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浅析隐框铝合金玻璃幕墙材料的质量控制

作者：建筑中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-23 10:02:53 [收藏]


    　　开放透明的玻璃幕墙为城市而生。近年来随着经济的高速发展，玻璃幕墙建筑在我国各个城市得到了广泛的应用和普及。玻璃幕墙将建筑物外围护的防风、遮雨、采光、隔热保温等使用功能与建筑外墙装饰相结合，形成融建筑技术、建筑艺术为一体的建筑外围护结构，但由于玻璃幕墙结构的特殊性，涉及材料种类多、技术要求较高，既要有正确的设计计算、规范的工艺流程，又要有配套的加工设备及高素质的施工队伍。所谓隐框铝合金玻璃幕墙，是指幕墙的铝合金骨架隐藏于玻璃之后，通过硅酮结构胶与玻璃可靠连接，外观是玻璃和平直贯穿的胶缝，因其独特的整体效果，受到建筑师的青睐，被广泛运用于多、高层建筑物上。

    隐框铝合金玻璃幕墙所用的主要材料有铝合金型材、玻璃、建筑密封材料、五金件4部分，选材要根据当地的气候状况、工程的具体要求、兼顾美观、实用、耐久等因素，现分述如下。

    1、铝合金型材

    铝合金型材主要保证幕墙的力学性能，即强度、刚度和稳定性要求，同时又要满足美观及耐久性的要求。目前，国内可供选择的铝合金型材多采用定型幕墙系列，有多种型号的型材供选择，分为竖料、横料、固定件、启闭件、辅助件等。

    铝合金型材的强度要求根据《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102-2003)中铝合金型材强度设计值采用。其化学成份符合现行国家标准《铝及铝合金加工产品的化学成分》GB/T3190的规定。加工精度均符合现行国家标准《铝合金建筑型材》GB/T5327中规定的高精级。

    铝合金型材的刚度和稳定性要求，指的是铝合金型材形成隐框幕墙工程后，在风荷载作用下，板块组件、启闭件呈现脱落的状态，组件结构胶出现撕裂现象，固定件、辅助件发生拔脱或折断破坏等。这就要求幕墙及其连接件应有足够的承载力、刚度和相对于主体结构的位移能力，避免在荷载、地震和温度作用下产生破坏、或过大变形和妨碍使用。高层建筑结构中，在风荷载和地震作用下，楼层层间位移△V与层高h之比和结构顶点位移V与总高度H之比不宜超过的限值。幕墙的风压变形性能是指建筑幕墙在与其垂直的风压作用下，保持正常使用功能，不发生任何损坏的能力。对于铝合金型材必须满足：相对挠度值≤L/180，绝对挠度值~<20mm。对于具体工程而言，铝合金型材要满足强度、刚度和稳定性要求，就必须经过专业计算软件的计算，根据工程地理位置气候状况等具体情况选择合理的计算模型，只有通过计算并各项技术指标均合格的铝合金型材才是合理的选择。

    铝合金型材表面处理方式有阳极氧化、氟碳喷涂、粉末喷涂和电泳涂漆等。应根据具体工程要求，合理选用表面处理方式，这里我们介绍应用最广泛的阳极氧化处理方式。

    铝合金型材阳极氧化膜不仅起装饰作用，而且更重要是防止自然界有害因素对铝合金的腐蚀作用，氧化膜厚度要适宜，太厚一方面增加铝合金阳极氧化成本，另一方有可能发生氧化膜与铝合金粘结力降低，使氧化膜层发生空鼓、开裂甚至脱落现象。根据《铝合金建筑型材》(GB/T5237-2000）检验标准，氧化膜级别厚度应不低于AA15级。平均膜厚t≥15m，局部膜厚t≥12Um6

    2、玻璃

    玻璃的选用既要根据所受的风荷载，室内外冬夏温差变化、立面分格大小及抗震因素，并考虑玻璃的自身性能及功能来选用。

    玻璃的设计强度都应根据《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102―2003)采用。

    玻璃是一种脆性材料，在外力和温差作用下容易破碎产生事故。所以，选用玻璃时，应经过专业计算软件进行以下几方面的应力计算：(1)自重作用下的应力；(2)风载下的应力；(3)地震作用下的应力；(4)温度作用下的应力等。

    隐框铝合金玻璃幕墙的节能设计按《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005@规定，根据建筑物所处的气候区和窗墙比选择玻璃，使玻璃幕墙的传热系数和玻璃遮阳系数符合《公共建筑节能设计标准》的要求。

