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陶土板幕墙系统特性及应用

2013-10-08 17:08:20 作者: 来源: 我要评论0

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    由于外墙外保温比其它的保温技术有着诸多的优势,因此北京地区近几年新建的住宅工程中,大部分都采用了外墙外保温体系。但由于在聚苯板等保温材料上不宜直接粘贴饰面砖,因此这些建筑的外立面基本上不是涂料就是干挂石材。涂料颜色丰富,但质感较差;天然石材质感好,但在颜色的统一性(色差)和多样性方面有局限性,使建筑师在墙面的选材上受到一定的限制。目前在国内建筑市场上新出现的一种干挂陶土板幕墙系统(以下简称陶土板幕墙)给了建筑师们一种新的选择。陶土板幕墙是选用陶土板作为幕墙装饰面板的一种新材料幕墙。陶土板的原材料为天然陶土,通过挤压成形、高温煅烧制成。陶土板颜色全部为天然陶土本色,色泽均匀、自然,无色差,持久耐用,质感好,具有极好的耐久性,兼具了涂料和天然石材的优点。陶土板应用范围广泛,既能作为外墙板,也可在室内使用。陶土板幕墙通常采用干挂开放式系统,安装不需打胶,这样既环保,又不会对陶板等构件造成污染,影响外立面视觉效果。陶土板幕墙在我国还处于起步阶段,目前建成的陶土板幕墙工程大都是采用进口材料和技术,价格优势并不明显。随着人们对陶土板幕墙认识的加深、技术的逐步成熟和成本的进一步下降,陶土板幕墙必将以其独特和优良的性能在我国得到广泛应用。
    1、陶土板幕墙的特点
    陶土板幕墙和常规的玻璃、石材、铝板幕墙一样,都属于构件式幕墙,通常由横料或横、竖料加上陶土面板组成。陶土板幕墙除了具备构件式幕墙所具有的基本特征外,由于陶土板自身的特点,在外观和性能上有其独特的优点。
    1.1外观特点
    (1) 陶土板作为由天然陶土烧制而成的外墙板材,表面不须做任何人工处理,自然而不粗糙,色彩永久且均匀多样,50年不变色,体现了现代建筑时尚返朴归真以及人性之于建筑的理念,风格既传统又时尚,衬托出较高的艺术品味。
    (2) 陶土板的颜色由陶土烧制后的本色决定,不添加任何颜料,因而色彩鲜艳自然,且色差小,其颜色亮度可随外界自然光和天气的变化而改变;同时它能有效抵抗紫外线的照射,长期保持色泽鲜艳。
    (3) 陶土板颜色丰富多样,不限于传统的红色,目前已有的颜色多达十余种,为业主和建筑师提供了较大的选择空间,如表面采用釉面处理,则颜色的选择范围更大。
    (4)陶土板形式多样化,表面可作光面、沙面、起皱型、凹槽型等不同形式,且不影响颜色效果,为建筑设计提供了更大的发挥空间。
    1.2技术特点
    (1)陶土板由高强度挤压机挤压成胚后经过1400℃的高温烧结而成,耐高温热膨胀系数低(为2~5×10-6/℃),尺寸稳定,几乎不受外界温度变化的影响。
    (2)陶土板的抗冲击性能良好,能满足幕墙的风荷载设计要求。
    (3)陶土板幕墙维护方便,材料经久耐用,具有良好的抗风化稳定性、耐磨性、耐酸碱性,耐用年限大于50年。
    (4)陶土板自洁能力强,用清水即可完成幕墙的清洗。
    (5)陶土板不燃烧,具有极好的防火功能。
    (6)陶土本身是一种很好的隔热材料,能消除热桥效应,节约能源。
    (7)陶土板具有良好的抗霜冻能力。
    (8)陶土是绿色环保材料,无污染。
    (9)陶土板安装固定简单,施工方便,破损的板块更换很容易。
    (10)陶土板由于其重量轻,支撑结构比石材幕墙轻巧,能节省大量的金属原材料。
    2、陶土板材料的物理特性
    由于各厂家生产的陶土板的加工工艺和规格尺寸不尽相同,其各项物理性能也略有不同。这里仅介绍其中某一款陶土板的物理性能指标,以供读者参考。
    (1)干燥重量:≤50kg/m2  ;
    (2)抗霜冻性:经50次冻融循环后完好无损  ;
    (3)吸水率:5.65%  ;
    (4)抗撞击强度:≥5.8kN,抗风压强度14.5MPa/m2  ;
    (5)防火性能:防火等级为A1,难燃  ;
    (6)耐酸碱性:优  ;
    (7)收缩性:无  ;
    (8)抗紫外线:优  ;
    (9)抗震性:优  ;
    (10)声学功能:有效减少噪音9dB 。
    3、陶土板的类型
    综合现在市场上各陶土板生产厂家的产品,陶土板的类型可分为单层陶土板和双层陶土板两大类。其中单层陶土板又可分为单层平挂式陶土板(见图1)和单层嵌入式陶土板(见图2);双层陶土板又分为双层勾托式陶土板(见图3)和双层嵌入式陶土板(见图4)。总体来讲,单层陶土板相对于双层陶土板来说,由于其自重轻,整体系统较轻便,造价相对比较经济,但由于自身强度相对较低,因此板材的尺寸受到限制,目前市场上最大的单层板长度均在600mm以内;而双层板相对强度较高,因此能在尺寸上有所突破,目前双层板最大的长度能达到1500mm,外观效果更佳,但造价相对较高。嵌入式陶土板和非嵌入式陶土板(单层平挂式和双层勾托式)相比较,前者的防水效果较好,而后者的安装和更换更方便、快捷。
    除了上述的标准板材外,陶土板产品系列里还有一些配套的产品,如陶土百叶(见图5),可用于遮阳百叶或栏杆等部位;还有陶土吸音板(见图6),可用于室内、外需做吸音处理的部位,同时也是外观形式的另一种选择。

