铝塑复合板在开敞式幕墙系统中的应用

　　【中国幕墙网 4月6日消息】建筑幕墙是现代建筑设计中的一个重要方面。一方面，建筑幕墙体现了一个建筑外在的造型、颜色和质感；另一方面，它又承担着重要的功能，如为建筑提供包括静力学、隔热、隔音、隔潮及外形美观等一系列的功能，保护建筑免于受到机械和化学的侵蚀等，总之它使一个建筑能够按照人们的需要提供给人们一个舒适的享受空间。

　　根据这样的要求，50年前人们就已经开始了对幕墙的研究工作，建造幕墙的目的是使其起到隔离、绝缘作用，并且将空气压力分散到结构中去，同时起到美观的作用。

　　铝塑复合板是置于幕墙中的起外装饰作用的板材，像玻璃、人造陶瓷板、石材等其他材料一样，必须在整个幕墙中起到必需的功能。这里有几个问题需要解决，其一，因为铝塑复合板是新型的复合材料，由金属和塑料这两种截然不同的材料经黏合而成，首先需要了解它在建筑静力学上的性能；其二，板材如何成型，如何连接固定，各种连接方式的受力和变形关系；其三，建筑的特殊性要求外装饰材料必须具有长期稳定的性能，铝塑复合板是否具备这样的性能。例如，表面烤漆、层间粘接强度等需要证明。以上几点，在铝塑复合板诞生的早期通过科研人员的试验已经获得了解决。

　　金属幕墙系统的分类

　　金属板材在幕墙中应用已有30年的历史。其间，建筑幕墙本身有了很大的发展与变化，作为建筑幕墙中的一种主要的表面装饰材料的金属板材也随之有了许多发展，逐渐建立了自己的理论与系统。

　　幕墙中的金属板材除了起外墙装饰作用外，还要起到诸多的功能性作用，例如保护建筑外墙结构，隔声、隔热、隔潮、承受载荷等。要实现这些功能，必须从技术上加以保证。从系统技术方面来讲，主要将金属幕墙分为封闭式和开敞式两大类。

　　封闭式幕墙就是将金属板的所有接缝都封闭起来，具体封闭接缝的方法又分为湿法密封与干法密封。湿法即采用耐气候密封胶，干法即采用橡胶条。具体采用哪一种密封材料取决于建筑结构，也与成本控制有关。这两种密封方法与材料对国内幕墙界来说都不陌生，因为在玻璃门窗和幕墙结构中都需要使用这些材料。但是对金属板幕墙来说，因为在国内还是一个比较新的行业，有关系统技术的研究还不多，另外由于成本的制约，所用系统技术还比较单一，需要我们不断地总结和探讨。

　　铝塑复合板接缝采用了密封胶，铝塑复合板的四周连接有铝合金边框龙骨，边框龙骨的造型是结合具体的受力状况经计算后确定的，每一个项目会有所不同。但是这告诉我们，对铝合金型材的形状进行合理的设计可以减少材料的用量，如果简单的用铝合金方管，则受力不合理，又浪费材料。另外一点就是边框铝型材的设计必须要考虑铝塑复合板的温差位移量，这是保持铝塑复合板幕墙平整度的重要部分。否则，铝塑复合板幕墙就会出现鼓泡，不平整。

　　干式密封幕墙方法与上面的系统方法区别是接缝处的密封材料采用橡胶密封条，当然这里只是许多处理方式中的一种，它的特点是将密封条放在里面，而接缝处并没有密封材料露出。这是因为许多人也不愿意将黑色的橡胶条暴露，设计人员应该根据建筑设计师的要求和建筑的特点进行处理，金属幕墙的方法是很灵活的，这需要多了解不同地区和国家的最新的技术和理念。

　　开敞式幕墙系统是一种新的幕墙理论与实践，所谓开敞是指幕墙的内外部之间是开通的，因为在传统的幕墙中，为了达到建筑对外幕墙功能如保温、防水、隔声等方面的要求，其内外部一定是互相密封的。对这种新的幕墙形式的另一种直接翻译过来的名称是背后通风幕墙。

