宋國福 孟凡元 代亞勇 張立夷 邵姝文

1. 中國建筑一局（集團(tuán)）有限公司 山東 青島 266033；2. 青島理工大學(xué)土木工程學(xué)院 山東 青島 266033

建筑設(shè)計(jì)師們將陶土板應(yīng)用于幕墻結(jié)構(gòu)的靈感主要來源于陶土板自身的材料特性，陶土板具有滄桑久遠(yuǎn)的象征意味，將這種極具質(zhì)感的古老材料與明亮透徹的玻璃結(jié)合融入現(xiàn)代建筑中，形成歷史與現(xiàn)代、原始感和時(shí)尚感相結(jié)合的建筑設(shè)計(jì)形式——陶土板幕墻[1]。陶土板是一種應(yīng)用于室內(nèi)裝飾及建筑外墻裝飾的輕質(zhì)干掛材料，兼具低碳環(huán)保和潮流時(shí)尚的特性，近幾年在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。陶土板具有色彩豐富、款式多樣、兼容性好、富有藝術(shù)氣息等特性，可應(yīng)用于商業(yè)、公建、民用等建筑工程。

1 陶土板的概述

陶土板幕墻是近幾年新興的建筑幕墻表現(xiàn)形式，建筑師們選擇陶土板作為幕墻面板的主要原因有：

1）陶土板的顏色無色差，色彩自然，富有藝術(shù)氣息，同時(shí)陶土板顏色多達(dá)十幾種，能滿足建筑師對色彩的需求[2]。

2）陶土板具有兼容性好、性質(zhì)溫和等特點(diǎn)，為增加外立面的多樣性，建筑師們可將其與木材、玻璃及金屬等材料搭配使用，使建筑更具人文氣息，增添城市魅力。

3）陶土板采用獨(dú)特的濕法成形工藝生產(chǎn)制作，其外形可根據(jù)不同形狀的模具千變?nèi)f化，滿足建筑師對不同形狀外立面的需求[3]。同時(shí)與干法成形工藝相比，陶土板的生產(chǎn)工藝具有耗能低、污染小等優(yōu)點(diǎn)。

4）在無破損情況下，陶土板可被再次應(yīng)用于建筑裝飾，破損的陶土板可作為生產(chǎn)陶土板的輔料被再次利用，充分實(shí)現(xiàn)了資源的再利用[4]。

2 陶土板幕墻的優(yōu)點(diǎn)

在陶土板幕墻出現(xiàn)之前，玻璃幕墻、金屬幕墻及石材幕墻廣泛流行于建筑界。陶土板幕墻作為一種新興的建筑裝飾表現(xiàn)形式，集合了金屬幕墻和石材幕墻的優(yōu)勢，同時(shí)陶土板幕墻在工程造價(jià)、施工進(jìn)度、質(zhì)量、節(jié)能等諸多方面均優(yōu)于金屬幕墻和石材幕墻。在建筑外立面達(dá)到同一檔次的情況下，陶土板在工程造價(jià)、施工質(zhì)量、施工進(jìn)度、節(jié)能性能、抗震性能等方面的表現(xiàn)，均要優(yōu)于石材幕墻和鋁板幕墻。楊海勇等[5]對清華大學(xué)同時(shí)期施工的2個(gè)體量相近的石材幕墻和陶土板幕墻工程進(jìn)行了施工效益對比，結(jié)果亦顯示出陶土板具有更大優(yōu)勢。

綜上所述，陶土板幕墻在近幾年被廣泛應(yīng)用于各類建筑，且在未來仍有廣泛的發(fā)展空間。

3 施工工藝流程

目前，陶土板幕墻作為新的幕墻體系在國內(nèi)外備受關(guān)注。近幾年，陶土板幕墻也在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，但關(guān)于陶土板幕墻的施工技術(shù)，國家尚未頒布相關(guān)技術(shù)規(guī)范。青島國際院士港工程在陶土板幕墻施工過程中參照J(rèn)GJ 133—2001《金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范》，并結(jié)合幕墻施工中的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一套適合本工程的工藝流程。陶土板幕墻的節(jié)點(diǎn)布局如圖1所示。

圖1 陶土板幕墻的節(jié)點(diǎn)布局

3.1 測量放線

根據(jù)設(shè)計(jì)中幕墻的立面分格，利用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、鋼絲線、重錘等測量器具，在幕墻外立面上標(biāo)出安裝幕墻立柱、龍骨時(shí)的控制線及幕墻分格和轉(zhuǎn)角處的基準(zhǔn)線。

3.2 預(yù)埋件處理

在幕墻結(jié)構(gòu)施工前就應(yīng)將預(yù)埋件埋入，幕墻施工過程中應(yīng)對預(yù)埋件進(jìn)行如下處理：

1）對預(yù)埋件周圍墻體的平整度進(jìn)行檢查。為方便平整度的檢查，應(yīng)首先清理預(yù)埋件使其露出金屬表面。

2）預(yù)埋件的位置和數(shù)量必須符合圖紙要求。

3）預(yù)埋件必須做防銹處理。

4）幕墻施工過程中若發(fā)現(xiàn)預(yù)埋件未埋，此時(shí)應(yīng)采用后置埋件，并可通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其承載力。

