陶土板幕墙的优势及其施工技术

宋国福 孟凡元 代亚勇 张立夷 邵姝文

1. 中国建筑一局（集团）有限公司 山东 青岛 266033；2. 青岛理工大学土木工程学院 山东 青岛 266033

建筑设计师们将陶土板应用于幕墙结构的灵感主要来源于陶土板自身的材料特性，陶土板具有沧桑久远的象征意味，将这种极具质感的古老材料与明亮透彻的玻璃结合融入现代建筑中，形成历史与现代、原始感和时尚感相结合的建筑设计形式——陶土板幕墙[1]。陶土板是一种应用于室内装饰及建筑外墙装饰的轻质干挂材料，兼具低碳环保和潮流时尚的特性，近几年在国内外得到广泛应用。陶土板具有色彩丰富、款式多样、兼容性好、富有艺术气息等特性，可应用于商业、公建、民用等建筑工程。

1 陶土板的概述

陶土板幕墙是近几年新兴的建筑幕墙表现形式，建筑师们选择陶土板作为幕墙面板的主要原因有：

1）陶土板的颜色无色差，色彩自然，富有艺术气息，同时陶土板颜色多达十几种，能满足建筑师对色彩的需求[2]。

2）陶土板具有兼容性好、性质温和等特点，为增加外立面的多样性，建筑师们可将其与木材、玻璃及金属等材料搭配使用，使建筑更具人文气息，增添城市魅力。

3）陶土板采用独特的湿法成形工艺生产制作，其外形可根据不同形状的模具千变万化，满足建筑师对不同形状外立面的需求[3]。同时与干法成形工艺相比，陶土板的生产工艺具有耗能低、污染小等优点。

4）在无破损情况下，陶土板可被再次应用于建筑装饰，破损的陶土板可作为生产陶土板的辅料被再次利用，充分实现了资源的再利用[4]。

2 陶土板幕墙的优点

在陶土板幕墙出现之前，玻璃幕墙、金属幕墙及石材幕墙广泛流行于建筑界。陶土板幕墙作为一种新兴的建筑装饰表现形式，集合了金属幕墙和石材幕墙的优势，同时陶土板幕墙在工程造价、施工进度、质量、节能等诸多方面均优于金属幕墙和石材幕墙。在建筑外立面达到同一档次的情况下，陶土板在工程造价、施工质量、施工进度、节能性能、抗震性能等方面的表现，均要优于石材幕墙和铝板幕墙。杨海勇等[5]对清华大学同时期施工的2个体量相近的石材幕墙和陶土板幕墙工程进行了施工效益对比，结果亦显示出陶土板具有更大优势。

综上所述，陶土板幕墙在近几年被广泛应用于各类建筑，且在未来仍有广泛的发展空间。

3 施工工艺流程

目前，陶土板幕墙作为新的幕墙体系在国内外备受关注。近几年，陶土板幕墙也在国内外得到广泛应用，但关于陶土板幕墙的施工技术，国家尚未颁布相关技术规范。青岛国际院士港工程在陶土板幕墙施工过程中参照JGJ 133—2001《金属与石材幕墙工程技术规范》，并结合幕墙施工中的经验，总结出一套适合本工程的工艺流程。陶土板幕墙的节点布局如图1所示。

图1 陶土板幕墙的节点布局

3.1 测量放线

根据设计中幕墙的立面分格，利用水准仪、经纬仪、钢丝线、重锤等测量器具，在幕墙外立面上标出安装幕墙立柱、龙骨时的控制线及幕墙分格和转角处的基准线。

3.2 预埋件处理

在幕墙结构施工前就应将预埋件埋入，幕墙施工过程中应对预埋件进行如下处理：

1）对预埋件周围墙体的平整度进行检查。为方便平整度的检查，应首先清理预埋件使其露出金属表面。

2）预埋件的位置和数量必须符合图纸要求。

3）预埋件必须做防锈处理。

4）幕墙施工过程中若发现预埋件未埋，此时应采用后置埋件，并可通过现场试验确定其承载力。

3.3 转接件安装

1）转接件的安装采用焊接方式，在转接件焊接固定前应检查转接件是否满足设计图纸的要求。转接件的焊缝高度和长度应由计算确定，但最小高度和长度应分别满足≥6 mm、≥100 mm的规定。

2）转接件安装完成后应进行焊渣清理、刷防锈漆等工作。

3）转接件的隐蔽验收标准为：其三维方向定位严格遵守设计图纸要求，转接件表面洁净干燥，各转接件间连接牢固。

3.4 竖向钢龙骨安装

1）初步安装竖向钢龙骨时应以钢线为基准从下往上安装。竖向钢龙骨应按照层高高度设置，且相邻2根竖龙骨间应留伸缩缝15～20 mm。

2）竖向龙骨的安装质量将对幕墙整体安装质量产生影响。竖向龙骨初步安装完成后应复测尺寸及垂直度，使其在设计误差允许范围内，对复测合格的竖龙骨进行满焊、清理焊渣及涂刷防锈漆等后续工作。

3.5 竖向铝龙骨安装

1）竖向铝龙骨安装前，应首先根据施工图要求在竖向钢龙骨上弹出竖向控制线，以方便随时检查垂直度。安装竖向铝龙骨时，同样按照层高高度设置，同时在与竖向钢龙骨相同位置处留15～20 mm伸缩缝。

2）竖向铝龙骨与竖向钢龙骨采用镀锌螺栓连接，间距≤600 mm。由于两类龙骨材料不同，为防止电化学腐蚀，在两龙骨间加设厚度为8 mm、长度为100 mm、宽度同铝龙骨凹槽的绝缘垫。

