CN101368412A - 复合幕墙结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开复合幕墙结构由幕墙板、墙体、楔筋、墙钉、玻璃微化珠隔热层构成，幕墙结构施工方法由第一步将楔筋用墙钉固定在墙体上，第二步将幕墙板楔入上下凹槽，第三步将幕墙板左右凹凸楔入定位，第四步在幕墙板与墙体2之间的空间填入玻璃微化珠隔热层或可再分散胶粉保温层步骤完成，复合幕墙与玻璃幕墙相比，提高了安全性，提高了隔热性，降低了工程造价，具有显著节能意义。

Description

复合幕墙结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种建筑技术，特别是复合幕墙结构及其施工方法。

技术背景

改革开放以来我国的经济得于迅速发展，城市建设以超预计的速度发展，城市的建设不仅在规模上高速度，建筑的外观为了美化城市引进了许多国外的新技术，幕墙就是最广泛使用的技术之一，全国幕墙企业年产值在3亿元以上的有10多家，8000万元以上的有20余家，硅酮结构密封胶(结构胶)是隐型铝合金玻璃墙幕的关键性材料，用于建筑幕墙受力金属构件与玻璃等非金属材料的结构粘接，用胶粘接取代焊接或机械连接是当前建筑幕墙突出特点，1987～1997我国结构胶用量在5000吨左右，用去外汇超过1亿美元，20年来全国各地的使用假冒伪劣结构胶十分严重，有的使用透明硅胶，有的使用粘接鱼缸的胶水粘接，施工质量也鱼龙混杂，有的经过专业培训有的根本没有训练过的农民工，2000年建设部先后进行两次大检查，结果令人十分担忧，有的省份不合格率达30％～50％，隐框型铝合金玻璃墙幕是1994年引入我国，迅速掀起“隐框型铝合金玻璃墙幕热”，1994年就达到150万平方米，投资了18亿元，相当美国全美使用隐框型铝合金玻璃墙幕的的总和，1996年达到500万平方米，隐框型铝合金玻璃墙幕没有使用传统玻璃墙幕以夹持玻璃并承重的铝合金外框，而是完全依靠玻璃背面的结构胶粘在铝合金架上，数千块数百公斤重的玻璃完全依赖胶水粘接粘在铝合金架的表面，要长期有效抵抗大风的载荷，自重的载荷(每平方米50～100公斤)，热胀冷缩、地震威胁，对材料的要求极为严格，质量稍有差错，危险性极大。隐框型铝合金玻璃墙幕在国际上还是有争议的新技术，日本严格限制使用，德国禁止使用，美国也只能保证使用10年[建设部建材研究院装饰协会高级工程师黄白，玻璃幕墙隐患甚忧，北京观察，2005，5]。

现有的幕墙不仅存在结构性的安全威胁，同时还存在交通事故隐患——光污染是制造意外交通事故的杀手，一幢幢玻璃幕墙大厦，就像一面面巨大的镜子，使本来光洁的路面，清晰的交通信号灯变得斑斑驳驳、光怪陆离，令人眼花缭乱，严重影响驾驶员的视线，成为事故隐患。更严重的是反射光进入高速行驶的汽车内，会使驾驶员发生突发性暂时失明和视力错觉，在刹那间发生事故。

现有的幕墙还是高耗能产物，由于玻璃等美化建筑材料通常为了美观要求难于兼顾保温隔热要求，造成了巨大能耗。

建筑学家呼吁，开发绿色建筑材料绿色建材对于建筑节能和保护生态。我国现有建筑总面积约为400亿平方米，其中节能住房不足2％。全面建设小康社会，改善居住条件是重要标志，预计到2020年我国将新增建筑面积300多亿平方米。目前我国建筑能耗约占全国总能耗的27.5％，住房能耗过高已成为能源的重负。每当盛夏之际，很多大中城市经常限电、拉闸，仍难以确保居民用电，同时也严重制约着经济发展。节能、保温型墙体材料，门窗以及屋顶材料的加速开发将为节能建筑提供物质保障[顾真安，加快发展节约型建材工业，求实杂志，2005，12]。

