幕墙铝单板工艺与设计

幕墙铝单板工艺与设计来源:中国幕墙网收集整理作者:*日期:2013-4-18幕墙这一现代的建筑外围护结构形式墙体，由于其具有丰富多变的外装饰效果和极富表现力的特点，在我国建筑业迅猛发展的今天，越来越多地被建筑师和业主所采用。铝单板幕墙作为诸多幕墙形式中的一种，是近十几年才在国内普遍应用。铝单板幕墙的出现，更加丰富了幕墙艺术的表现力，完善了幕墙的性能。【中国幕墙网】幕墙这一现代的建筑外围护结构形式墙体，由于其具有丰富多变的外装饰效果和极富表现力的特点，在我国建筑业迅猛发展的今天，越来越多地被建筑师和业主所采用。铝单板幕墙作为诸多幕墙形式中的一种，是近十几年才在国内普遍应用。铝单板幕墙的出现，更加丰富了幕墙艺术的表现力，完善了幕墙的性能。我们只有正确的认识并合理的使用它，才能做到材尽其用、满足功能、确保质量、尽显艺术、风格独、装饰美观的建筑艺术效果。幕墙铝单板一般是按分格的版面大小以及建筑结构艺术的要求采用2.5mm厚度以上的铝合金板加工而成。它可以加工各种形状，如转角、圆弧、各种三维空间形状等。但是，由于铝单板的形状、尺寸不同，每个铝板厂家的生产能力不相同，其加工工艺也不同。下面介绍一下我们在幕墙设计中遇到的铝板设计与加工工艺的问题，通过不同的设计，简化加工工艺过程，尽力实现幕墙的完美效果。1．装饰柱的U型窄槽铝单板设计我们在幕墙设计中，经常遇到铝板装饰柱（带），受到空间、结构限制，这样的装饰柱（带）在接缝（胶缝）处，无法安装骨架，铝单板只能靠两侧边固定。见图1a，图示胶缝处铝单板无法固定连接。这样，铝单板安装后，上下（左右）铝单板装饰柱（带）铝板会出现错位，见图1b。一旦出现这种情况，想调整铝板比较难，即使当时调整合适了，随着温度的变化热胀冷缩、外力风荷载作用下，铝板也会出现错位，会造成胶缝开裂，影响幕墙的使用性能。遇到这样的情况，有的安装公司采用两件铝单板的角码连接一起，同时靠角码限制打胶填充泡沫棒的里外位置。但是，角码安装无法保证精度。角码也容易变形，不好整体限位。我们经过设计调整，将铝单板一端由25mm折边，增加一个反向弯边。这样有反向弯边后，不但铝单板端边刚性增加，不易变形，而且下边铝单板安装完成后，上边铝板直接套装到下边铝单板上，这样上边铝单板受下边铝单板反折边限制，上下铝板不会错位，安装效果很好。胶缝宽度为B=15mm，反折边高度H，B＜H＜2B，因此，一般我们采用25mm。这样便于铝单板安装的三维调节。保证安装与拆卸方便，每块铝单板都是一个独立的单元，更换时不会影响上下左右的构件与面板。此方案即使打胶有缺陷，也不会雨水渗漏室内。也适用于可不打胶的室内包柱、包梁的安装。铝单板两侧翼缘比底面尺寸大好多，没有模具无法常规折压成型，在折边时，加工厂做刨槽，刨槽深度不大于1.5mm，然后折边。在折边边缘焊接，中部断续点焊。保证强度要求。2．超大转角铝单板喷涂铝单板造型是其它面板材料无法可比的。往往在幕墙转角部位两面或多面的铝板为一个单元整体，在转角棱线位置不像玻璃那样设置胶缝，这样，这里的铝单板外形会很大，给加工带来一定的难度。我们在设计铝单板时，就遇到这样的情况，铝板加工后，受厂家铝板喷涂线烤炉洞口限制，铝板横向尺寸偏大，无法通过喷涂线。