3.3 轉(zhuǎn)接件安裝

1）轉(zhuǎn)接件的安裝采用焊接方式，在轉(zhuǎn)接件焊接固定前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)接件是否滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求。轉(zhuǎn)接件的焊縫高度和長度應(yīng)由計(jì)算確定，但最小高度和長度應(yīng)分別滿足≥6 mm、≥100 mm的規(guī)定。

2）轉(zhuǎn)接件安裝完成后應(yīng)進(jìn)行焊渣清理、刷防銹漆等工作。

3）轉(zhuǎn)接件的隱蔽驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為：其三維方向定位嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)圖紙要求，轉(zhuǎn)接件表面潔凈干燥，各轉(zhuǎn)接件間連接牢固。

3.4 豎向鋼龍骨安裝

1）初步安裝豎向鋼龍骨時(shí)應(yīng)以鋼線為基準(zhǔn)從下往上安裝。豎向鋼龍骨應(yīng)按照層高高度設(shè)置，且相鄰2根豎龍骨間應(yīng)留伸縮縫15～20 mm。

2）豎向龍骨的安裝質(zhì)量將對幕墻整體安裝質(zhì)量產(chǎn)生影響。豎向龍骨初步安裝完成后應(yīng)復(fù)測尺寸及垂直度，使其在設(shè)計(jì)誤差允許范圍內(nèi)，對復(fù)測合格的豎龍骨進(jìn)行滿焊、清理焊渣及涂刷防銹漆等后續(xù)工作。

3.5 豎向鋁龍骨安裝

1）豎向鋁龍骨安裝前，應(yīng)首先根據(jù)施工圖要求在豎向鋼龍骨上彈出豎向控制線，以方便隨時(shí)檢查垂直度。安裝豎向鋁龍骨時(shí)，同樣按照層高高度設(shè)置，同時(shí)在與豎向鋼龍骨相同位置處留15～20 mm伸縮縫。

2）豎向鋁龍骨與豎向鋼龍骨采用鍍鋅螺栓連接，間距≤600 mm。由于兩類龍骨材料不同，為防止電化學(xué)腐蝕，在兩龍骨間加設(shè)厚度為8 mm、長度為100 mm、寬度同鋁龍骨凹槽的絕緣墊。

3.6 防水保溫板安裝

1）本工程的防水保溫板是用巖棉釘和氯丁膠將50 mm厚的玻璃絲棉粘到1 mm厚的鍍鋅板上制成的。

2）防水保溫板自下往上安裝，后安裝板塊覆蓋先安裝板的寬度應(yīng)≥30 mm。防水保溫板與豎向鋁龍骨采用鍍鋅自攻釘連接，其間距≤350 mm。

3）為減少冷橋，對于豎龍骨背側(cè)等鍍鋅防水保溫板無法覆蓋的部位，在施工中用氯丁膠將長條形玻璃絲棉和龍骨點(diǎn)狀粘牢，其粘點(diǎn)間距≤200 mm。

3.7 橫向鋁龍骨安裝

1）根據(jù)設(shè)計(jì)與施工要求，本工程橫向鋁龍骨間距為陶土板寬度加10 mm。

2）為保證幕墻整體安裝質(zhì)量及外立面美觀效果，安裝鋁合金橫龍骨時(shí)，應(yīng)保證分格尺寸及水平度。

3）龍骨間采用25 mm寬鍍鋅鋼角碼和M6鍍鋅螺栓固定，且角碼與鋁合金豎龍骨間的墊片采用厚度≥1.5 mm的三元乙丙橡膠墊。

3.8 陶土板安裝

1）采用柔性連接方式將掛件穿入陶土板背面的槽口并將其固定在龍骨上，龍骨與掛件之間也需采用柔性連接方式。陶土板的掛接方式如圖2所示。

圖2 陶土板掛接方式示意

2）陶土板間橫向及縱向分別應(yīng)留6～10 mm、4～8 mm的安裝縫隙。

3）安裝時(shí)，陶土板應(yīng)自下向上逐層安裝，對于某些樓層較高的工程，為加快施工進(jìn)度也可分區(qū)段同時(shí)安裝。

4）為避免陶土板污染而影響外立面效果，在陶土板安裝時(shí)禁止涂刷油漆[6]。

5）陶土板安裝完成后，應(yīng)進(jìn)行打密封膠作業(yè)，但必須在面板表面粘貼一層保護(hù)紙，待密封膠基本干燥后才能將保護(hù)紙撕下。

3.9 幕墻清洗

陶土板幕墻施工完成后，進(jìn)行幕墻整體清洗。

3.10 幕墻驗(yàn)收

本工程幕墻的驗(yàn)收程序?yàn)椋?/p>

1）每一層幕墻施工完成后，施工技術(shù)人員應(yīng)對安裝成果進(jìn)行自檢并填寫自檢表，監(jiān)理及質(zhì)檢員對其成果復(fù)檢，確認(rèn)無誤后簽字。