3.6 防水保温板安装

1）本工程的防水保温板是用岩棉钉和氯丁胶将50 mm厚的玻璃丝棉粘到1 mm厚的镀锌板上制成的。

2）防水保温板自下往上安装，后安装板块覆盖先安装板的宽度应≥30 mm。防水保温板与竖向铝龙骨采用镀锌自攻钉连接，其间距≤350 mm。

3）为减少冷桥，对于竖龙骨背侧等镀锌防水保温板无法覆盖的部位，在施工中用氯丁胶将长条形玻璃丝棉和龙骨点状粘牢，其粘点间距≤200 mm。

3.7 横向铝龙骨安装

1）根据设计与施工要求，本工程横向铝龙骨间距为陶土板宽度加10 mm。

2）为保证幕墙整体安装质量及外立面美观效果，安装铝合金横龙骨时，应保证分格尺寸及水平度。

3）龙骨间采用25 mm宽镀锌钢角码和M6镀锌螺栓固定，且角码与铝合金竖龙骨间的垫片采用厚度≥1.5 mm的三元乙丙橡胶垫。

3.8 陶土板安装

1）采用柔性连接方式将挂件穿入陶土板背面的槽口并将其固定在龙骨上，龙骨与挂件之间也需采用柔性连接方式。陶土板的挂接方式如图2所示。

图2 陶土板挂接方式示意

2）陶土板间横向及纵向分别应留6～10 mm、4～8 mm的安装缝隙。

3）安装时，陶土板应自下向上逐层安装，对于某些楼层较高的工程，为加快施工进度也可分区段同时安装。

4）为避免陶土板污染而影响外立面效果，在陶土板安装时禁止涂刷油漆[6]。

5）陶土板安装完成后，应进行打密封胶作业，但必须在面板表面粘贴一层保护纸，待密封胶基本干燥后才能将保护纸撕下。

3.9 幕墙清洗

陶土板幕墙施工完成后，进行幕墙整体清洗。

3.10 幕墙验收

本工程幕墙的验收程序为：

1）每一层幕墙施工完成后，施工技术人员应对安装成果进行自检并填写自检表，监理及质检员对其成果复检，确认无误后签字。

2）为方便陶土板的调整，加快施工进度，上一层幕墙的施工应在下一层幕墙验收合格的基础上进行。

4 施工操作要点

4.1 后置埋件的安装

1）在幕墙施工过程中，若发现主体结构施工时预埋件未埋，此时可根据图纸分格要求采用后置埋件[7]。

2）在实际工程中后置埋件使用较多，后置埋件埋设准确可方便施工、加快施工进度。

3）后置埋件可采用对穿螺栓、化学螺栓等固定。当采用化学螺栓安装时，要保证钻孔内清洁、干燥，并保证螺栓直径及钻孔深度满足设计要求。

4）后置埋件应进行现场拉拔试验确定其承载力，并通过计算确定螺栓的数量及规格。

4.2 陶土板与幕墙收口处理

陶土板与幕墙交接部位的处理是幕墙安装过程中的重点和难点，同时也是技术人员极易忽略的工序[8]。施工过程中主要对玻璃幕墙落地窗处与陶土板幕墙侧面板交接位置进行处理，在测量放线时，应对陶土板幕墙、玻璃幕墙班组施工技术人员进行交底，确定陶土板与玻璃幕墙的安装工艺，确保陶土板侧面板与玻璃的前后、左右距离满足设计及施工要求，使不同形式的2种幕墙能够平缓过渡，呈现完美的立面装饰效果。

4.3 施工过程中的防锈处理

幕墙骨架采用钢制方管，施工前应先对其涂刷防锈漆处理。但在施工过程中不可避免会出现防锈层被破坏的情况，这时应首先清理防锈层被破坏处的污垢，清洁干净后再用金属防锈涂布擦拭不少于2遍。当转接件、预埋件与预埋铁件焊接部位出现防锈层被破坏时，必须用金属防锈涂布擦拭不少于3遍[9]。

4.4 幕墙的防腐措施

虽然陶土板幕墙与金属幕墙、石材幕墙相比耐腐蚀性较好，但青岛属于沿海地区，气候潮湿，因此在幕墙施工过程中应采取必要的防腐措施。

1）为提高幕墙耐腐蚀性能，幕墙龙骨可采用Q235B热镀锌钢或高耐候钢。高耐候钢的抗腐蚀性能随时间的增加而提高，其抗腐蚀性能远远高于普通碳素钢。若采用高耐候钢并将其表面做防锈处理，可有效防止龙骨腐蚀。若采用Q235B碳素钢，应将其表面做热镀锌处理。

2）螺栓、铆钉、垫圈等物件均应选用不锈钢构件。

3）为有效防止电化学腐蚀，应将绝缘垫加设在不同类型的金属材料间。

4.5 防滑减震措施

1）为使自重较大的钢龙骨能自由伸缩及龙骨在受震动时能自由调节受力，在钢龙骨安装时，竖向须留伸缩缝。

2）陶土板幕墙抗震性能较好，虽然陶土板在地震时不至于被破坏，但在强震状态下幕墙面板间将发生侧移，导致陶土板间缝隙宽窄不一，严重影响立面美观效果。

3）为防止部分陶土板在强震作用下发生侧移，工程中一般在幕墙转角、边角处采用侧向限位等措施。

4）在陶土板间插入同种色彩的EPDM胶条也可起到减震作用，同时可为幕墙增添一定的美观效果。

5 结语

1）陶土板幕墙作为一种新兴节能环保幕墙，其在材料特性、幕墙效果、施工进度、经济效益等方面都远远优于金属幕墙及石材幕墙，已被广泛应用于我国建筑工程中。

2）目前，我国关于陶土板幕墙的设计方法、施工工艺及相关规范等研究仍相对匮乏，还应进行更为深入的研究。