隱框鋁合金玻璃幕墻材料的質(zhì)量如何控制?
玻璃幕墻建筑在我國各個城市得到了廣泛的應用和普及。玻璃幕墻將建筑物外圍護的防風、遮雨、采光、隔熱保溫等使用功能與建筑外墻裝飾相結(jié)合,形成融建筑技術、建筑藝術為一體的建筑外圍護結(jié)構(gòu),但由于玻璃幕墻結(jié)構(gòu)的特殊性,涉及材料種類多、技術要求較高,既要有正確的設計計算、規(guī)范的工藝流程,又要有配套的加工設備及高素質(zhì)的施工隊伍。
開放透明的玻璃幕墻為城市而生。所謂隱框鋁合金玻璃幕墻,是指幕墻的鋁合金骨架隱藏于玻璃之后,通過硅酮結(jié)構(gòu)膠與玻璃可靠連接,外觀是玻璃和平直貫穿的膠縫,因其獨特的整體效果,受到建筑師的青睞,被廣泛運用于多、高層建筑物上。
隱框鋁合金玻璃幕墻所用的主要材料有鋁合金型材、玻璃、建筑密封材料、五金件4部分,選材要根據(jù)當?shù)氐臍夂驙顩r、工程的具體要求、兼顧美觀、實用、耐久等因素,現(xiàn)分述如下。
一.鋁合金型材
鋁合金型材主要保證幕墻的力學性能,即強度、剛度和穩(wěn)定性要求,同時又要滿足美觀及耐久性的要求。目前,國內(nèi)可供選擇的鋁合金型材多采用定型幕墻系列,有多種型號的型材供選擇,分為豎料、橫料、固定件、啟閉件、輔助件等。
鋁合金型材的強度要求根據(jù)《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ102-2003)中鋁合金型材強度設計值采用。其化學成份符合現(xiàn)行國家標準《鋁及鋁合金加工產(chǎn)品的化學成分》GB/T3190的規(guī)定。加工精度均符合現(xiàn)行國家標準《鋁合金建筑型材》GB/T5327中規(guī)定的高精級。
高層建筑結(jié)構(gòu)中,在風荷載和地震作用下,樓層層間位移△V與層高h之比和結(jié)構(gòu)頂點位移V與總高度H之比不宜超過的限值。幕墻的風壓變形性能是指建筑幕墻在與其垂直的風壓作用下,保持正常使用功能,不發(fā)生任何損壞的能力。
鋁合金型材的剛度和穩(wěn)定性要求,指的是鋁合金型材形成隱框幕墻工程后,在風荷載作用下,板塊組件、啟閉件呈現(xiàn)脫落的狀態(tài),組件結(jié)構(gòu)膠出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象,固定件、輔助件發(fā)生拔脫或折斷破壞等。這就要求幕墻及其連接件應有足夠的承載力、剛度和相對于主體結(jié)構(gòu)的位移能力,避免在荷載、地震和溫度作用下產(chǎn)生破壞、或過大變形和妨礙使用。
鋁合金型材表面處理方式有陽極氧化、氟碳噴涂、粉末噴涂和電泳涂漆等。應根據(jù)具體工程要求,合理選用表面處理方式,這里我們介紹應用最廣泛的陽極氧化處理方式。
對于鋁合金型材必須滿足:相對撓度值≤L/180,絕對撓度值~<20mm。對于具體工程而言,鋁合金型材要滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求,就必須經(jīng)過專業(yè)計算軟件的計算,根據(jù)工程地理位置氣候狀況等具體情況選擇合理的計算模型,只有通過計算并各項技術指標均合格的鋁合金型材才是合理的選擇。
鋁合金型材陽極氧化膜不僅起裝飾作用,而且更重要是防止自然界有害因素對鋁合金的腐蝕作用,氧化膜厚度要適宜,太厚一方面增加鋁合金陽極氧化成本,另一方有可能發(fā)生氧化膜與鋁合金粘結(jié)力降低,使氧化膜層發(fā)生空鼓、開裂甚至脫落現(xiàn)象。根據(jù)《鋁合金建筑型材》(GB/T5237-2000)檢驗標準,氧化膜級別厚度應不低于AA15級。平均膜厚t≥15m,局部膜厚t≥12Um6
二.玻璃
玻璃的選用既要根據(jù)所受的風荷載,室內(nèi)外冬夏溫差變化、立面分格大小及抗震因素,并考慮玻璃的自身性能及功能來選用。
玻璃的設計強度都應根據(jù)《玻璃幕墻工程技術規(guī)范》(JGJ102—2003)采用。
玻璃是一種脆性材料,在外力和溫差作用下容易破碎產(chǎn)生事故。所以,選用玻璃時,應經(jīng)過專業(yè)計算軟件進行以下幾方面的應力計算:(1)自重作用下的應力;(2)風載下的應力;(3)地震作用下的應力;(4)溫度作用下的應力等。
隱框鋁合金玻璃幕墻的節(jié)能設計按《公共建筑節(jié)能設計標準》GB50189-2005@規(guī)定,根據(jù)建筑物所處的氣候區(qū)和窗墻比選擇玻璃,使玻璃幕墻的傳熱系數(shù)和玻璃遮陽系數(shù)符合《公共建筑節(jié)能設計標準》的要求。
玻璃的品種、規(guī)格與色彩應與設計相符。整幅幕墻玻璃的色澤應均勻,不應有析堿、發(fā)霉和鍍膜脫落等現(xiàn)象。所有玻璃外觀質(zhì)量和技術指標,應符合準國家現(xiàn)行標準《鋼化玻璃》GB9963等有關規(guī)定。玻璃裁割后必須經(jīng)過倒棱、倒角的磨邊處理,否則隱框幕墻的玻璃邊緣顯露在外表面,將會影響幕墻的美觀整齊。