2）為方便陶土板的調(diào)整，加快施工進(jìn)度，上一層幕墻的施工應(yīng)在下一層幕墻驗(yàn)收合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

4 施工操作要點(diǎn)

4.1 后置埋件的安裝

1）在幕墻施工過程中，若發(fā)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)預(yù)埋件未埋，此時(shí)可根據(jù)圖紙分格要求采用后置埋件[7]。

2）在實(shí)際工程中后置埋件使用較多，后置埋件埋設(shè)準(zhǔn)確可方便施工、加快施工進(jìn)度。

3）后置埋件可采用對穿螺栓、化學(xué)螺栓等固定。當(dāng)采用化學(xué)螺栓安裝時(shí)，要保證鉆孔內(nèi)清潔、干燥，并保證螺栓直徑及鉆孔深度滿足設(shè)計(jì)要求。

4）后置埋件應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場拉拔試驗(yàn)確定其承載力，并通過計(jì)算確定螺栓的數(shù)量及規(guī)格。

4.2 陶土板與幕墻收口處理

陶土板與幕墻交接部位的處理是幕墻安裝過程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)也是技術(shù)人員極易忽略的工序[8]。施工過程中主要對玻璃幕墻落地窗處與陶土板幕墻側(cè)面板交接位置進(jìn)行處理，在測量放線時(shí)，應(yīng)對陶土板幕墻、玻璃幕墻班組施工技術(shù)人員進(jìn)行交底，確定陶土板與玻璃幕墻的安裝工藝，確保陶土板側(cè)面板與玻璃的前后、左右距離滿足設(shè)計(jì)及施工要求，使不同形式的2種幕墻能夠平緩過渡，呈現(xiàn)完美的立面裝飾效果。

4.3 施工過程中的防銹處理

幕墻骨架采用鋼制方管，施工前應(yīng)先對其涂刷防銹漆處理。但在施工過程中不可避免會出現(xiàn)防銹層被破壞的情況，這時(shí)應(yīng)首先清理防銹層被破壞處的污垢，清潔干凈后再用金屬防銹涂布擦拭不少于2遍。當(dāng)轉(zhuǎn)接件、預(yù)埋件與預(yù)埋鐵件焊接部位出現(xiàn)防銹層被破壞時(shí)，必須用金屬防銹涂布擦拭不少于3遍[9]。

4.4 幕墻的防腐措施

雖然陶土板幕墻與金屬幕墻、石材幕墻相比耐腐蝕性較好，但青島屬于沿海地區(qū)，氣候潮濕，因此在幕墻施工過程中應(yīng)采取必要的防腐措施。

1）為提高幕墻耐腐蝕性能，幕墻龍骨可采用Q235B熱鍍鋅鋼或高耐候鋼。高耐候鋼的抗腐蝕性能隨時(shí)間的增加而提高，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通碳素鋼。若采用高耐候鋼并將其表面做防銹處理，可有效防止龍骨腐蝕。若采用Q235B碳素鋼，應(yīng)將其表面做熱鍍鋅處理。

2）螺栓、鉚釘、墊圈等物件均應(yīng)選用不銹鋼構(gòu)件。

3）為有效防止電化學(xué)腐蝕，應(yīng)將絕緣墊加設(shè)在不同類型的金屬材料間。

4.5 防滑減震措施

1）為使自重較大的鋼龍骨能自由伸縮及龍骨在受震動(dòng)時(shí)能自由調(diào)節(jié)受力，在鋼龍骨安裝時(shí)，豎向須留伸縮縫。

2）陶土板幕墻抗震性能較好，雖然陶土板在地震時(shí)不至于被破壞，但在強(qiáng)震狀態(tài)下幕墻面板間將發(fā)生側(cè)移，導(dǎo)致陶土板間縫隙寬窄不一，嚴(yán)重影響立面美觀效果。

3）為防止部分陶土板在強(qiáng)震作用下發(fā)生側(cè)移，工程中一般在幕墻轉(zhuǎn)角、邊角處采用側(cè)向限位等措施。

4）在陶土板間插入同種色彩的EPDM膠條也可起到減震作用，同時(shí)可為幕墻增添一定的美觀效果。

5 結(jié)語

1）陶土板幕墻作為一種新興節(jié)能環(huán)保幕墻，其在材料特性、幕墻效果、施工進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)效益等方面都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于金屬幕墻及石材幕墻，已被廣泛應(yīng)用于我國建筑工程中。

2）目前，我國關(guān)于陶土板幕墻的設(shè)計(jì)方法、施工工藝及相關(guān)規(guī)范等研究仍相對匱乏，還應(yīng)進(jìn)行更為深入的研究。