陶板幕墙设计与安全施工

     自1989年，中国民航总局首次引进使用德国 AGROB BUCHTAL陶土板以来，陶土板开始在国内使用。随着北京阳光尚东、南新仓大厦、天津金融街、中国建筑科学研究院等陶板工程的竣工，标志着幕墙产业在节能材料利用上又迈上了一个新的台阶。

       据统计，2008年国内陶土板幕墙的使用量大约在300万平方米，随着陶板使用量的增加，陶板幕墙的安装体系也日趋成熟。在欧洲，陶板幕墙安装从木质安装结构到铝合金安装结构体系，每一种安装体系都体现着幕墙设计师不断创新的精神，陶板幕墙安装结构的的安全性能也在不断的完善。

       近几年，中国的幕墙设计师们在根据中国大陆特殊的地质环境和气候环境，对从国外引进的陶板幕墙安装体系做了不少的改进；同时，国内也有3家企业相继引进生产线开始生产陶板，并开发出适合中国大陆气候的陶板配套体系。根据大陆的各种地质环境和气候环境，如果全采用铝合金安装体系，陶板幕墙的安装成本将增加不少；为了更好的推广陶板幕墙，使陶板幕墙普及到民用建筑上，国内的设计师也在努力研发更适合国内各地区的陶板幕墙安装体系即钢铝复合体系。

       幕墙的安装体系全采用铝质结构，单幕墙的竖向主龙骨就占很大一笔成本。故此，在国内大多数陶板幕墙工程在施工时都将竖向龙骨设计为钢材，以减少材料成本；而横向龙骨大多数还采用铝合金来完成，挂件基本都采用铝合金铸件。

       但是，随着陶板幕墙的普及，有些幕墙施工企业为了更好的利润空间，建设单位也为更多的减少成本，就随之出现了短悬臂安装体系。这套体系适用于板材为18厚度的挂槽陶板，短悬臂有采用铝合金的，也有采用钢材的。

       陶板幕墙干挂体系主要材料为竖龙骨、横龙骨、挂件（相当于石材的背栓）、陶板、分封件，其安装工序与石材干挂工艺类似。在设计时必须综合考虑幕墙的安全性能，才能使安全性能最优化。

       如何做好陶板幕墙的设计，既保证幕墙的安全性能不受影响，又可以减少成本，是陶板幕墙在国内推广应用的首要条件。

       目前，在已经完成的陶板幕墙工程中，有部分工程已经应用了短悬臂的安装方式，这种安装方式的确为控制施工成本起到了有效的作用。但是经过笔者仔细研究发现，很多工程所用的这种安装方式存在一定的安装隐患和施工难度。

       在沈阳某工程现场，采用18系列陶板幕墙，其安装方式即为短悬臂挂接方式。该工程所用短悬臂为铝合金角铝制做，其悬挂挂件的一端宽度仅为60mm，另一端采用3颗自攻螺丝将其固定于立柱上，挂件的宽度为40mm。由于直接采用自攻丝固定，安装后无法保证短悬臂的整体平整度，导致陶板挂装后出现不平整现象，并造成大量陶板的挂槽被拉裂的现象。而且短悬臂挂装面太短，很难保证挂件挂接时的搭接量，容易造成挂件脱落现象；特别是短悬臂挂接面太短，挂件在陶板挂槽安装位置太靠近板边，拉力强度会相应减小，板槽被拉裂。

       而有些工程所采用的短悬臂是钢制短悬臂，一般采用90*90角钢制作而成，在悬臂的一端采用长圆孔与立柱通过螺栓连接。这种安装方式似乎比较合理，可是一样造成安装时调整难度加大，施工时太多的长圆孔很难保证能把安装好的短悬臂全部调整平整，所挂装陶板面依然无法保证其平整度。而且，施工时需要非常注意挂件安装的位置，否则仍然会出现挂件滑落的现象，不能保证陶板安装的安全性能。

       经过几个工程的实践下来，建议在采用短悬臂挂接的时候，需要先准确计算短悬臂所能承受的风压和荷载。在悬臂的设计上采用整体设计直接安装在立柱的外立面，而不是采用螺栓从两侧面连接安装，在悬臂的外侧设计回勾，防止在外力作用下挂件脱落。短悬臂设计如图1（该设计已取得设计专利，专利号200820180427.4）

                                       

     

       目前已见的几个类型的挂件，设计均按照自己的想法设计，而有些设计只是从根本上一味追求成本因素，不考虑安全因素。陶板挂件相当于石材的挂钩，起到连接陶板与横梁的作用，但陶板的挂件一般都不能像石材挂钩一样自由调节平整度。故此，挂件的设计因素直接决定了陶板幕墙的安装平整度、抗震性能等重要功能。

       现有陶板幕墙工程挂件在设计上多数不具备柔性连接，或者柔性连接设计不尽完美，特别是在挂件与陶板的连接处，有些幕墙公司根本没有考虑柔性连接，直接采用硬性连接。曾在工程上见过采用圆弧形弹簧片作为陶板与挂件之间的柔性连接，这是一个新的思路。但是美中不足的是，圆弧形弹簧片设计只有一个点与陶板接触，弹簧片硬度过大时容易造成预留挂槽破坏，且陶板与挂件摩擦力不够，容易发生位移。

       在挂接口的设计上，多数挂件的设计是不带柔性连接的，或者仅采用胶条作柔性连接，没有设计缓冲臂，在较大外力作用下，挂件和横梁（或短悬臂）直接应接触没有缓冲力，或者直接产生摩擦造成材料表面损伤。这类设计容易造成材料使用寿命减少，以及不能拥有较高的抗震能力。

       故此，在挂件设计上，应采用直片弹簧片设计，在挂接口设计缓冲臂。直片弹簧片单面插入，施工方便，而且与陶板的接触面是整个弹簧片，摩擦力加大，不易产生侧移，也不会造成陶板挂槽的破坏。挂接口上设计缓冲臂并采用三元乙丙胶条作柔性连接，让挂件与横梁（或短悬臂）不易产生摩擦，不会造成材料表面的损伤，延长材料使用寿命；同时，缓冲臂在一定程度上可以降低较大外力作用的冲击力，增加挂件本身的缓冲力，增强陶板幕墙的抗震能力。设计图如图2（该设计已取得设计专利，专利号200820180427.4）。

       干挂陶板幕墙施工技术是近几年从国外引进的新工艺，此项具有节能降噪功能的外墙装饰新工艺，填补了我国在高层和超高层建筑外墙装饰材料用传统旧工艺所不能达到的空白。同时它又克服了干挂石材幕墙、金属板幕墙的某些缺点，在安全性、耐久性、可更换性等方面具有较大的优势。       

       好的设计会让陶板幕墙安全性能变得更好，如果设计上一味追求利润节省成本，可能会让陶板幕墙的安全性能降低。因此，在陶板幕墙设计上，如何把握设计与安全、成本的关系是至关重要的。