    玻璃的品种、规格与色彩应与设计相符。整幅幕墙玻璃的色泽应均匀，不应有析碱、发霉和镀膜脱落等现象。所有玻璃外观质量和技术指标，应符合准国家现行标准《钢化玻璃》GB9963等有关规定。玻璃裁割后必须经过倒棱、倒角的磨边处理，否则隐框幕墙的玻璃边缘显露在外表面，将会影响幕墙的美观整齐。

    3、建筑密封材料

    建筑密封材料包括结构胶、密封胶、密封垫和密封胶条等。建筑密封材料的选取和使用极为关键，应选用有较好的耐候性、抗紫外线和粘结性的产品，尤其是胶的抗变形性能，要能长久地承受拉力与压力交替出现的循环应力。这里我推荐以下几种性能较好的的建筑密封材料。

    硅酮结构密封胶是一种建筑结构弹性密封材料，是重要的功能性工程材料。分为单组份型和双组份型2种。鉴于结构胶在工程上的作用和地位十分重要，必须按《建筑用硅酮结构密封胶》(GB16776-1997)进行各项性能检验，检验合格后才能用于隐框幕墙工程中。结构胶要有很好的抗拉强度、剥离强度、撕裂强度和弹性模量，它同时也起到避震的作用。

    硅酮结构密封胶应具有多方面功能：1.杰出的耐天候老化性能；2.杰出的耐紫外光性能；3.杰出的耐水和湿气作用；4.对金属和许多塑料不腐蚀；5.中性、无毒的交联体系；6.在温度5℃~40℃间挤出性佳；7.几乎无气味的固化；8.固化时收缩率很低；9.储存寿命长；10.高耐负荷性能。

    硅酮耐候密封胶是一种易使用、单组分、中性固化、低模量、高品质的建筑硅酮密封胶。它具有长久的储存性和杰出的粘接性，并与大气中的湿气反应形成持久柔软的密封。由于耐候硅酮胶在保证隐框玻璃幕墙的防水（防渗漏）功能有决定性的作用，故必须按《硅酮建筑密封胶》GB/T14683-2003进行各项性能检验，硅酮耐候密封胶应具有多方面功能：1.优异的耐候性能，不流淌；2.低温于20℃到高温+40℃具有优良的挤出性；3.固化收缩率低；4．低温于40℃到高温+150℃的柔韧性好；5.储存稳定性优良；6.金属无腐蚀；7.对多数材料不需要底漆。

    结构硅酮密封胶和耐候硅酮密封胶必须由材料供应方提供的产品质量保限年限的质量证明以及结构硅酮密封胶与接触材料的相容性和粘结性试验报告，且应注意同一批次的结构胶质量是否稳定，不得使用超过有效期的结构硅酮胶，耐候胶与结构胶不得相互代用，尤其不得将结构胶作为耐候胶使用。

    密封垫和密封胶条采用黑色高密度的三元乙丙橡胶制品，并符合现行国家标准《建筑橡胶密封垫预成型实心硫化的结构密封垫用材料规范》HG/T3039-1997的有关规定及《工业用橡胶板》GB/T5574-1994有关规定。密封垫挤压成块、密封胶条为挤压成条，邵氏硬度并具有20％至35％的压缩度。

    4、五金件

    隐框铝合金玻璃幕墙铝竖龙骨与结构及铝竖龙骨与横梁均用不锈钢五金件连接，性能应符合设计要求，推荐使用奥氏体不锈钢材料，电焊时应对不锈钢采取遮挡措施，防止电焊火花溅到不锈钢上引起生锈；严格按规范要求采用防火等级为A或B1的材料，当4材料的防火等级不明确时应取样进行测试。幕墙窗锁及其配件应根据工程所在地的气候状况及工程的具体要求选择，这里就不再累述。

    5、结论

    材料是保证隐框铝合金玻璃幕墙质量和安全的物质基础。隐框幕墙中的主要材料：铝合金型材、玻璃、建筑密封材料及五金件等不是单独起作用的，而常是相互制约，相互保障的。由于生产技术和管理水平的差别，生产厂家不同，材料质量差别还是较大。但是，作为幕墙使用材料都应满足国家或行业标准规定的质量指标要求，不合格材料严禁使用。所有材料及附件均应有产品质量证明书及产品合格证，并由供应商以书面形式提供十年以上质量保证。
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