CN108442577B - 组装式自排水钢结构外墙系统及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钢结构外墙系统技术领域，公开了一种组装式自排水钢结构外墙系统及其施工方法。本发明包括固定在基础结构表面的内侧金属面板，依次设置在内侧金属面板外侧的保温夹层和外饰板，外饰板与保温夹层之间设置有空气腔，所述外饰板由外侧金属面板通过搭扣结构相互拼接组成；所述外侧金属面板通过Z形挂座固定在内侧金属面板上，外侧金属面板的水平搭扣缝处设置有等压空腔。本发明安装便捷，可有效减少水汽或风驱雨水的进入，自动排出进入内部的水分。

Description

组装式自排水钢结构外墙系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及钢结构外墙系统技术领域，特别是涉及一种组装式自排水钢结构外墙系统及其施工方法。

背景技术

钢结构外墙系统由于厚度较薄，饰面可装饰性强，在装配式建筑中逐渐占有一席之地。钢结构外墙系统以金属面板作为围护结构，内部设置保温夹心结构。但是如果建筑室内的湿度较大时，如在食品、烟草、纺织、造纸等车间内，生产时会产生大量的水汽，造成室内湿度急剧增加。

对于传统的钢结构外墙系统，空气中的湿气在气压和水蒸气分压力的作用下，通过钢板接缝或缺陷的部位扩散到夹心层内部，由于进入的湿气很难排出，在使用一定时间后，会导致钢板内部的湿气凝结成水分并累积在夹层内部，进而引发变形、保温性能降低、钢结构腐蚀等问题。

钢结构外墙系统中外侧钢板的接缝处，很容易发生渗漏，在实际中通常使用密封胶进行封闭，密封材料的使用年限一般较短，维护成本较高，而且更换难度较大。

现有的钢结构外墙系统中大多采用有机材料将金属面和芯材进行复合或者使用发泡材料和金属面连接，在达到使用年限后拆除时，金属面和芯材很难被分离，造成材料无法被有效的分类和回收，再利用率较低，不仅造成了材料浪费，而且材料的报废处理时会产生大量碳化物质和有毒气体，加重了环境的负担。

现有的预制钢结构外墙都是与预埋件连接，或通过连接件与基础结构固定连接，工序复杂，工作量大。

发明内容

本发明提供一种安装便捷，可有效减少水汽或风驱雨水的进入，自动排出进入内部的水分，连接密封性能优异的组装式自排水钢结构外墙系统及其施工方法。

解决的技术问题是：现有的钢结构外墙密封性能差，空气中的湿气容易在内部夹心层聚集无法排出，进而引发变形、保温性能降低、钢结构腐蚀等问题；而且外侧钢板之间的接缝处密封性差，密封材料更换难度大，成本高；材料无法有效分类回收，造成材料浪费并加重了环境负担。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，包括固定在基础结构表面的内侧金属面板，依次设置在内侧金属面板外侧的保温夹层和外饰板，外饰板与保温夹层之间设置有空气腔，所述外饰板由外侧金属面板通过搭扣结构相互拼接组成；所述外侧金属面板通过Z形挂座固定在内侧金属面板上，外侧金属面板的水平搭扣缝处设置有等压空腔。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述外侧金属面板四周的搭扣结构由外侧金属面板弯折而成，竖直搭扣缝内设置有竖向导水条，所述竖向导水条通过第三紧固件固定在Z形挂座上。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述Z形挂座和内侧金属面板通过第一紧固件固定在基础结构上，所述Z形挂座水平、通长设置，包括两个相互平行的竖向固定板和连接两固定板之间的水平连接板，位于上方的竖向固定板通过第一紧固件与基础结构固定，位于下方的竖向固定板边沿水平向内延伸形成水平回钩。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述Z形挂座和内侧金属面板之间垫设有绝热垫片。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述外侧金属面板的上边沿朝外墙系统内侧倾斜向上延伸形成斜坡段，斜坡段的边沿竖直向上延伸形成固定部，所述固定部通过第二紧固件与Z形挂座连接，固定部的边沿朝外墙系统外侧倾斜向下回钩形成密封弯曲；外侧金属面板的下边沿朝外墙系统内侧回钩形成圆弧段，圆弧段上、沿外侧金属面板的长度方向、间隔设置有排水孔，圆弧段与相邻外侧金属面板的斜坡段之间留有气道，圆弧段的边沿朝向外墙系统外侧倾斜向上延伸形成腔立壁，腔立壁的上边沿朝外墙系统内侧倾斜向上延伸形成挡水弯曲，腔立壁、挡水弯曲与相邻外侧金属面板上边沿的固定部之间围合形成等压空腔，等压空腔通过气道与外界大气连通；；挡水弯曲的边沿竖直向下弯折延伸形成搭扣部，搭扣部搭挂在相邻外侧金属面板的密封弯曲上，并以密封胶密封。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述外侧金属面板的一侧边沿垂直弯折、朝向外墙系统内侧延伸形成第一挡板；外侧金属面板的另一侧边沿垂直弯折、朝向外墙系统内侧延伸形成第二挡板，第二挡板的边沿垂直弯折、继续向前延伸形成封闭板，封闭板端部贴合相邻外侧金属面板的第一挡板设置。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述第一挡板与第二挡板之间可拆卸设置有防水压条。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述外侧金属面板的上边沿与Z形挂座之间设置有限位调节件，所述限位调节件为水平限位调节垫块和/或竖向调平垫块。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统，进一步的，所述空气腔的厚度为15-30mm。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、工厂预制：在工厂预制外侧金属面板和Z形挂座，剪裁合适尺寸的内侧金属面板；