在政府和行业专家的呼吁下，不少建筑物在满足观赏要求的前提下，利用建筑物非观赏面使用节能技术节能材料，比如，在一些墙体中使用保温材料，当前最流行的是，湿式复合墙体，现场浇筑轻骨料混凝土或者发泡填充物，而且有的墙体模板可以免拆，直接作为墙体的外层，简单方便，施工速度很快，而且整体性能优越，有效地减少了热桥产生，湿式复合墙体适应性很广，性能优越，在国外发展迅速，在我国也都得到了重视和发展。湿式复合墙体采用了全新的材料组织概念，通过新型复合材料改善墙体构造，达到提高降低导热系数，减轻墙体重量，起到降低承重和建筑能耗的积极效果，目前采用的湿式复合墙体技术主要有两类新材料，一类是，玻化微珠，玻化微珠是一种酸性玻璃质溶岩矿物质，经过特种技术处理和生产工艺加工形成内部多孔，表面玻化封闭，呈球状体细径颗粒，是一种具有高性能的新型无机轻质绝热材料。主要化学成份是SiO₂、AI₂O₃、CaO，颗粒粒径为0.1mm～2mm，容重为50kg/m³～100kg/m³，导热系数为0.028W/m/℃/k～0.048W/m/℃/k，漂浮大于95％，成球玻化率大于95％，吸水率小于50％，熔溶温度为1200℃。由于表面玻化形成一定的颗粒强度，理化性能十分稳定，耐老化耐候性强，具有优异的绝热、防火、吸音性能，适合诸多领域中作为轻质填充骨料和绝热、防火、吸音、保温材料使用。玻化微珠根据不同产品性能和用途的要求，根据粒径和容重指标可分为以下几种用途及类型：采用玻化微珠为轻质绝热骨料的单组份保温型干混砂浆，不仅在墙体保温要求上符合国家相关建筑节能标准，而且具有以下特点：

a、单组份玻化微珠保温型干混砂浆保证了产品质量的稳定性，克服双组份或多组份保温砂浆在现场配合的质量不稳定性。

b、玻化微珠保温型干混砂浆粘结强度高，早期强度提高快，明显优于其它保温砂浆，并缩短了二次抹灰时间，提高了工作效率。

c、砂浆保水性和抗裂性好，在各种基材的墙体上不需浇水或进行界面处理，可直接干抹在墙面上，不空鼓、不开裂，大大提高了施工效率和综合性能，降低了工程成本。

d、玻化微珠保温砂浆有很好的保温和隔热性能，防火耐老化耐候性强，特别是在夏热冬冷地区使用将会产生极好的社会和经济效益。

另一类是，可再分散胶粉

可再分散胶粉制备方法又分为两种；

一种是采用现有的某些通过喷雾干燥加工而成的。其程序是先通过乳液聚合获得聚合物乳液，然后经过喷雾干燥而获得。可再分散胶粉对水泥砂浆和混凝土材料的改性原理与聚合物乳液相同，所不同的是可再分散能力。

可再分散胶粉的另一种制造方法是核——壳乳液两步聚合法。然后将此水乳液核——壳聚合物喷雾干燥为可再分散胶粉。用可再分散胶粉生产的干混砂浆主要用于外墙保温系统，瓷砖胶粘剂，抹面砂浆等，也可生产出聚苯板粘结砂浆。可再分散胶粉的优点是；

a、可再分散胶粉对砂浆、有一定的减水作用，并可改善砂浆的施工性。

b、可再分散胶粉掺量对粘接强度的影响也较为显著。掺量增大，砂浆与水泥块间的粘结强度逐渐增大。

c、可再分散胶粉是砂浆中的一种重要的胶凝材料，由于自身的干燥成膜作用而增强砂浆的各种强度，聚合物薄膜像架桥一样将砂浆中的裂缝，水泥水化物与骨料等连接起来。随着胶粉含量增加，这种架桥作用力更为显著，导致拉伸强度和抗折强度增加。

d、在外保温用抹面干粉砂浆中的一个重要作用是增稠，它能使砂浆的保气性大大提高，标准砂浆的容重能达到2300kg/m³～2500kg/m³，而增加了可再分散胶粉的干混砂浆，在大量胶粉的作用下，可以使容重保持在1500kg/m³～1700kg/m³。微气孔的引入，可以使砂浆的柔性大幅提高。