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    4、陶土板幕墙的安装体系
    陶土板幕墙由于板材形式多样,且对于同种形式的板材,各厂家都有自己一套独特的安装体系,有的甚至还是专利,因此安装体系类型非常多样化。但不管具体形式如何变化,陶土板幕墙的安装体系可以分为两大类,即有横龙骨体系和无横龙骨体系。以下以双层嵌入式陶土板为例,分别介绍有横龙骨体系和无横龙骨体系。
    4.1双层嵌入式陶土板的无横龙骨体系(见图7)
    (1)内部结构。铝制或钢制支撑支架通过螺栓与墙体固定,然后将保温层安装在清洁过的墙体上。保温材料的选择和安装,可以根据不同的工程及其要求具体而定,但保温材料的厚度必须保证规定的隔热保温效果。在支撑支架上安装铝制或钢制T型竖龙骨,竖龙骨以陶土板宽度为水平间距安装,竖龙骨上预先打好安装扣件的孔,安装时需调整竖龙骨使孔在同一水平线上,以确保陶土板安装后水平缝的水平和整齐;调整好后,用铆钉或螺栓与支撑支架固定。
    (2)陶土板的安装。双层嵌入式陶土板的安装是自下而上的。首先将底部扣件安装在已经预先打孔的龙骨上,并用铝制铆钉或螺栓固定。接下来安装完垂直接缝件,然后把带有槽口的陶土板置于底部扣件内。接缝件不需要专门安装,而是夹在陶土板之间。安装完底层陶土板后,将中间扣件安装在打孔龙骨上,中间扣件一方面用来固定底层陶土板,另一方面作为上一层陶板的支座。在后面的安装中,只要重复这个过程就可以了。安装完毕后,用水清洗幕墙体表面即可。
    (3)接缝件。这是一种简单但非常实用的构造,它有三个功能:
    ①起到防水的作用:板间的竖缝无企口搭接,容易进水,有了W型接缝件后,可以有效地阻止雨水进入陶土板背部。
    ②防止陶土板侧移,保证陶板竖向缝的整齐、垂直。
    ③可以起到减震作用,即在刮风情况下,接缝件会对陶土板产生柔和的推力,这样可以避免陶土板发生碰撞而发出声响。
    4.2双层嵌入式陶土板的有横龙骨体系(见图8)

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    (1)内部结构。铝制或钢制支撑支架通过螺栓与墙体固定,然后将保温层安装在清洁过的墙体上。在支撑支架上安装竖龙骨,竖龙骨的间距不需以陶土板宽度为间距,可依据承载力计算和横龙骨的跨度要求来确定。安装完竖龙骨后安装横龙骨,横龙骨为特制的槽型构件,配合扣件使用,其间距为陶土板的高度;横龙骨在安装时应确保其水平度,调整到位后用。上预先打好安装扣件的孔,安装时需调整竖龙骨使孔在同一水平线上,以确保陶土板安装后水平缝的水平和整齐;调整好后,用铆钉或螺栓与竖龙骨固定。
    (2)陶土板的安装。有横龙骨体系陶土板的安装和无横龙骨体系陶土板的安装基本相同。唯一不同的是,有横龙骨体系的扣件和横龙骨是配套构件,无需铆钉或螺栓固定,只需扣上即可。其余的安装方法可参考无横龙骨体系。
    4.3 两种体系的优缺点比较
有横龙骨体系由于有通长的横龙骨,水平缝的控制比较容易,因此整体安装效果较好,但相对而言造价较高;无横龙骨体系相对造价较低,但如果扣件安装控制不好,会有水平缝不平整的问题,效果较差,虽可通过螺栓孔进行调节,但管理难度较大,不容易控制。两种体系各有利弊,使用者可结合自己的情况作出选择。
    5、结束语
     陶土板幕墙的使用在国内才刚刚开始,我们对它的认识和了解还不是很深,本文只是对陶土板及陶土板体系作了一个简单的介绍。我们将在今后的使用过程中不断学习和积累经验,以便最终能熟练的掌握它、运用它,为城市建设增添一道风景。                               

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