石材幕墙设计 和施工验收中的 若干问题

    近几年来，随着我国经济的发展，一些大中城市的公用建筑物的外围护结构采用天然石材幕墙的越来越多｡作为建筑物外墙面的装饰面，石材幕墙独特的艺术风格､高雅庄重的外在造型，使建筑物更具时代感和艺术感，使城市景观得以进一步提升｡

    一般情况下，石材幕墙是指干挂石材饰面，通常是通过连接件将石材饰面材料安装在建筑物外立面或局部内表面的支承骨架上，起围护装饰效果的一种新型施工工艺｡它具有施工效率高､装饰效果好､档次高､受环境影响小等优点，特别是减少了湿作业，克服了水泥砂浆粘结剂对石材渗透污染的弊病｡但在石材幕墙的设计､加工制作和安装施工过程中，由于缺乏统一的技术规范，施工人员技术水平偏低，致使石材幕墙工程施工中存在许多安全隐患｡因此，加强石材幕墙特别是高层建筑干挂石材幕墙的质量控制和检查验收工作，便成了施工过程中非常重要的一个环节｡

    在石材幕墙工程设计中，主体结构设计单位往往将石材幕墙的设计任务交给幕墙施工单位，或只是在图纸中简单注明外墙装修为干挂石材，具体造型､布局及色调等细节问题由石材施工单位自已设计实施，导致无图纸施工或者是边设计､边修改､边施工｡而石材幕墙设计单位也只是按照自己的思维方式进行设计，与总体设计没有有效沟通，常常产生预埋件无法正常预埋､窗洞口对不上､玻璃幕墙与石材幕墙结合不到位等一系列问题｡

    《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）第7.2.4条规定：石材幕墙与主体结构连接的预埋件，应在主体结构施工时按设计要求埋设｡预埋件应牢固，位置准确，预埋件的位置误差应按设计要求进行复查｡且与幕墙立柱相连的主体混凝土构件的混凝土强度等级不宜低于C30｡而现实情况是总体设计与幕墙设计往往很难及时协调沟通，造成预埋件的位置不准确，甚至无法预埋，只能采取后期设置锚板连接件的方法进行施工｡

    对于层高较大的结构，往往还需要增加幕墙立柱的支承点，而支承点无法全部设置在主体结构的有效实体上，只能设在非承重的轻质墙上｡总包施工单位应与幕墙施工单位及时配合，在需要设置预埋件（或后置锚板）的部位设置构造柱或混凝土块以确保连接可靠｡而幕墙施工单位往往对此重视不够，在总包单位进行二次结构施工时，不及时进行沟通配合或者无法及时进场，只是事后在轻质砌块上打孔设置锚板或者在陶粒砌块中注入砂浆来加强锚固效果｡对这种遇到问题再临时现场处理，野蛮施工的做法，监理验收也经常是睁一只眼闭一只眼，给幕墙工程留下很大的安全隐患｡

    为了克服石材幕墙设计方面的问题，建设单位应和幕墙设计施工单位提前联系沟通，对石材幕墙的设计风格､结构型式等提出相关要求，并加强石材幕墙设计施工单位与主体结构设计单位的沟通协调，确保幕墙设计与主体结构设计的协调性与统一性，以及幕墙工程的安全性与可靠性｡

    《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）第4.4节对石材幕墙的防火防雷设计有明确的规定：防火设计应符合《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》的要求；同时防火层应采取隔离措施，并应根据防火材料的耐火极限，决定防火层的厚度和宽度，且应在楼板处形成防火带｡但实际施工中，很多石材幕墙施工单位根本不考虑设置防火带的问题｡

幕墙的防雷设计除应符合《建筑物防雷设计规范》的有关规定外，还应在幕墙结构中自上而下地安装防雷装置，并应与主体结构的防雷装置连接，同时幕墙的防雷装置设计及安装应经建筑设计单位认可｡但有些幕墙施工单位不及时与总包单位沟通协调，也不与设计单位协商，导致主体结构的防雷装置没有预留必要的连接点，幕墙防雷装置无法与主体结构的防雷装置进行可靠连接｡

