淺析隱框鋁合金玻璃幕墻材料的質量控制

    開放透明的玻璃幕墻為城市而生。近年來隨著經濟的高速發展，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合，形成融建筑技術、建筑藝術為一體的建筑外圍護結構，但由于玻璃幕墻結構的特殊性，涉及材料種類多、技術要求較高，既要有正確的設計計算、規范的工藝流程，又要有配套的加工設備及高素質的施工隊伍。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，通過硅酮結構膠與玻璃可靠連接，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，選材要根據當地的氣候狀況、工程的具體要求、兼顧美觀、實用、耐久等因素，現分述如下。


    1、鋁合金型材
          

    鋁合金型材主要保證幕墻的力學性能，即強度、剛度和穩定性要求，同時又要滿足美觀及耐久性的要求。目前，國內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《玻璃幕墻工程技術規范》(JGJ102-2003)中鋁合金型材強度設計值采用。其化學成份符合現行國家標準《鋁及鋁合金加工產品的化學成分》GB/T3190的規定。加工精度均符合現行國家標準《鋁合金建筑型材》GB/T5327中規定的高精級。


    鋁合金型材的剛度和穩定性要求，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、啟閉件呈現脫落的狀態，組件結構膠出現撕裂現象，固定件、輔助件發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構的位移能力，避免在荷載、地震和溫度作用下產生破壞、或過大變形和妨礙使用。高層建筑結構中，在風荷載和地震作用下，樓層層間位移△V與層高h之比和結構頂點位移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，不發生任何損壞的能力。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、剛度和穩定性要求，就必須經過專業計算軟件的計算，根據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。


    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，另一方有可能發生氧化膜與鋁合金粘結力降低，使氧化膜層發生空鼓、開裂甚至脫落現象。根據《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

    2、玻璃
     

    玻璃的選用既要根據所受的風荷載，室內外冬夏溫差變化、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《玻璃幕墻工程技術規范》(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生事故。所以，選用玻璃時，應經過專業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能設計按《公共建筑節能設計標準》GB50 189-2005@規定，根據建筑物所處的氣候區和窗墻比選擇玻璃，使玻璃幕墻的傳熱系數和玻璃遮陽系數符合《公共建筑節能設計標準》的要求。

               

    玻璃的品種、規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、發霉和鍍膜脫落等現象。所有玻璃外觀質量和技術指標，應符合準國家現行標準《鋼化玻璃》GB9963等有關規定。玻璃裁割后必須經過倒棱、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。

               

    3、建筑密封材料
     

    建筑密封材料包括結構膠、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、抗紫外線和粘結性的產品，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的循環應力。這里我推薦以下幾種性能較好的的建筑密封材料。

     

    硅酮結構密封膠是一種建筑結構彈性密封材料，是重要的功能性工程材料。分為單組份型和雙組份型2種。鑒于結構膠在工程上的作用和地位十分重要，必須按《建筑用硅酮結構密封膠》(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。結構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。

     

    硅酮結構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》G B/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.優異的耐候性能，不流淌；2.低溫于20℃到高溫+40℃具有優良的擠出性；3.固化收縮率低；4．低溫于40℃到高溫+150℃的柔韌性好；5.儲存穩定性優良；6.金屬無腐蝕；7.對多數材料不需要底漆。


    結構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品質量保限年限的質量證明以及結構硅酮密封膠與接觸材料的相容性和粘結性試驗報告，且應注意同一批次的結構膠質量是否穩定，不得使用超過有效期的結構硅酮膠，耐候膠與結構膠不得相互代用，尤其不得將結構膠作為耐候膠使用。


    密封墊和密封膠條采用黑色高密度的三元乙丙橡膠制品，并符合現行國家標準《建筑橡膠密封墊預成型實心硫化的結構密封墊用材料規范》HG/T3039-1997的有關規定及《工業用橡膠板》GB/T5574-1994有關規定。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。


    4、五金件
          

    隱框鋁合金玻璃幕墻鋁豎龍骨與結構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。


    5、結論
          

    材料是保證隱框鋁合金玻璃幕墻質量和安全的物質基礎。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。由于生產技術和管理水平的差別，生產廠家不同，材料質量差別還是較大。但是，作為幕墻使用材料都應滿足國家或行業標準規定的質量指標要求，不合格材料嚴禁使用。所有材料及附件均應有產品質量證明書及產品合格證，并由供應商以書面形式提供十年以上質量保證。  

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