虽然玻化微珠和可再分散胶粉在建筑新技术领域具有一定优势，但是，这两种材料仅仅作为墙体的结合和涂层用途，对于降低建筑造价和改善施工条件其意义并不显著。

2004年德国HEIDEX集团授权上海可耐建筑材料有限公司专门从事CENEL品牌德国建筑节能技术，干粉砂浆技术在中国的应用和推广，获得了巨大的收益，该工艺仍然存在繁杂和对操作者的精心操作才能取得可靠的隔热保温效果，以下是CENEL品牌建筑保温系统施工工艺：基层(抹面砂浆)----找平层(保温找平砂浆)-----粘结层(保温粘结胶浆)-----保温层(膨胀聚苯乙烯发泡板)-----增强层(保温抹面胶浆)-----饰面层(饰面砂浆)-----罩面层(罩面涂料)。

发明内容

本发明针对我国建筑玻璃幕墙安全问题和建筑能耗现状，提供一种既能美化建筑又具有隔热保温性能的新型墙幕技术。

实现发明目的技术方案是：为了达到玻璃幕墙表面整洁亮面的效果，采用一种冷成型新型建筑材料，如本人在2007年提出的申请号200710111679.1《人造石器材及其制造方法》制造的人造石，将人造石材块状型材的边分别制造成左右对边为凹槽、凸沿，垂直对边均为凹槽，或采用天然石材以上述结构相同进行加工，加工成幕墙板，在建筑物安装的时候，先在建筑物墙体安装楔筋，楔筋的上下各有两翼，中间段位是楔翼，底部是楔座翼，楔座翼开有预制定位孔，利用墙钉通过楔座翼的预制定位孔固定在墙体上，然后，将加工好的幕墙板利用楔筋的上下两翼楔入垂直对边的凹槽固定，幕墙板的左右的凹槽、凸沿相互楔入，使整个幕墙成为整体平面，由于楔座翼固定在墙体表面，其表面与幕墙板之间形成一道空间，在该空间内填充玻化微珠或可再分散胶粉保温材料，通过玻化微珠或可再分散胶粉的湿法施工使墙体与幕墙板粘接为一体，墙体与幕墙板粘接为一体既提高了整体的稳定性，同时，还改善了隔热性能。

幕墙板可以采用人造石制造，还可以采用天然石材加工，也可以采用铝塑符合材料制造。

楔筋可以采用金属材质加工，也可以采用高强度高分子材料制造，如碳纤维增强塑料，或玻璃钢材料制造。

隔热保温层的材料可以使用玻化微珠干混砂浆填充，也可以采用可再分散胶粉湿法施工，还可以采用玻璃纤维棉混合干粉胶浆填充。

墙钉采用铬钢制造。

本发明的积极意义；复合幕墙与玻璃幕墙相比，提高了安全性，提高了隔热性，降低了工程造价，具有显著节能意义，通过下表说明与其它外墙材料相比较的意义；

 

性能比较	石材与铝板	复合墙幕	瓷釉面砖	传统外墙涂料
					户外耐久性	石材与铝板耐20年以上	耐50年以上	瓷釉面砖由于与水泥砂浆的	耐久性差通常5年左右，

 

			温度膨胀系数差异大，常常导致脱落，砖缝太多
					安全性	脱落隐患存在	好	脱落隐患存在	好
装饰性	豪华大气	豪华大气	砖缝太多，色泽呆木	色彩丰富，但变化退色快
					施工性	特别复杂	比较简单	劳动强度大	施工烦琐
建筑负荷	最重	较轻	较石材小	小
					风压变形性能	存在	可靠性好	可靠性好	好
保养性	可清洗	清洗便利	清洗便利	差
					耐气侯变化性能	一般较好，有部分产品变形	稳定性好	膨胀系数差异大，在冷热气候循环下，常发生脱落	我国南方易潮软，北方易脆裂
附着力	通常采用钢挂，高层建筑采用粘结时，存在风洞效应，安全隐患较大	楔筋定位牢度好	水泥砂浆粘贴，当基面变形时易脱落	存在龟裂，掉粉等问题，吸水问题
					抗大气及基材腐蚀性	石材耐酸雨性能较差，铝板耐腐蚀性较好	耐大气腐蚀	耐大气腐蚀	耐紫外辐射差，耐水气腐蚀差
耐沾污性(自洁性)	优质产品较好劣质产品差	自洁性好	存在勾缝积尘瓷面砖表面能大，导致尘污形成胶团附着，影响美观	易沾染，易附着尘土
					抗霉菌性	性能好	性能好	勾缝处易滋生霉菌苔藓，藻	易滋生霉菌苔藓，藻类

