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谈陶土板在建筑幕墙中的装饰与应用

摘要：本文从干挂陶土板幕墙的施工方法、施工注意事项、施工质量控制措施与装饰美感等方面详细介绍了干挂陶土板在建筑幕墙中的应用，国内已有许多建筑采用了干挂陶土板幕墙系统作为建筑的外墙装饰。并指出干挂陶土板在建筑幕墙中的应用前景之广泛，为同类工程起到了一定的指导借鉴作用。
关键词：干挂陶土板 建筑幕墙 施工方法 物理性能 节点设计 结构原理
0引言
陶土板幕墙是属于复合材料幕墙中的人造板幕墙形式。以大自然的纯净陶土为原材料，通过精细加工、专用设备挤压成型、烘干、高温窑烧等工序形成的具有相当强度、硬度和表面精度的板材，称为陶土板。幕墙新材料-陶土板，在环保、节能、工厂化生产、装配及施工方面已比较成熟。陶土板幕墙最初起源于德国著名的屋顶瓦制造商VonMueller。德国，荷兰，亚洲的韩国，日本，北美洲的美国等诸多国家陶板幕墙已经发展到比较成熟的地步，诸如陶士板百叶，双层陶板，保温陶土板，隔声陶土板幕墙等都已经出现。作用于高档写字楼，办公楼大厅，以及地铁车站、火车站候车大厅、机场候机大厅、影视剧院等即可营造出建筑浑然天成，与众不同之处。
1 工程概况
　　本项目位于广州市天河区高新技术产业园M-4地块。分别由D、E、F栋连体，G栋工4栋10层办公楼组成，建筑面积10万平米.外墙装饰主要由玻璃幕墙、陶土板幕墙与纸皮石组成,其中的陶土板幕墙是本工程的一大特色(如图1)。

图1 广州天河软件园孵化中心二期工程效果图
2 陶土板幕墙介绍
　　本工程中,面板主要采用18mm厚300×600红色和深灰色陶土板,陶土板采用开缝构造设计。从室外看,在玻璃的映衬下,既高雅气派,又简浩明快。
2.1 构造原理
　　幕墙基本结构由连接件、龙骨、接缝件、扣件和陶板组成:
　　a陶板是通过扣件固定在龙骨上的,安装方便,既节省安装费用,又节省时间。
　　b陶板的安装不需要打胶,不会对陶板及其它构件造成污染。
　　c.陶板的安装过程中损毁,可以随意更换,并且可以回收再利用。
　　2.2 节点设计
　　此陶土板幕墙节点设计采用明缝处理面板接缝处开有挂孔,安装时在横梁L先把弹簧片固定好,此做法是使面板安装时有一个受挤压的外力,让面板勹横梁有弹性接触,以免面板在使用中有松动现象,造成坠落等安伞事故如图2。

图2 陶土板目前竖剖节点大样
　　由于陶土板在强度、吸水率、耐候性等方面也优于传统的石材幕墙用花岗岩和大理石材料,且色彩、图案、表面质感更加丰富多彩并可人为控制,所以陶土板的研发越来越受到重视,各种陶土板幕墙施工I艺也逐渐被廾发、试验成功。同时,陶土板干燥重量很轻,单层陶板重量32kg每平方米 ,且节点安装也比较方便快捷所以,陶板幕墙在外墙的应用越来越趋于普遍性。由于陶土板的性能受到业主方及建筑师的青睐,以致于它的发展前景一路看好,现就陶土板幕墙节点另举一例,以供读者更好地掌握这一新型材料及构造(如图3).

