开缝式铝板幕墙的设计探讨

   随着幕墙技术的迅速发展，各种先进的幕墙设计理念和幕墙结构在各个工程上得到广泛应用，本文探讨的是开缝铝板幕墙系统的设计方法。

   传统的铝板幕墙是采用密封打胶工艺来保证水密性能和气密性能。众多的工程经验表明该工艺具有安装方便，施工简单的特点，但也有如下的缺点：现场打硅酮胶进行接缝处的密封，使得接缝易蓄积灰尘，污染幕墙表面。并且不能够消除内外压力差，结构位移变形时，一旦密封胶发生开裂，将是一个渗水隐患。并且由于是四边用螺钉固定，铝板很难消除热胀冷缩时对其的影响，铝板表面容易变形，形成“臌肚子”现象，影响了幕墙的平整度。而采用等压原理挂钩设计的开缝式铝板幕墙系统可以解决这些影响。

   开缝铝板幕墙系统，是指在铝板板块的接缝采用不打胶的工艺，通过开缝让铝板背后的空气层能够顺畅的流通，可以起到良好的绝热及吸声效果，且在空气层流通的过程中可以将冷凝水挥发掉。由于接缝处采用不打胶的工艺，减少了铝板的表面污染，使铝板表面保持长期清洁。同时由于铝板背后的空气层与室外的空气是相通等压，从而防止雨水由于压力差进入室内，冷凝水和水量的渗漏水可以通过每层设置的排水板（兼作隔气板）分层排出。铝板背后的空气层通过空气对流减少了热转换，在夏季，可以减少建筑制冷成本，在冬季则可以大大减少采暖费用。

下面通过两个开缝铝板系统的设计实例进行分析。

   系统一是将3mm铝单板板块通过铝挂板挂接在立柱的螺杆上，见图一和图二。

图一

图二

   这个系统为无横梁结构，立柱设计为U形状，在其上安装M8挂接螺栓，螺杆上放置2mm厚的抗震防噪音尼龙套，铝板上用U形铝作为加强筋，铝板通过4mm厚的铝挂板挂接在M8挂接螺杆上。在板块的上部通过螺钉固定在立柱两边的角码上来进行板块的定位,其中一边的螺钉是固定的，而另外一边在铝板副框上开长圆孔，使其在横向可以消化掉热胀冷缩对其的影响，见图六。防雨屏是由1.5mm厚的防水背板和50mm厚保温棉构成，保温棉通过保温棉钉固定在背板上，保温棉后面设置了针孔铝箔，可以挥发掉可能产生的水气，保证保温棉处于干燥状态。铝板板块之间的12mm接缝完全开敞，使面板与背板之间的空气腔与室外相通，空气层内的压力Pe与外界压力Po基本相等，形成了等压腔，抑制了由于压力差产生的水的逆流通，少量的渗漏水与冷凝水通过每层设置的排水板（兼作隔气板）排出室外，从而形成完善的排水系统。幕墙的气密性则由防雨屏与龙骨的打胶密封来实现。

   为了达到更好的空气等压效果，我们在每层设置了一道隔气板。通过分隔空气，使每层形成一个等压空气腔，有效的降低因为高度变化而引起的气压差。同时隔气板兼作排水板，冷凝水和渗漏水可以分层排出。

   该系统中由于板块是通过挂板挂接在螺杆上，只有上边用螺钉固定定位，板块在重力作用下处于自由悬挂的状态，所以板块的受力和抗热胀冷缩的能力均达到较好的性能。

   系统二是不折边铝板的开缝设计，铝板的不折边工艺可以使幕墙达到极高的平整度。可以避免由于铝板折边产生的弧边弯曲的现象。见图三、图四。

图三

图四

   该系统的竖龙骨采用热镀锌方钢管，横龙骨用热镀锌角钢，在铝板挂点位置用4mm钢板和4号角钢做成钢支座焊接在竖龙骨上，将铝合金挂板底座固定在钢支座上，铝合金挂板底座上设置了防滑的咬合齿纹。铝板板块通过铝制挂钩挂接在挂板底座上。因铝板采用不折边工艺，铝板通过电栓焊固定副框与加强筋。板块的上边副框型材与弯曲钢板用螺钉连接。防雨屏的设置与系统一的方式相同，是由1.5mm厚的防水背板和50mm厚保温棉构成。通过每层设置的隔气板，使少量的渗漏水与冷凝水能够层层排出。与系统一不一样的是板块接缝没有完全敞开，而是通过设置挡水胶条形成连续的雨幕，使水密性能更佳。

   在外墙的转角位置，为了防止空气串通和负风压的影响，可以在转角的两边500mm左右的位置设置竖向隔气板，通过竖向隔气板可以有效防止负风压对等压腔的破坏。

   采用挂钩系统的幕墙铝板板块可以完全在工厂加工成为单元成品，板块可以根据实际情况以每一层或二层高度做一个板块，现场安装很是方便并且大大提高安装速度。在铝板单元中的分割接口部位是通过背后的连接铝材将２块或３块铝板连成一个单元板块，其设置及挂钩见图五。图六是一个不折边铝板单元的制作组装图，板块大小为1200mm*3300mm。根据强度要求每300mm左右布置一根加强筋，板块四周布置铝副框，挂钩安装在铝副框上，在铝板分割处留10mm分割缝，后面用连接铝料固定加强。图六并且表示了铝板板块在消化热胀冷缩对其影响的示意图，避免了常见的铝板“臌肚子”现象，并且在影响结束后能够自动复位。

图五

图六

   综合上面两个系统的设计，开缝铝板幕墙的核心是等压原理的应用和防雨屏隔气板的设置，通过开敞的接缝使等压腔内的压力Pe与外界压力Po基本相等。防雨屏保证了水密性与保温性能。隔气板有效的降低因高度变化而引起的气压差，同时形成了合理的排水通路。防雨屏与龙骨的密封是一个关键因素，接缝打胶的部位必须认真检查后方可以安装面板。系统一中由于接缝完全开敞，如果空气中灰尘颗粒太多易产生污染，所以建议不要在重污染地区采用。系统二由于采用了连续的胶条形成一道屏障，可以阻挡空气中的灰尘颗粒，故适用于污染地区和多雨水地区。