这样的铝单板喷涂，当时我们想了好多方案，比如：烤箱喷涂，成本高，喷涂空间灰尘颗粒多，影响铝单板表面质量；室内常温喷涂，靠固化剂来缩短油漆干燥时间等，这些方案都存在一个相同的问题，铝单板氟碳喷涂本身就容易产生色差，如果喷涂工艺条件改变，喷涂质量肯定不一样，很难保证铝单板喷涂后不会出现色差。试验验证，也是如此。对于这种情况，在铝单板板面尺寸无法调整的前提下，我们从铝板厂家加工工艺方面寻找铝板的解决方法。首先我们将铝单板折线处加工90°角。一般折线角度90～135°。具体可根据实际情况再定，根据铝单板的形状尺寸来定，以通过喷涂线为准。喷涂完成后，将铝板折成所需要的角度，然后通过连接角片、螺栓连接紧固，防止铝单板变形。如果铝单板尺寸较大，也可以先喷涂，喷涂好后，再根据产品尺寸要求，进行折边，折边时，在加工刃口部位，面板要做好防护，防止因加工过程造成铝单板喷涂面的破坏。再通过连接件片连接加固。特殊情况，对铝单板有特殊要求时，可在连接角片的折边接口处，打密封胶。3.转角铝单板的连接有时候，转角铝单板受到原始铝板材料的限制，用一块铝板也是无法完成的，在这种情况，铝单板加工厂一般都是采用对边焊接工艺加工。铝单板焊接加工有如下缺点：（1）焊接生产周期长，加工成本高。（2）铝的热传导系数大，抗变形能力差，焊接容易变形。（3）大面积的焊接，存在焊接缺陷，铝板容易渗漏。（4）铝板焊接强度不高，产品外形大，周转中容易开焊。（5）焊接铝单板需要足够的加强筋固定，以克服板面的不平整。为了减少铝单板焊接问题，不少铝单板生产厂家做了很多方案，比如，压缝断续焊接等。也有的采用螺栓连接，见图3a，就是将铝板折成两个45°角，然后采用螺栓连接。这种工艺有两个缺陷，一是螺栓连接孔不能同时加工，预加工孔容易偏，对不上。一是铝板加工有圆角，螺栓连接需要一定的空间，螺栓连接距离板面尺寸大，容易开口，即使打胶密封也容易开裂，外观质量不好。在工程设计时，为了铝单板减少焊接，克服螺栓连接存在连接造成的外观缺陷，我们直接把铝单板连接采用阴角过渡，这样把加工工艺缺陷变成设计的需要，解决了45°角连接的缺陷问题。4．铝单板流水槽设计在幕墙设计中，铝单板一般都与玻璃幕墙开启扇、玻璃窗接口，如果幕墙开启扇或玻璃窗上为铝单板，那么，铝单板设计就要考虑滴水问题。设计的一般形式除了将铝单板安装预留流水坡度形成滴水落差外，就是在铝单板上设计流水槽。铝单板流水槽的形状也不一样。不管如何变化，都给铝单板加工带来困难，有的甚至不能加工。一次，在设计时，我们也尽量满足加工厂工艺要求。滴水槽，整体折边难度很大，焊接存在不可抗拒的缺陷，因此，根据加工工艺能力，我们将流水槽部位设计成两件板。这样，可以大大改善了铝单板的加工难度。5．综述本文仅列举了几个实例的铝单板设计。其实幕墙铝单板的形状千奇百怪，各种各样的越来越复杂。在铝单板加工时难度也是越来越大，如何简化设计，简化加工难度，是摆在我们幕墙设计员面前的课题。只有简化加工难度，才能节约成本，降低资源消耗。铝单板加工，随着加工厂的不同，每家加工能力的变化，其生产工艺也不一样，一家的生产工艺，不一定适合另一家的生产。因此，将设计与生产工艺结合起来，设计考虑生产工艺，工艺设计尊重幕墙设计，满足幕墙设计理念，尽量满足设计要求。把产品设计与工艺设计结合起来，通过提高工艺能力来实现设计的水平。（1）陶土板幕墙面板安装要保证可靠的三维的调节，以克服加工、安装的误差，满足幕墙表面平整，线条整齐流畅。