　　开敞式幕墙是近20年来起源于欧洲并逐渐扩展到世界其他地方的建筑外幕墙新论与实践。因为一方面随着越来越多新的建筑外墙装饰材料的不断出现，开发出更适合这些新产品的外幕墙系统也成为迫切的要求，另外一方面人类对天然能源的消耗越来越大，并产生了20世纪70年代的世界性的能源危机，因此痛定思痛，节能成为每一个发达国家必须花大力气解决的大问题。

　　随着人类生活水平的提高，对居住条件有了更高的要求，我们当代的建筑能耗比从前要大许多，在世界性的节能浪潮中，建筑节能是一个十分重要的方面。我们既要保持人们舒适的居住条件，又要降低对能源的消耗。因此，在20世纪70年代，欧洲一些国家的建筑规范已经要求新建的建筑必须进行外保温处理，而北欧国家瑞典甚至要求对包括建筑外墙、屋顶和地基在内的外围护结构都进行保温处理。

　　通过上面的介绍，可以对金属板幕墙的种类有了一个大致的了解。金属板幕墙发展到今天，已经具备了一套成熟的系统技术，并随着建筑幕墙新技术和品种的发展，不断完善和发展着自己的技术。

　　开敞式幕墙原理与优越性

　　为了达到建筑节能的目的，也为了使大量新开发的外墙装饰产品能得到更好的应用，建筑界的科技人员为此进行了不懈地努力，经过了大量的研究和试验，掌握了开敞式幕墙的科学原理，随后逐渐开发出了适合各种类型产品的安装系统。开敞式幕墙的基本原理如下。

　　建筑外围护主体结构与装饰性外幕墙组成了一个建筑外墙的整体，共同承担建筑外幕墙的所有功能。由于幕墙安装结构的需要，在外围护主体结构与装饰性外墙产品中间会有一个流动的空气层，约为5～lOcm。在研究和测试中发现，只要加以适当的处理，这个流动的空气层可以发挥出许多优越性，归纳起来有如下几方面。

　　①外墙装饰层材料作为建筑外皮，保护了建筑结构墙体免受恶劣气候和空气污染的侵蚀，从而可减少维护成本，增加建筑结构的使用寿命。

　　②外墙装饰材料作为建筑外皮，阻隔了太阳光线的照射，铝板背后的空气层通过空气对流减少了热转换，可在炎热的夏季减少建筑制冷成本，寒冷的冬季大大降低制暖费用。

　　③外幕墙装饰材料层背后的空气层的主要作用是，当空气温度急剧变化时，更有效地保护建筑结构免于因温差而受损，由于空气层的存在，做到减少热流传导，并使建筑外墙不会龟裂。

　　④建筑的潮气可以透过建筑墙体被流动的空气带走，从而避免了凝结水产生，使建筑外墙体保持持续干燥，即使在潮湿的雨季，循环流动的空气也可以迅速将潮湿空气排出墙体。

　　⑤由装饰材料与墙体外保温材料的组合的外墙，可以使室外的噪声成倍降低，降低窗户的降噪设计要求，室内感觉更舒适。

　　⑥作用在建筑外墙上面的风载荷会由于开放通风式节点系统而降低，这样将带来不少好处，允许在较大的板型尺寸时无需加强肋，减少建筑外墙的框架结构用量和固定点。

　　开敞式幕墙的防风雨作用

　　在人们开始听到开敞式幕墙的介绍时，都会提出一个问题，如何解决幕墙的密封性能。因为外幕墙的密封性能是非常重要的，它应有建筑隔声、隔热和防潮等功能，保护建筑结构不受恶劣气候的影响而导致破坏。对外墙产生破坏作用的因素中一个比较重要的就是所谓夹带风的雨（下面简称“风雨”）。而开敞式幕墙不是全封闭的，雨水有可能大量进入幕墙内部从而破坏建筑结构，甚至可能进入室内。在这方面，德国的不少专家曾进行过大量工作，对开敞式幕墙的防风雨作用进行了探讨，证明开敞式幕墙是能防风雨的。

