鋁板幕墻的變形問題及對策
發布日期：2017-03-10
幕墻產品分為兩大類，一類是保溫暖墻體系，另一類是裝飾冷墻體系。
保溫暖墻體系主要功能是保溫，也就是對室內外的熱交換有一定的阻滯作用的墻體，如內外兩側都由鋁板或其他金屬板組成，中間采用聚氨脂、聚苯乙烯或巖棉等保溫材料復合的保溫墻體；再如建筑外圍護結構采用的隱框玻璃幕墻、全玻璃幕墻、點式駁接玻璃幕墻。這些墻體就像澆筑的混凝土和磚砌制的墻體一樣，隔斷室內外的屏蔽只有一道屏蔽帶，不允許室內外的空氣在這道屏蔽帶上產生對流，所以從工藝上必須密封幕墻上可能造成空氣滲透的一切縫隙，并保證使用年限內的永久密封。
裝飾冷墻體系對建筑兩個作用，一是烘托建筑效果，二是防雨水對建筑表面的沖刷腐蝕，提高建筑的耐久年限。從材料上多數用鋁板、石材、玻璃等材料，使用部位多數是建筑不采光有結構的外表面；從構造上要求與建筑結構保持一定的間隔，防雨水滲漏采用等壓原理設計，板塊間留有空氣交換的通道，保持幕墻與建筑結構間隔內的干燥，結露水易于排出。
比較現代的開放式熱通道幕墻，實際從原理上就是在原有保溫暖墻體幕墻的外面又增加一道裝飾冷墻系統。如果將裝飾冷墻體系按保溫暖墻施工，也就是將裝飾冷墻上所有的通道全部用密封膠封死，會給建筑帶來很多隱患。
鋁板幕墻變形產生的原因
1.板塊沒有邊肋和中肋，風壓和空氣漲力下造成變形
這種變形現象多出現在采用鋁塑復合板為面板的幕墻上。現階段很多建筑業主為了節約成本，選用不正規的生產廠家。廠家為獲較高利潤，板塊加工不安裝邊肋、中肋，只將鋁塑板折成盒狀，直接用螺釘擰在框架上，板塊縫隙抹膠密封就算完工。這樣幕墻的板塊強度達不到要求，板塊在正負風壓作用下產生向里向外的疲勞性撓度變形，使板面尺寸增長。
反映比較突出的向陽面的幕墻，由于施工工藝是采用保溫暖墻的形式將板塊縫隙全部用膠密封嚴實，板面與結構墻間隔里的空氣在光照效應下升溫，板塊在空氣漲力作用下造成向外變形。
2.板塊與幕墻結構框架固定，熱應力無法釋放產生變形
鋁板幕墻在季節溫差較大地區，在春初秋末氣溫較低的季節，這時的陽光照射熱效很強，特別是顏色較深的鋁板升溫較大，鋁板在不同溫度下，每米長度上的熱膨脹值差別較大。幕墻框架在里面，陽光影響較弱，鋁板與框架最大時可產生80℃以上的溫差，在鋁板尺寸較大時便會出現較大的線性膨脹差。如果幕墻板塊結構采用折邊，將鋁板用螺釘固定在框架上的結構，將造成鋁板板面的熱應力無法釋放，迫使板面屈服，在空氣作用下向外出現變形現象。
3.面板與邊肋裝配時產生應力變形
有些生產廠家為解決鋁板板塊板面的熱應力變形，特別是面板采用鋁塑復合板時，在單元板塊的周邊加了一圈邊肋框，從生產工藝上是面板在刨槽機上按板塊折邊尺寸刨槽折邊成盒狀。
另一條線是將邊肋型材按板塊需要尺寸截斷組裝成邊肋框。然后邊肋框裝入盒狀面板，用抽芯鉚釘將兩體固定。在工作現場經常發現因面板刨槽折邊有偏差，邊肋型材組裝成框有偏差，兩體相配合時常出現不是框小就是板折邊尺寸過大。為保工期、不費料，往往強行裝配，造成板面產生裝配應力，不是邊肋變形就是板面受壓變形。這種板塊在溫度和空氣膨脹力作下產生向外的變形現象。
解決鋁板幕墻變形的對策
1.鋁板幕墻板塊與框架必須為浮動連接
要滿足超高層使用的幕墻，從結構上：一是不能產生熱應力，二是要滿足超高層建筑因自振和在風荷載作用下振幅加大，造成的幕墻平面內變形的要求，而且在防震設計時，要按不同建筑結構類型彈性計算的位移控制值的3倍進行設計。比如在地震設防地區，有一棟層間高3.4m的框架結構超高層建筑，幕墻的位移必須滿足25.5mm的要求。這就要求幕墻板塊在滿足強度要求的前提下，必須與結構框架為浮動連接。不論采用什么形式的結構，設計原則是板塊連接結構一定能吸收材料因溫差產生的熱應力和地震產生的平面內變形要求。
2.鋁板幕墻板塊消除裝配應力
要想將熱應力傳遞到板的折邊邊緣，必須要在板塊的折邊處增設邊肋進行補強，就是采用3mm厚的單鋁板在季節溫差較大的地區也要設置邊肋補強。為保證折邊的鋁板不產生裝配應力，并保證鋁板塊的制作質量，邊肋框應設計為長寬可伸縮結構。
從公差與配合術語上講，板塊折成盒狀的尺寸為基準孔，由邊肋框的伸縮來配合折邊板，邊肋框四個角的部位采用插接件連接。邊肋框的橫豎桿件與插接件兩端各留2mm間隙，框的長寬調整量為4mm。這4mm足可以吸收板折邊與框組裝的加工偏差，可消除配合不當影響質量的現象。這個可伸縮的邊肋框不僅對熱應力傳導進行補強，而且還可以吸收邊肋在面板里邊因微小溫差造成的熱應力變形，從而消除鋁板的變形現象，保證整體鋁板幕墻的平整度。
3.鋁板幕墻板塊的補強中肋應為浮動連接
鋁板幕墻板塊的補強中肋與面板的連接大約有三種方式：結構膠粘接、超強膠帶粘接、栽焊螺釘固定，其共同的特點都是將中肋與面板固定死，中肋兩端多數與邊肋框固定。
面板直接受陽光照射，補強肋在板的里面，尤其是有一層粘接膠隔離后，與面板因溫差出現熱應力，限制了面板沿補強肋軸向方向的膨脹。如果補強肋兩端與邊框肋固定，又限制了面板沿補強肋徑向方向的膨脹，易造成粘接劑和連接件受剪破壞而降低耐久年限。
鋁板幕墻板塊的補強中肋與板，安裝順序是先將補強中肋兩端的角碼用抽芯鉚釘或自功螺釘與邊肋框固定，然后將補強中肋由上向下卡入固定角碼，再用高強粘接膠沿補強中肋長度各三分之一處各粘一個壓板，將補強中肋壓住。注意補強中肋上部與壓板要留出2mm間隙，補強中肋端頭與角碼間也必須留出2mm間隙，這種浮動連接結構面板與中肋不會產生熱應力，即達到了補強作用又保證了面板的平整。