步骤二、安装内侧金属面板和Z形挂座：经过精确的测量和定位，将Z形挂座和内侧金属面板固定在基础结构表面；

步骤三、安装保温夹层：将保温夹层固定在内侧金属面板和Z形挂座上；

步骤四、安装外侧金属面板：将外侧金属面板上边沿固定在Z形挂座上，并调节平整度；

步骤五、拼接相邻的外侧金属面板：按照自下而上的顺序安装外侧金属面板，将外侧金属面板的下边沿与相邻外侧金属面板搭扣连接，并密封。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统及其施工方法与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明组装式自排水钢结构外墙系统的外侧金属面板采用搭扣结构拼接组成，搭扣结构由外侧金属面板弯折而成，施工便捷高效，搭拆方便，各构件可重复利用；搭扣接缝为外侧金属面板提供了变形空间，可有效缓冲温差对金属面板造成的变形影响，充分释放热胀冷缩的变形，保证外饰面的平整度和美观效果。

本发明在保温夹层和外侧金属面板之间设置了空气腔，外墙系统内部的水分会在空气腔内冷凝，冷凝水聚集在空气腔内，自动导向底部排水孔排出外墙系统，可有效避免冷凝水长期在墙内聚集，导致保温隔热失效、耐久性降低，提高了外墙系统的使用质量和使用寿命；而且在外界环境导致外墙系统发生激烈的振动或变化时，空气腔具有优异的缓冲作用，可以减缓振动对外墙系统的冲击，具有优异的防震性能；同时空气腔还具有较好的隔热作用。

本发明的外侧金属面板在水平搭扣缝处通过弯折形成了等压空腔，可有效缓冲外界风驱雨水的影响，有效减少空气流动携带的水分；同时阻止带有动能的雨水进入拼接缝，阻断毛细吸水现象，始终保持扣合接缝内部没有水分，有效阻隔外界水分通过接缝进入外墙内部；同时等压空腔将第二紧固件包裹隐蔽在内部，使得外侧金属面板表面没有任何紧固件，提高了外墙系统的美观效果。

本发明在外侧金属面板的水平搭扣缝处设置了密封胶，实现了扣合处的气密性和水密性，有效阻止了外界空气在相邻外侧金属面板之间搭扣接缝处流动。

本发明的外侧金属面板通过Z形挂座固定在内侧金属面板上，操作简单高效，降低了施工难度，提高了施工效率，挂接固定的牢固性和稳定性强，均为可拆卸连接，重复利用率高，现场周转灵活性高。

本发明使用的所有材料都是可回收利用的，外墙系统在达到使用年限后，可以轻易的进行拆除、分类和回收利用，降低环境负担，绿色环保。

下面结合附图对本发明的组装式自排水钢结构外墙系统及其施工方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明组装式自排水钢结构外墙系统的结构示意图；

