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作者：中衡设计集团股份有限公司 孙浩健、吕桂林 摘 要：针对宿迁保险小镇项目的特点，简述其陶板设计与施工安装的基本原则和要点，希望能为今后陶板幕墙设计提供一些参考和借鉴。 关键词：陶板幕墙、提拉窗、幕墙安装 宿迁保险小镇位于江苏省宿迁软件与服务外包产业园区启动区的核心地段。北侧为启动区的住宅，南侧为SOHO用地，东侧为慧云路，西侧为慧联路。 建筑占地面积约为3.9万㎡，计容建筑面积约为21.5万㎡，幕墙总面积约为12万㎡，共分A、B、C、D四个区域28栋建筑单体；建筑总高度为25.4m， 属于典型的产业园建筑群。（图1，图2） 图1 (整体鸟瞰图) 图2（分区总图） 2.陶板幕墙 本工程立面材质以陶板及玻璃为主，在12万㎡的幕墙面积中，陶板及条形提拉窗面积约占总面积的60%，玻璃幕墙面积约占30%，其余材质约占10%。 2.1陶板简介 陶板幕墙是近年来建筑施工领域中所发展起来的一种全新建筑幕墙构造形式，具有造型时尚、装饰性强，以及可满足建筑物复杂立面造型等诸多优势，在高层乃至超高层建筑幕墙工程施工中得到了日益广泛的应用。陶板之所以越来越受到欢迎，正是其丰富的颜色，良好的物理性能，便捷的施工等一系列优点，使建筑师的设计理念充分展现 。在与其他传统材料相比，陶板以其鲜明的特点跻身建筑外表面主材行列之一，下表为陶板与其他幕墙材料的对比（表1）。 表1 而本工程中陶板被大量用于建筑立面装饰，充分利用陶板色泽丰富的特点，选取四个不同颜色分别用于四个不同区域，每个区域自身采用同一种颜色，区域与区域的颜色之间形成一定的颜色阶梯，在充分彰显区域个性色彩的同时又能充分融入整体，彼此协调，相辅相成，达到了既统一又多样的外观效果。(图3~图8) 图3（此图只拍摄到3个区域，D区由于位置原因无法入镜） 图4（共A、B、C、D四个区的陶板选样） 图5（A区） 图6（B区） 图7（C区） 图8（D区） 2.2陶板幕墙系统介绍 本工程采用30mm厚陶土板，质量满足《人造板材幕墙工程技术规范》（JGJ336-2016）和《建筑幕墙用陶板》JG/T 324的规定，排布方向为横向排布，主要尺寸为1400（宽）× 500（高），局部位置中间设置提拉窗以满足通风采光要求。 由于陶板受工艺限值、陶板板幅较小，所以陶板拼缝较多，横向排布的陶板长边为搭接边，边口比较圆润，纵向边比较整齐但由于孔洞较多故陶板幕墙不适合注胶。由于无法注胶所以防水设计成了陶板幕墙设计时需要重点关注的地方。 本工程陶板幕墙采用胶条式防水封闭。大面水流被陶板上下搭接构造方式以及纵向的胶条阻挡在外，无法进入陶板龙骨构造层，但仍有渗漏雨水会通过面层进入内部，容易锈蚀钢龙骨，所以本工程所有陶板龙骨采用铝合金龙骨，并由土建进行墙面的防水保温处理。 钢龙骨系统以其优越的施工便利性及单价低的特性在金属板、石材及陶板幕墙龙骨系统中占据很大一部分，但是随着时间的推移，越来越多钢系统项目弊端逐渐暴露，原本万金油的钢系统已逐渐不再适合业主及建筑师对高品质建筑的需求。 所以铝系统的陶板幕墙应运而生。相比钢龙骨系统铝龙骨系统有如下优势： 优势1：铝合金型材外观平整，且在工厂加工，精度较高，变形较小，能有效改善由于龙骨变形导致的板块不齐整的问题。 优势2：铝合金型材几乎现场不焊接，减少火灾风险，且工厂开好孔后现场只需要螺栓连接，易于安装并可减少因焊接引起的龙骨变形，进一步控制了幕墙龙骨系统的精度及板面平整度的问题。 