图3 陶土板幕墙节点剖面图
　　2.3 物理特性
　　陶土板有14种标准颜色,在外墙装饰上可根据需要选择;宽度从15mm到300mm共有10种不同规格,厚度有15mm、20mm、30mm,目前标准长度有硐400mm、450mm、500lmm、600mm、625mm,标准的透气缝隙为3mm;干燥重量:单层≤32kg每平方米“ (双层整个系统不超过55kg每平方米),抗撞击强度:≥ 5.8KN;防火性能佳,冂时,耐酸、抗紫外线,无伸缩性,隔音效果好。
3 陶土板市场材料优势。
3.1无论对于热还是对于冷，陶土本身都是一种很好的绝热材料。
3.2陶土具有天然的优良声学功能。
3.3陶土板的抗冲击力大，能满足幕墙的风荷载设计要求。
3.4陶土是绿色环保材料，无污染。100％的可重复利用。
3.5陶土板幕墙维护方便，材料经久耐用。用清水即可完成幕墙的清洗。
3.6陶土板不燃烧，具有极好的防火功能。
3.7易洁功能显著：表面可分为釉面和毛面两种。釉面陶板室内外均适用，具有良好的易洁功能，比天然石材更不易污染。毛面陶板适用于室内。
3.8陶土板具有良好的抗霜冻能力。
3.9陶土板尺寸稳定，几乎不受外界温度变化的影响。
3.10陶土板幕墙设计结构合理、简洁，能最大地满足幕墙收边、收口的局部设计需要，安装简易方便，无论是平面、转角或其它部位，都能保持幕墙立面连贯、自然、美观；
4 陶土板的物理、力学性能和计算方法
4.1陶土板的物理、力学性能
陶土板具有优良的物理和力学性能。经国家建筑材料测试中心依据国家相关标准的检测试验，其性能指标可达到下表所示（样板尺寸为：120×245mm）。
序号
检验项目
检验值
1
吸水率
平均值2.50％
最大值2.92％
2
破坏强度
平均值2667N
最小值2178N
3
断裂模数
平均值18.7MPa
最小值15.4MPa
4
抗热震性
经10次急冷急热循环后试样无断裂
5
耐化学腐蚀性
有釉板GLA级
无釉板ULA级
6
耐污染性
有釉板5级
无釉板2级
7
抗冻性
经100次冻融循环后试样无裂纹、剥落等破坏
8
热阻
0.047（m2·K）/W
4.2陶土板幕墙的计算方法
陶土板幕墙的计算方法基本同石材幕墙一样。根据陶土板的固定安装方法选择相应的计算公式。对于常用的标准板块的陶土板幕墙可根据其试验数值选用即可。特殊的结构形式和需做三性试验的陶土板幕墙应以试验的数值为准。
5 干挂陶土板幕墙的施工方法
5.1初次弹线分格
根据外装潢排板图和板的尺寸先在墙上予排，重点是保证窗间墙排板的一致性，若建筑物实际尺寸与外装图纸有出入而出现不整板现象，要把不完整的板块调整到房屋的角处，并做到窗两边对称。
5.2弹线确定主龙骨位置
初排经调整保证窗间墙排板一致后，用钢丝铅锤吊线确定主龙骨位置，确定竖向主龙骨间距，横向次龙骨间距。
5.3 施工连接件
5.3．1 转接件是幕墙安装中一个重要环节，该部分工作还应包含埋板的偏位处理,防雷的连接等。连接件与埋件是通过焊接，将连接件与埋板进行可靠连接；
5.3．2埋件先进行偏差处理，偏差大的需进行后埋处理（后埋处理采用后置埋件通过化学螺栓与砼结构墙连接），确保安全、经济又能满足相关规范要求；
5.3．3提前打好孔，用膨胀螺栓与砼梁柱连接，墙体部位用双面预埋铁板对拉固定。
5.4 焊接竖向钢龙骨
5.4．1竖向钢龙骨一般采用120x60x4镀锌钢方管。竖向钢龙骨的安装依据放线的位置进行安装。安装竖向钢龙骨施工一般是从底层开始，然后逐层向上推移进行；
5.4．2为确保陶土板幕墙外立面的平整。首先将角位垂直钢丝布置好，安装施工人员依据钢丝作为定位基准，进行竖向钢龙骨的安装；
5.4．3竖向钢龙骨在安装之前，首先对竖向钢龙骨进行直线度的检查，检查的方法采用拉进法，若不符合要求，经矫正后再上墙进行安装，将误差控制在允许的范围内；