图2为图1中A部位即Z形挂座与内侧金属面板连接细节结构示意图；

图3为图1中B部位即外侧金属面板水平搭扣处的细节结构示意图；

图4为Z形挂座的结构示意图；

图5为外墙系统的横向剖面结构示意图；

图6为图5中C部位即外侧金属面板竖向搭扣处的细节结构示意图。

附图标记：

1-内侧金属面板；2-保温夹层；21-防护层；3-外侧金属面板；31-斜坡段；32-固定部；33-密封弯曲；34-圆弧段；35-腔立壁；36-挡水弯曲；37-搭扣部；4-Z形挂座；41-竖向固定板；42-水平连接板；43-水平回钩；51-排水孔；52-气道；53-等压空腔；61-第一紧固件；62-第二紧固件；63-第三紧固件；64-限位调节件；7-绝热垫片；8-空气腔；91-第一挡板；92-第二挡板；93-封闭板；94-防水压条；95-竖向导水条。

具体实施方式

如图1所示，本发明组装式自排水钢结构外墙系统包括固定在基础结构表面的内侧金属面板1，依次设置在内侧金属面板1外侧的保温夹层2和外饰板，外饰板由外侧金属面板3通过搭扣结构相互拼接组成。

如图2和图4所示，内侧金属面板1外侧设置有用于挂设外侧金属面板3的Z形挂座4，Z形挂座4和内侧金属面板1通过第一紧固件61固定在基础结构上，Z形挂座4和内侧金属面板1之间垫设有绝热垫片7，减小热桥的影响；Z形挂座4通长设置，包括两个相互平行的竖向固定板41和连接两固定板之间的水平连接板42，位于上方的竖向固定板41通过第一紧固件61与基础结构固定，位于下方的竖向固定板41边沿水平向内延伸形成水平回钩43。

保温夹层2为纤维类无机保温材料，通过保温钉固定在内侧金属面板1上，保温夹层2外侧包裹设置有防护层21，防护层21为防水透气膜；保温夹层2与外侧金属面板3之间设置有空气腔8，空气腔8的厚度为15-30mm，外墙系统内部的水分会在空气腔8内冷凝，冷凝水聚集在空气腔8内，在重力的作用下，自动导向底部排水孔51排出外墙系统；而且在外界环境导致外墙系统发生激烈的振动或变化时，空气腔8具有优异的缓冲作用，可以大大减缓振动对外墙系统的冲击，具有优异的防震性能；同时空气腔8还具有较好的隔热作用。

外侧金属面板3的四周边沿与相邻的外侧金属面板3搭扣连接，外侧金属面板3的上边沿通过第二紧固件62固定在Z形挂座4的下方竖向固定板41上，并与上方相邻外侧金属面板3的下边沿搭扣连接，为外侧金属面板3提供了变形空间，可有效缓冲温差对金属面板造成的变形影响，充分释放热胀冷缩的变形，保证外饰面的平整度和美观效果。

如图3所示，外侧金属面板3的上边沿朝外墙系统内侧倾斜向上延伸形成斜坡段31，斜坡段31与水平方向的夹角为30-50°，斜坡段31的边沿竖直向上延伸形成固定部32，固定部32通过第二紧固件62与Z形挂座4连接，固定部32与Z形挂座4之间设置有限位调节件64，限位调节件64为水平限位调节垫块和/或竖向调平垫块，根据施工情况和调平需求，选择性的进行安装，调节Z形挂座4的平整度；斜坡段31与外侧金属面板3和固定部32平滑过渡连接；固定部32的边沿朝外墙系统外侧倾斜向下回钩形成密封弯曲33。