 

			类
					防水性	拼缝处存在渗漏隐患	易保证无渗漏	水泥勾缝手工操作者差异大，施工质量差的导致蓬松渗水	不同品种性能各异
耐碱性	石材耐碱性极好铝板自身耐碱性差	耐碱性好	耐碱性好	易受墙面水泥的碱性渗出物引起皂化，导致粉层脱落
					材料成本	一般400元～600元m2，豪华品种达800元m2	通常为100元以下m2	30～600元m2，	30～200元m2
环保性	部分石材具有放射性，铝板能耗大	好	高耗能产品	好
					对建筑外型适配性	差	好	较好	好
颜色多样性	单一	单一	单一	丰富
					目前存在的主要问题	成本高	新技术推广有一定难度	砖缝太多翻新困难，安全隐患存在	高档腻子因价格高难于普及使用，抵挡品种耐久性差，3～5年需返工
发展趋势	从环保节能方面考虑有下降趋势	符合节能环保主流需求	趋于淘汰	由于房地产商利益驱使，中、抵挡产品用量占优势
					与外墙保温体系性	价格昂贵施工难度大	好	特差	好

以下结合附图作进一步详细说明

图1是主结构示意图；

图2是图1中A局部放大示意图；

图3是楔筋结构示意图；

图3A是图3左视图；

图4是楔筋3维视图；

图5是幕板垂直纵向剖视图；

图6是幕板水平横向剖视图；

图中：

幕墙板1、墙体 2、楔筋 3、墙钉 4、玻璃微化珠隔热层 5、固定孔 3A、限位顶边3B、楔翼3C、楔座翼3D、凹边1A、凹槽1B、凹沿1C。

具体实施例

参照附图，楔筋3由墙钉4穿过楔座翼3D固定孔3A固定在墙体2上，幕墙板1的上下凹槽1B楔在楔翼3C上，楔筋3的限位顶边3B将幕墙板1的凹边1A限制定位，幕墙板1的左右两侧一侧是凹槽1B，另一侧是凹沿1C，在楔筋3将幕墙板1垂直方向固定之后，利用凹沿1C楔入凹槽1B，通过垂直方向由楔筋3定位，左右凹凸楔入定位，整个幕墙成为整体。幕墙板1与墙体2之间的空间填入玻璃微化珠隔热层5，玻璃微化珠隔热层5与幕墙板1、墙体2之间不仅起到隔热保温作用，还起到消除自由间隙相互粘接作用，幕墙板1与墙体2之间的空间还可以填入可再分散胶粉以消除自由间隙和达到相互粘接作用，同时也达到隔热保温作用。

施工按下列步骤进行，第一步将楔筋3用墙钉4穿过楔座翼3D固定在墙体2上，第二步将楔翼3C楔入幕墙板1上下凹槽1B，第三步将幕墙板1左右凹凸楔入定位，第四步在幕墙板1与墙体2之间的空间填入玻璃微化珠隔热层5。

Claims (3)

1.一种复合幕墙结构由幕墙板1、墙体2、楔筋3、墙钉4、玻璃微化珠隔热层5构成，其特征是，楔筋3的楔翼3C楔入幕墙板1的上下凹槽1B。

2.按权利要求1所述的一种复合幕墙结构其特征还在于楔筋3有固定孔3A。

3.一种复合幕墙结构施工方法由第一步将楔筋3用墙钉4固定在墙体2上，第二步将幕墙板1楔入上下凹槽1B，第三步将幕墙板1左右凹凸楔入定位，第四步在幕墙板1与墙体2之间的空间填入玻璃微化珠隔热层5步骤完成。

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