    《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133-2001）第4.3.4条规定：幕墙的保温材料可与石板结合在一起，但应与主体结构外表面有50mm以上的空气层｡2008年3月1日开始实施的《建筑装饰工程石材应用技术规程》（DB11/T512-2007）第4.7节对幕墙节能设计也做了详细的规定｡

    这些规定在实际施工时往往难以实现｡首先是石材幕墙的保温设计者不明确｡主体结构设计单位与石材幕墙设计单位经常互相推委，都认为石材幕墙保温应由对方进行设计，有的即使设计了也不符合规范要求，使施工无据可依｡其次，施工单位对石材幕墙也要做保温的要求不理解，不重视，所以现场既不按照普通外墙外保温的做法进行施工，也不按照规范规定的方法进行施工，只是简单地用钉子甚至用钢筋棍将保温板随意钉在结构墙体上，严重影响了保温层的牢固性与保温效果｡

    对这种设计不明确或施工依据不足的情况，必须加强设计方面的措施和双方的沟通，对施工的随意性行为要坚决杜绝，严格按照规范标准进行施工｡

    我国是个多地震的国家，设防烈度6度以上的地区占国土面积的70%以上，绝大多数的大､中城市都要考虑抗震设防｡所以为了满足强度计算的要求，对石材的厚度､幕墙的结构体系都有严格的要求｡

    在实际工程中，石材幕墙的设计与施工都是由幕墙施工单位自已来操作，并没有专业的设计公司进行设计，往往只考虑施工成本和施工的便捷性，缺乏与主体结构设计的沟通协调，常常导致石材的连接､幕墙钢结构自身结构体系､幕墙钢结构与主体的连接都无法满足幕墙的抗震构造要求，最终使幕墙的抗震设计目标无法实现｡

    为了保证石材幕墙的抗震性能，幕墙设计施工单位应在主体结构施工到相应部位前，与主体结构设计单位沟通联系，细化幕墙施工图纸，明确幕墙的结构体系与各节点构造，确保预埋件的位置准确､各节点构造的合理性与安全性，达到幕墙设计在设防烈度地震作用下经修理后仍可使用；在罕遇地震作用下，幕墙骨架不脱落的设计要求｡

     《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)第5.6.6条规定：横梁应通过角码､螺钉或螺栓与立柱连接，角码应能承受横梁的剪力｡螺钉直径不得小于4mm，每处连接螺钉数量不应少于3个､螺栓不应少于2个｡横梁与立柱之间应有一定的相对位移能力｡第5.7.11条规定：立柱应采用螺栓与角码连接，并再通过角码与预埋件或钢构件连接｡螺栓直径不应小于10mm，连接螺栓应按现行国家标准《钢结构设计规范》（GB50017-2003）进行承载力计算｡立柱与角码采用不同金属材料时，应采用绝缘垫片分隔开｡

    实际施工中，施工单位为了节约成本，降低实际开支，往往不采用螺栓连接方式，而用焊接方式将横梁､立柱与角码全部焊死｡这种连接做法给幕墙结构造成了重大弊端：

    ① 横梁与立柱间的相对位移､立柱与角码间的调节都无法进行；

    ② 石材安装后，由于荷载的增加，产生的主体结构变形无法进行调节，导致局部应力增加；

    ③ 目前，石材幕墙设计的石板间的缝隙多为6､8､10mm等，可在实际安装过程中，由于干挂件的厚度多为3~5mm，且横梁､立柱与角码间全部焊死，这样一来，板与板之间的间隙常利用螺母､垫片等来调整，累积成载，负荷增加｡这样的硬性接触，在振动､风压､温差变化情况下，将产生严重的后果；

    ④ 幕墙构件与立柱､横梁的连接要能可靠地传递地震作用､风荷载及温差应力，能承受幕墙构件的自重｡但是为防止主体结构水平力产生的位移使幕墙构件破坏，连接又必须有一定的适应位移的能力，使得幕墙构件与立柱､横梁之间有活动的余地｡横梁､立柱的焊接恰恰限制了这种位移能力｡

