交接位置進行處理，在測量放線時，應對陶土板幕墻、玻璃幕墻班組施工技術人員進行交底，確定陶土板與玻璃幕墻的安裝工藝，確保陶土板側面板與玻璃的前后、左右距離滿足設計及施工要求，使不同形式的2種幕墻能夠平緩過渡，呈現完美的立面裝飾效果。

4.3 施工過程中的防銹處理

幕墻骨架采用鋼制方管，施工前應先對其涂刷防銹漆處理。但在施工過程中不可避免會出現防銹層被破壞的情況，這時應首先清理防銹層被破壞處的污垢，清潔干凈后再用金屬防銹涂布擦拭不少于2遍。當轉接件、預埋件與預埋鐵件焊接部位出現防銹層被破壞時，必須用金屬防銹涂布擦拭不少于3遍[9]。

4.4 幕墻的防腐措施

雖然陶土板幕墻與金屬幕墻、石材幕墻相比耐腐蝕性較好，但青島屬于沿海地區，氣候潮濕，因此在幕墻施工過程中應采取必要的防腐措施。

1）為提高幕墻耐腐蝕性能，幕墻龍骨可采用Q235B熱鍍鋅鋼或高耐候鋼。高耐候鋼的抗腐蝕性能隨時間的增加而提高，其抗腐蝕性能遠遠高于普通碳素鋼。若采用高耐候鋼并將其表面做防銹處理，可有效防止龍骨腐蝕。若采用Q235B碳素鋼，應將其表面做熱鍍鋅處理。

2）螺栓、鉚釘、墊圈等物件均應選用不銹鋼構件。

3）為有效防止電化學腐蝕，應將絕緣墊加設在不同類型的金屬材料間。

4.5 防滑減震措施

1）為使自重較大的鋼龍骨能自由伸縮及龍骨在受震動時能自由調節受力，在鋼龍骨安裝時，豎向須留伸縮縫。

2）陶土板幕墻抗震性能較好，雖然陶土板在地震時不至于被破壞，但在強震狀態下幕墻面板間將發生側移，導致陶土板間縫隙寬窄不一，嚴重影響立面美觀效果。

3）為防止部分陶土板在強震作用下發生側移，工程中一般在幕墻轉角、邊角處采用側向限位等措施。

4）在陶土板間插入同種色彩的EPDM膠條也可起到減震作用，同時可為幕墻增添一定的美觀效果。

5 結語

1）陶土板幕墻作為一種新興節能環保幕墻，其在材料特性、幕墻效果、施工進度、經濟效益等方面都遠遠優于金屬幕墻及石材幕墻，已被廣泛應用于我國建筑工程中。

2）目前，我國關于陶土板幕墻的設計方法、施工工藝及相關規范等研究仍相對匱乏，還應進行更為深入的研究。