外侧金属面板3的下边沿朝外墙系统内侧回钩形成圆弧段34，圆弧段34上、沿外侧金属面板3的长度方向、间隔设置有排水孔51，相邻排水孔51之间的距离不小于200mm，圆弧段34与相邻外侧金属面板3上边沿的斜坡段31之间留有气道52，气道52的最小宽度不小于6mm；圆弧段34的边沿朝向外墙系统外侧倾斜向上延伸形成腔立壁35，圆弧段34与外侧金属面板3和腔立壁35之间平滑过渡连接，腔立壁35的上边沿朝外墙系统内侧倾斜向上延伸形成挡水弯曲36，腔立壁35、挡水弯曲36与相邻外侧金属面板3上边沿的固定部32之间围合形成等压空腔53，等压空腔53通过气道52与外界大气连通；等压空腔53可有效缓冲外界风驱雨水的影响，在等压空腔53内部空气作用下，外界的流动的空气在等压空腔53中静止或停止流动，随之将风驱雨水的风速降低到静止状态，水分不再随空气流动，有效减少空气流动携带的水分；此外，当风驱雨水带有动能时，外侧金属面板3形成的挡水弯曲36可以阻止带有动能的雨水，将其阻挡在相邻单元墙体扣合的接缝之外；同时，等压空腔53可以有效阻断毛细吸水现象，始终保持扣合接缝内部没有水分；有效阻隔外界水分通过接缝进入外墙内部；挡水弯曲36的边沿竖直向下弯折延伸形成搭扣部37，挡水弯曲36与腔立壁35和搭扣部37平滑过渡连接，搭扣部37搭挂在相邻外侧金属面板3的密封弯曲33上，并通过密封胶密封，实现了搭扣处的气密性和水密性，有效阻止了外界空气在扣合接缝处流动。

如图5和图6所示，外侧金属面板3的一侧边沿垂直弯折、朝向外墙系统内侧延伸形成第一挡板91，第一挡板91的宽度不超过外墙系统厚度的1/2。

外侧金属面板3的另一侧边沿垂直弯折、朝向外墙系统内侧延伸形成第二挡板92，第二挡板92的边沿垂直弯折、继续向前延伸形成封闭板93，封闭板93端部贴合相邻外侧金属面板3的第一挡板91设置，第二挡板92与外侧金属面板3和封闭板93平滑过渡连接；第一挡板91与第二挡板92之间设置有防水压条94，防水压条94为EDPM防水压条，通过摩擦力可拆卸固定在第一挡板91与第二挡板92之间，可随时更换和拆除。

外侧金属面板3的竖向拼接缝内对应设置有竖向导水条95，竖向导水条95通过第三紧固件63固定在Z形挂座4上，竖向导水条95与Z形挂座4之间设置有限位调节件64，这里限位调节件64为竖向调平垫块，用以调整竖向导水条95的平整度和垂直度；竖向导水条95为竖直设置的C形钢，可将外墙系统内冷凝的液态水滴导向外墙系统底部，通过底部的排水孔51排出。

本发明组装式自排水钢结构外墙系统的施工方法，具体包括以下步骤：

步骤一、工厂预制：根据施工设计需求，在工厂预制外侧金属面板3、Z形挂座4、以及竖向导水条95，剪裁合适尺寸的内侧金属面板1，并运送至施工现场；

步骤二、安装内侧金属面板1和Z形挂座4：根据外侧金属面板3的尺寸和安装位置，进行精确的测量和定位，确定Z形挂座4的安装位置，调整Z形挂座4的平整度，通过第一紧固件61将Z形挂座4和内侧金属面板1固定在基础结构表面；

步骤三、安装保温夹层2：剪裁合适尺寸的保温夹层2，在保温夹层2外侧包裹防护层21，通过保温钉，将保温夹层2固定在内侧金属面板1和Z形挂座4上，或填充与内侧金属面板1和Z形挂座4之间；

步骤四、安装外侧金属面板3：将外侧金属面板3上边沿的固定部32通过第二紧固件62固定在Z形挂座4上，并通过限位调节件64调节平整度；

步骤五、拼接相邻的外侧金属面板3：按照自下而上的顺序安装外侧金属面板3，将外侧金属面板3的下边沿与相邻外侧金属面板3搭扣连接，并在搭接部位预注密封胶进行封堵；在外侧金属面板3竖向拼缝的位置设置竖向导水条95；