1. 整體式隱框玻璃幕墻這是最早出現(xiàn)的一代隱框玻璃幕墻,這種幕墻的玻璃被硅酮密封膠直接固定粘結(jié)在幕墻鋁合金結(jié)構(gòu)體的框格上。安裝玻璃時,需要采用輔助固定裝置將玻璃定位固定在幕墻的框體上,然后打膠粘結(jié)。等到密封膠固化并能承受所定荷載時,才可以將輔助裝置拆去。這種幕墻的安全性、可靠性較差,且更換玻璃及其困難,如今已很少在大面積的玻璃幕墻中使用。
2. 分離式隱框玻璃幕墻是將玻璃用結(jié)構(gòu)裝配的方式,先固定在一副框上,使副框和玻璃形成一個結(jié)構(gòu)組件,然后再采用螺栓固定方式將這個結(jié)構(gòu)組件固定在主框體上。這種安裝玻璃的方式又因結(jié)構(gòu)玻璃組件在主框體上固定方法的不同而分為:內(nèi)嵌式、外扣式、外掛內(nèi)裝國定式、外掛外裝國定式等等。
三.建筑密封材料
建筑密封材料包括結(jié)構(gòu)膠、密封膠、密封墊和密封膠條等。建筑密封材料的選取和使用極為關鍵,應選用有較好的耐候性、抗紫外線和粘結(jié)性的產(chǎn)品,尤其是膠的抗變形性能,要能長久地承受拉力與壓力交替出現(xiàn)的循環(huán)應力。這里我推薦以下幾種性能較好的的建筑密封材料。
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠是一種建筑結(jié)構(gòu)彈性密封材料,是重要的功能性工程材料。分為單組份型和雙組份型2種。鑒于結(jié)構(gòu)膠在工程上的作用和地位十分重要,必須按《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》(GB16776-1997)進行各項性能檢驗,檢驗合格后才能用于隱框幕墻工程中。結(jié)構(gòu)膠要有很好的抗拉強度、剝離強度、撕裂強度和彈性模量,它同時也起到避震的作用。
硅酮結(jié)構(gòu)密封膠應具有多方面功能:
1.杰出的耐天候老化性能; 2.杰出的耐紫外光性能; 3.杰出的耐水和濕氣作用; 4.對金屬和許多塑料不腐蝕; 5.中性、無毒的交聯(lián)體系;
6.在溫度5℃~40℃間擠出性佳; 7.幾乎無氣味的固化; 8.固化時收縮率很低; 9.儲存壽命長; 10.高耐負荷性能。
硅酮耐候密封膠是一種易使用、單組分、中性固化、低模量、高品質(zhì)的建筑硅酮密封膠。它具有長久的儲存性和杰出的粘接性,并與大氣中的濕氣反應形成持久柔軟的密封。由于耐候硅酮膠在保證隱框玻璃幕墻的防水(防滲漏)功能有決定性的作用,故必須按《硅酮建筑密封膠》GB/T14683-2003進行各項性能檢驗,硅酮耐候密封膠應具有多方面功能:
1.優(yōu)異的耐候性能,不流淌; 2.低溫于20℃到高溫+40℃具有優(yōu)良的擠出性; 3.固化收縮率低;
4.低溫于40℃到高溫+150℃的柔韌性好; 5.儲存穩(wěn)定性優(yōu)良; 6.金屬無腐蝕; 7.對多數(shù)材料不需要底漆。
結(jié)構(gòu)硅酮密封膠和耐候硅酮密封膠必須由材料供應方提供的產(chǎn)品質(zhì)量保限年限的質(zhì)量證明以及結(jié)構(gòu)硅酮密封膠與接觸材料的相容性和粘結(jié)性試驗報告,且應注意同一批次的結(jié)構(gòu)膠質(zhì)量是否穩(wěn)定,不得使用超過有效期的結(jié)構(gòu)硅酮膠,耐候膠與結(jié)構(gòu)膠不得相互代用,尤其不得將結(jié)構(gòu)膠作為耐候膠使用。
密封墊和密封膠條采用黑色高密度的三元乙丙橡膠制品,并符合現(xiàn)行國家標準《建筑橡膠密封墊預成型實心硫化的結(jié)構(gòu)密封墊用材料規(guī)范》HG/T3039-1997的有關規(guī)定及《工業(yè)用橡膠板》GB/T5574-1994有關規(guī)定。密封墊擠壓成塊、密封膠條為擠壓成條,邵氏硬度并具有20%至35%的壓縮度。
四.五金件
隱框鋁合金玻璃幕墻鋁豎龍骨與結(jié)構(gòu)及鋁豎龍骨與橫梁均用不銹鋼五金件連接,性能應符合設計要求,推薦使用奧氏體不銹鋼材料,電焊時應對不銹鋼采取遮擋措施,防止電焊火花濺到不銹鋼上引起生銹;嚴格按規(guī)范要求采用防火等級為A或B1的材料,當4材料的防火等級不明確時應取樣進行測試。幕墻窗鎖及其配件應根據(jù)工程所在地的氣候狀況及工程的具體要求選擇,這里就不再累述。
五.結(jié)論
材料是保證隱框鋁合金玻璃幕墻質(zhì)量和安全的物質(zhì)基礎。隱框幕墻中的主要材料:鋁合金型材、玻璃、建筑密封材料及五金件等不是單獨起作用的,而常是相互制約,相互保障的。
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