　　（1）关于风雨的负荷风雨，是一种从天上落下的雨（雨滴）由于逐渐增大的风速的作用在水平方向的冲击力变得不断增强的一种现象，它对建筑外墙有很大的影响。

　　为了研究风雨对建筑结构的影响，在德国工业标准DIN4108中，根据德国的具体气候情况（雨和风），把建筑物区分成3个负荷组。

　　①负荷组Ⅰ。较小风雨负荷。一般年降雨量小于600mm，或者在有特别防风措施的情况下也可允许稍微大一点的降雨量。

　　②负荷组Ⅱ。中等风雨负荷。一般年降雨量600～800mm，或者在有特别防风措施的情况下也可允许更大的降雨量。高房子和处于暴露或者空旷地带的建筑物按当地的风和雨的条件下以分在较小的冲击雨负荷这一组为宜。

　　③负荷组Ⅲ。强风雨的负荷。一般年降雨量在800mm以上，而且多风的地区、高房子和处于暴露或者空旷地带的建筑物按当地的风和雨的条件下以分在中等的冲击雨负荷这一组为宜。

　　（2）冲击雨的防护，为了观察不同外墙的防风雨作用，德国工业标准DIN4108根据防护风雨的性能好坏为一系列外墙结构进行分类排队。得出的结论是，背面通风的悬挂式护墙板防护风雨的性能特别稳定。认为其主要原因是，在有风雨的情况下背面通风的空间可以阻断呈毛细状态侵入的潮湿（水分）。护墙板在这里的作用就像是“第二防水层”。这是由于背面通风的空间与外界相通，护墙板内、外两边的气压相等，使风雨不可能穿透护墙板侵入通风的空间。多年来实践也证明了这一点。

　　但是负荷组Ⅲ情况有些不同。这一组的防护风雨的性能与护墙板材料的尺寸及铺设方式均无关系，而是与外墙面是否铺设了水平方向开口大于l0mm的开缝有关。这种类型的开缝还兼有不易污染外墙面的优点，这可是封闭式或背面铺设式开缝所不具备的特点。

　　风雨产生的负荷其基本动力是由风力产生的。在一堵没有铺设背面通风空间的外墙面上，由房屋或建筑物周围的风绕流所产生的滞止压力会使雨水通过可能存在的细缝、护墙板或裂隙直接侵入到外墙后面的隔热保温层里面，产生浸湿效应。背面通风空间可以阻断这个过程，并且有能力通过背面通风的气流将侵入进来的潮气 （水分）重新蒸发出去。试验可以确定，通常在5～l0mm宽度开缝的情况下，只有特别猛烈的狂风暴雨才有可能使少量雨滴因压力不平衡穿过开缝进入到护墙板背面来。

　　铝塑复合板的应用前景

　　前面讲到，开敞式幕墙的研制开发也是为了给新的幕墙材料寻找更适合的系统技术，这些新的外墙产品里面，尝试建立开敞式幕墙安装系统的比较早和重要的产品就是铝塑复合板。最早的铝塑复合板生产厂家———加铝德国辛根公司，为了开发用于建筑外幕墙的铝塑复合板安装系统技术，进行了大量的金属幕墙系统的设计和性能测试工作，建立了铝塑复合板开敞式幕墙系统理论。在长期实践中，总结出6个代表性的开敞式铝塑复合板幕墙系统技术，在产品销售中向用户提供技术支持服务，为铝塑复合板的应用和日后的迅速普及推广打下了坚实的基础。

　　在众多的建筑外装饰产品中，人们发现，具有优异产品特性的铝塑复合板及产品生产商配套提供的开敞式金属幕墙系统，是非常适合于旧建筑外墙改造的产品及系统技术之一。这主要表现在如下几个方面：

　　①灵活的规格尺寸和强大的造型能力，适合居民建筑的造型特点；

　　②可以现场加工和成型，大大提高了施工的速度和精度；

　　③极轻的质量可以满足旧建筑承重能力有限的特殊情况；

　　④施工作业不干扰楼内居民的生活；

　　⑤铝塑复合板厂家专门为旧楼改造开发的多种系统技术方便了施工设计并且有利于提高施工质量。

　　铝塑复合板的上述优点使得其在欧洲幕墙市场近年来的市场份额迅速提高，同时新的表面处理技术和产品品种也陆续出现。【完】