步骤六、设置防水压条94：在外侧金属面板3一侧设置防水压条94，与水平相邻的外侧金属面板3压紧扣合。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：包括固定在基础结构表面的内侧金属面板（1），依次设置在内侧金属面板（1）外侧的保温夹层（2）和外饰板，外饰板与保温夹层（2）之间设置有空气腔（8），所述外饰板由外侧金属面板（3）通过搭扣结构相互拼接组成；所述外侧金属面板（3）通过Z形挂座（4）固定在内侧金属面板（1）上，外侧金属面板（3）的水平搭扣缝处设置有等压空腔（53）；所述外侧金属面板（3）的上边沿朝外墙系统内侧倾斜向上延伸形成斜坡段（31），斜坡段（31）的边沿竖直向上延伸形成固定部（32），所述固定部（32）通过第二紧固件（62）与Z形挂座（4）连接，固定部（32）的边沿朝外墙系统外侧倾斜向下回钩形成密封弯曲（33）；外侧金属面板（3）的下边沿朝外墙系统内侧回钩形成圆弧段（34），圆弧段（34）上、沿外侧金属面板（3）的长度方向、间隔设置有排水孔（51），圆弧段（34）与相邻外侧金属面板（3）的斜坡段（31）之间留有气道（52），圆弧段（34）的边沿朝向外墙系统外侧倾斜向上延伸形成腔立壁（35），腔立壁（35）的上边沿朝外墙系统内侧倾斜向上延伸形成挡水弯曲（36），腔立壁（35）、挡水弯曲（36）与相邻外侧金属面板（3）上边沿的固定部（32）之间围合形成等压空腔（53），等压空腔（53）通过气道（52）与外界大气连通；挡水弯曲（36）的边沿竖直向下弯折延伸形成搭扣部（37），搭扣部（37）搭挂在相邻外侧金属面板（3）的密封弯曲（33）上，并以密封胶密封。

2.根据权利要求1所述的组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：所述外侧金属面板（3）四周的搭扣结构由外侧金属面板（3）弯折而成，竖直搭扣缝内设置有竖向导水条（95），所述竖向导水条（95）通过第三紧固件（63）固定在Z形挂座（4）上。

3.根据权利要求1所述的组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：所述Z形挂座（4）和内侧金属面板（1）通过第一紧固件（61）固定在基础结构上，所述Z形挂座（4）水平、通长设置，包括两个相互平行的竖向固定板（41）和连接两固定板之间的水平连接板（42），位于上方的竖向固定板（41）通过第一紧固件（61）与基础结构固定，位于下方的竖向固定板（41）边沿水平向内延伸形成水平回钩（43）。

4.根据权利要求1所述的组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：所述Z形挂座（4）和内侧金属面板（1）之间垫设有绝热垫片（7）。

5.根据权利要求1所述的组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：所述外侧金属面板（3）的一侧边沿垂直弯折、朝向外墙系统内侧延伸形成第一挡板（91）；外侧金属面板（3）的另一侧边沿垂直弯折、朝向外墙系统内侧延伸形成第二挡板（92），第二挡板（92）的边沿垂直弯折、继续向前延伸形成封闭板（93），封闭板（93）端部贴合相邻外侧金属面板（3）的第一挡板（91）设置。

6.根据权利要求5所述的组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：所述第一挡板（91）与第二挡板（92）之间可拆卸设置有防水压条（94）。

7.根据权利要求1所述的组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：所述外侧金属面板（3）的上边沿与Z形挂座（4）之间设置有限位调节件（64），所述限位调节件（64）为水平限位调节垫块和/或竖向调平垫块。

8.根据权利要求1所述的组装式自排水钢结构外墙系统，其特征在于：所述空气腔（8）的厚度为15-30mm。

9.权利要求1-8任意一项所述的组装式自排水钢结构外墙系统的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、工厂预制：在工厂预制外侧金属面板（3）和Z形挂座（4），剪裁合适尺寸的内侧金属面板（1）；

步骤二、安装内侧金属面板和Z形挂座：经过精确的测量和定位，将Z形挂座（4）和内侧金属面板（1）固定在基础结构表面；

步骤三、安装保温夹层：将保温夹层（2）固定在内侧金属面板（1）和Z形挂座（4）上；

步骤四、安装外侧金属面板：将外侧金属面板（3）上边沿固定在Z形挂座（4）上，并调节平整度；

步骤五、拼接相邻的外侧金属面板：按照自下而上的顺序安装外侧金属面板（3），将外侧金属面板（3）的下边沿与相邻外侧金属面板（3）搭扣连接，并密封。