同时，也满足幕墙变形位移的需要，减小幕墙因内部应力原因造成的破坏。（2）不同的金属材料（不锈钢除外）接触时，之间设置尼龙垫片，以防止不同材料的电化学腐蚀。同种材料之间和陶土板连接接触位置设置三元乙丙橡胶垫，以减少相对细小位移产生的噪音。（3）陶土板保证安装和拆卸方便，每块陶土板都是一个独立的单元，更换时不影响上下、左右的构件与面板。（4）幕墙设计时考虑建筑结构的抗震缝、伸缩缝、沉降缝等部位的功能要求。保证幕墙和建筑结构的完整、一致。（5）本工程的防火要求为二级防火，在门窗周边按照防火规范要求进行防火边封。内置保温材料采用防火的岩棉，不采用聚苯板、挤塑板等可燃材料。（6）由于建筑结构为钢结构，陶土板幕墙立柱与横梁均为钢材，壁厚4.0mm，连接钢件与结构接触面积大，满足防雷设计要求。与圆钢结构连接时，焊接前清除原有结构保护漆面，焊后焊缝防锈漆二遍。连接板，幕墙钢构件均为镀锌处理。6．幕墙钢龙骨构件设计（1）立柱采用矩形钢管-120*60*4.0mm，表面热浸镀锌。间距为2倍的陶土板长度，L=1200mm。（2）立柱与钢结构连接，采用8.0mm钢板螺栓连接，螺栓M16～120，每个固定点2套。（3）上下立柱之间，留15mm间隙，采用矩形管插芯过渡连结。（4）横梁采用角钢40*4，表面热浸镀锌。（5）立柱与横梁之间采用过渡角码连接。螺栓M12-30，间距600mm。陶土板幕墙钢龙骨（立柱、横梁等）设计，参照《石材幕墙');callServer('金属与石材幕墙');金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133）的规定。7．铝质连接件设计连接件采用铝合金型材，表面氧化处理。考虑连接调整的需要，我们将设计挂钩和挂件两体。这样，便于安装以拆换。每块陶土板需要两个挂钩，四个挂件。由于陶土板尺寸较小，600*300mm，这样挂钩、挂件所用材料较多，成本增加。开始设计时，我们采用4件陶土板组合，组成一个比较小的单元，这样可以成倍减小挂钩、挂件数量。但是，本工程外墙面为曲面，组成的小单元不适合曲面过渡，安装后，也会造成墙面不平整，挂件连接产生很大的内应力。因此，我们对连接件的系统做了改进。主要从降低成本出发，将挂钩取消，用钢制件角钢。8．陶土板面板设计陶土板面板设计，主要是根据分格模数进行确定板块尺寸。在陶土板设计时，我们考虑施工工期与陶土板加工厂家的生产周期，没有重新开模，模数按厂家现有产品进行设计，收边位置采用700*300陶土板和剪切陶土板处理。陶土板与石材不同。石材幕墙可以将石材端面裸露，也可以海棠角对接。陶土板为空心结构，端面不能直接裸露在外，也不能切成45°角对接。因此，我们在转(阳)角设计时，边缘固定38*38铝方管。见图6。从而解决了陶土板的转角问题。9．综述一般陶土板幕墙用在实体墙外，对保温层，防水要求不高，只要在墙面涂刷防水涂料（或粘贴防水膜即可），而本工程为钢结构主体，背后不是实体墙面。在以前我们没有遇到过。且在我们设计中还存在很多问题，比如陶土板幕墙设计只能参照玻璃、石材的技术规范，在计算软件中，没有单项计算程序，系统设计还要继续经过长期的实践检验等。随着市场的需求和科技的进步，越来越多的新产品、新材料、新工艺走进幕墙领域，这就需要我们幕墙设计人员不断学习，创新。陶土板幕墙随着市场的不断拓展，将在建筑幕墙应用越来越多。【完】