5.4．4先对照施工图检查绘制的竖向钢龙骨加工图是否正确，竖向钢龙骨的加工孔位是否正确；将竖向钢龙骨运输到指定的安装位置，初步调整垂直度与水平度后，使用螺栓将竖向钢龙骨与连接件贯穿连接，通过连接件上长孔进行调整，再次检查其垂直度与水平度，调整完毕后，上紧螺母；
5.4．5竖向钢龙骨就位后，依据测量组所布置的钢丝线、综合施工图进行安装检查，各尺寸符合要求后，对钢龙骨进行直线的检查，确保钢龙骨的轴线偏差；
5.4．6整个墙面竖向钢龙骨的安花装尺寸误差要在控制尺寸范围内消化，误差不得向外伸延，各竖龙骨安装以靠近轴线的钢丝线为准进行分格检查。检查完毕、合格后，填写隐蔽工程验收单，报监理验收。
5.5横向钢龙骨安装
5.5．1横向钢龙骨一般采用50x50x5镀锌角钢横梁。横向钢龙骨的板块分格位置进行安装；
5.5．2将横梁连接角码根据图纸分格及测量放线结果焊接到竖向钢龙骨，调整水平度后，满焊在竖向钢龙骨上；
5.5．3将横向钢龙骨运输到指定的安装位置，通过横梁上的长孔调整横向钢龙骨的整体平整度，调整完毕后上紧螺母固定。
5.6安装不锈钢双弯连接件
此连接件一头与次龙骨用螺栓连接，另一头有上下垂直分开的承插板，先不紧固螺栓，待板材固定检查平整度后再拧紧。
5.7板材开槽
用切割机在板的上下两端各切两处槽口，深８mm，宽２mm，长４cm，切槽口的工人必须是经过专业培训、熟练的操作工人，割槽时带水切割，一旦切坏了，该板不会浪费，可改小尺寸用于窗台板。
5.8板缝调整
按设计的横竖向板缝宽度控制，竖向板缝容易控制，而水平缝采用玻璃片来控制，先将控制厚度的玻璃片垫在已安放的陶瓷板上口，然后经拉线检查是否水平，用水平尺检查板的水平度，用靠尺检查板的垂直度。 经过竖直缝、水平缝、板的平整度、垂直度检查合格后，拧紧螺栓，板位置就逐一被固定。半个小时以后，槽口内的502胶便把陶瓷板与连接件紧紧凝固在一起，这时便可拔掉玻璃片，玻璃片易拔也易碎，不费力。
6 陶土板前景展望
6.1陶土板其构造系统复杂化致价格成本偏高不被业主、开发商等所接受，这就需要陶土板厂家通过扩大生产规模，提高市场占有量，降低成本；幕墙技术水平提高，优化构造系统设计与施工控制，节约材料，降低消耗。-
6.2陶土板幕墙样品通过震动台试验，抗震检验，抗风压试验等，幕墙样品没有出现任何功能性障碍。经过国家测试中心专家检测，陶土板系统具有良好的抗震和通风换气性能，其硬度、外观、稳定性、使用寿命、安装工艺等诸多方面都有着相
6.3目前，陶土板幕墙我国还没有设计、加工、安装等方面的国家标准、规范。陶土板材料只能参考生产厂家的企业标准和德国工业标准<DIN EN 1304>及<DIN 52252>。施工技术规范借鉴我国行业标准规范《金属与石材幕墙工程技术规范》（JGJ133）等。
6.4陶土板应用范围广泛,既能作为外墙板,也可在室内是一种幕墙新技术，使用严寒和寒冷地区的冻融循环试验研究，陶土板板块承载力计算理论等技术还有待于进一步完善。
7 结论
陶土材料蕴含着几千年古老中国的传统文化，随着科学技术的突飞猛进，各种新的高科技材料不断地呈现出来。新材料在新技术的配合下越来越体现出其不可否认的优越性。陶土板所特有的人文艺术气息、天然的色彩、环保的材料及节能防噪的优势，适应了幕墙材料需求大势所趋的人本化倾向，是打造城市建筑新形象的幕墙面板理想选材。得到了业内的建筑师、开发商、设计师、幕墙公司及材料商等各方面人士的兴趣和青睐，近年来在国内外发展较为迅速，这也是陶士板幕墙迅速发展的真因。
参考文献
[1]《建筑幕墙》,GB/T21086-2009,中国建筑工业出版社
[2]《金属与石材幕墙工程技术规范》,JGJ133-2001.中国建筑工业出版社
[3]张粉芹，赵志曼.建筑装饰材料[M].重庆大学出版社，2007.
[4]彭克伟，刘强.建筑装饰与物理环境[M].天津科学技术出版社，2006.
[5]孙勇.建筑外装饰工程[M].化学工业出版社，2009.