    为了控制好施工质量，必须加强现场工程师的专业技术培训，加强技术工人的技能训练，最大限度地提高参建人员的业务水平；同时要求现场管理人员尽职尽责，通过科学管理，发挥最大的质量效益｡

    干挂石材所用连接件应符合图纸设计要求和《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)的规定，但有些施工单位为降低成本而选用劣质材料以次充好｡如施工单位有时用脱磁处理的“不锈铁”挂件代替国标304不锈钢或7075铝合金挂件｡这三种挂件的抗拉强度分别是：国标304不锈钢为530~620MPa；7075铝合金为540~560MPa；而“不锈铁”仅为160~180MPa，还达不到不锈钢的1/3，用它做石材干挂件，其效果可想而知｡

    《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)第6.3.7条明确规定：石板经切割或开槽等工序后均应将石屑用水冲洗干净，石板与不锈钢挂件间应采用环氧树脂型石材专用结构胶粘结｡长期以来，不少施工单位在施工过程中却用大力士云石胶来代替石材干挂AB胶｡导致这种错误做法的原因可能有两种：①对胶的性能及用途不了解，存在认识上的误区；②为了节约成本，降低成本支出｡通常所用的云石胶是不饱和树脂胶，适用于建筑石材的快速定位及拼花､修补､粘结，主要是石材与石材间相互粘结用胶｡用它作为石材与金属的粘结胶是不科学的，其粘结强度要低于石材干挂胶很多倍，也不符合行业标准《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》（JC887-2001）的要求｡而石材干挂AB胶是一种双组分环氧树脂干挂结构胶，其适用范围是石材类粘贴及木材､钢､铁､铜､铝､不锈钢､混凝土､水泥预制件､粘土砖､玻璃钢､人造石等不同材质的相互粘接｡

    一般讲，云石胶的固化成型要比AB胶快，施工比较简便，价格较低，但其对石材的污染也相对比较大，而且云石胶固化后的弹性比AB胶差，这样对抵抗疲劳荷载和温度作用就很不利｡

    对石材连接件､干挂胶的选用，应严格按照规范要求，加强现场验收工作，杜绝不合格材料进入施工现场｡

    石材幕墙工程的竣工验收往往得不到参建各方的普遍重视｡有的认为石材幕墙施工完后，只要外立面符合设计意图，没有明显色差和污染就可以了，不需要进行专门验收，忽视了石材工程应提交的验收资料｡如有效的设计图纸､计算书､设计变更､硅酮结构胶的相容性试验报告､幕墙的物理性能检验报告､石材的冻融性试验报告､幕墙的淋水检查记录等｡究其原因，也是与建筑市场的监督体制和施工队伍的素质偏低､监理队伍技术薄弱有关｡有些施工队伍是由外来务工人员临时组成，只会干活，不会做资料，往往是活干完了，资料还没有整理｡监理人员也对石材幕墙的竣工验收资料不熟悉，造成没人报资料，也没人督促资料｡待主体工程竣工后，幕墙工程的验收资料也就不了了之｡

    针对上述问题，只有加强工程管理，严格按照程序进行施工､报验､验收，才能交出合格工程｡

    目前，干挂石材幕墙已得到广泛应用，但是石材幕墙的设计在一些技术细节方面的处理尚未得到重视｡并且，存在大量的农村剩余劳动力和其他行业转岗人员进入装饰行业､施工人员素质参差不齐的问题，而监理队伍对该技术的认识水平不高也是不争的事实，再加上目前国内尚无系统的石材干挂工程验收标准，所以监理工作难度较大，对监理队伍的技术和相关技能培训也成了亟待完善的重点工作｡总之，为了保证石材幕墙工程质量的合格和安全，必须提高整个行业的整体素质，从设计人员的重视，到提高一线操作工人的素质，以及监理队伍的技能｡这不仅是当务之急，更是企业和行业发展的基础｡