优势3：铝系统龙骨多为阳极氧化处理，即在铝型材表面形成一道致密的氧化膜，使氧气不能进一步氧化到铝材里层，从而能够比钢材更有效的防氧化、防腐蚀、防侵蚀。 优势4：由于铝合金自身的特性，同等型材截面时铝合金重量仅为钢的1/3，强度却有钢材的60%，所以同等强度下铝合金龙骨重量仅为钢龙骨的1/2。 虽然铝合金单价比较贵，但是其基材（阳极氧化）本身具有优越的抗腐蚀性，减少了类似钢材热镀锌的加工费，再加上同等强度下重量又比较轻，所以综合考虑铝合金系统与钢龙骨系统的成本上相差无几。本工程在前期为验证两种系统究竟有多少差价，将两种系统进行简单概算分析，最终得出结论，就陶板幕墙而言，铝系统比钢系统贵约5%~10%左右。但是铝合金以其优越的易加工性、抗腐蚀性、力学性能，在加工、运输、安装及后期维护等方面都占据一定优势，所以综合考虑我们采用了铝合金龙骨作为陶板幕墙的龙骨体系。 本工程陶板幕墙采用挂件式系统，在近陶板两端约L/5处设置两个铝合金挂件，铝合金挂件厚度不小于3mm，表面采用阳极氧化处理(图9)。在挂件与陶板接触面及挂件与挂座连接处设置弹性垫片，以适应构建之间产生的相对位移和防止产生摩擦噪声（图10）。 图9
图10（粉色部分为弹性垫片） 铝合金挂件通过两颗M6不锈钢螺栓固定在铝合金挂座上，挂件上有两个10mm长的竖直方向长圆孔，用来调节挂件与挂座的竖向偏差，调节完毕后打自攻钉固定其位置；铝合金挂座通过一颗M8不锈钢螺栓固定在铝合金横龙骨上，挂座与横龙骨交界面处有一个竖向长圆孔，用于调节挂座与横龙骨的相对位置，调节完毕后将带锯齿的铝合金垫片卡入带锯齿的挂座上，拧紧螺栓固定。（图11） 横梁采用65系列铝合金横梁，横梁跨度为1.4m，壁厚按照实际计算和按照规范取3.0mm，立柱采用130系列铝合金立柱，立柱跨度为3m，受力模型为简支梁模型，壁厚按照实际计算和按照规范取3.0mm。横梁与立柱通过角码连接，立柱上用M6不锈钢螺栓套件与角码对穿连接，横梁上用M6不锈钢螺栓连接于横梁的螺栓孔位中。角码与立柱、横梁接触面亦需设置弹性垫片以适应构建之间产生的相对位移和防止产生摩擦噪声（图12）
图11
图12 上下立柱之间需留20mm缝隙用于立柱伸缩位移，并采用芯套连结，芯套总长度为400mm，立柱与芯套紧密接触，芯套与立柱之间采用2-M12不锈钢螺栓固定。（图13）
图13（白色处为硅酮密封胶,立柱通过内部芯套上下连接）
图14 铝合金立柱通过两个支点与主体结构相连接，每个连接支点由两个60x270x8x120“L”型热镀锌钢角码连接件通过2-M12x130不锈钢螺栓套件连接于立柱上，“L”型连接角码与后端预埋件焊接连接于主体结构上。每个“L”型连接角码上设有2个50mm横向长圆孔，用于调节立柱与主体结构的相对偏差，钢角码与铝合金立柱立柱之间采用2mm绝缘防腐垫片；在下支点处，立柱上设有竖向长圆孔，用于释放竖向重力，待立柱调节完毕后需拧紧螺栓然后将螺栓与立柱之间的40x40x4热镀锌方垫片围焊，锁定立柱位置，防止立柱与连接角码之间出现相对位移。（图14） 3.提拉窗 3.1提拉窗简介 陶板作为主要幕墙材料之一有着不可替代的优越外观效果，大面不同颜色陶板幕墙的运用使建筑富有韵律和趣味，但光有陶板幕墙不足以满足建筑通风、采光等功能需求，需要加以开窗点缀方能虚实结合，形成完整建筑功能及外观效果。 在开启窗的选择上也经过多次方案反复讨论，玻璃幕墙上最常见的莫属上悬外开窗了，但上悬窗不能用作消防排烟窗，而本工程为自然排烟系统，所以开启方式需结合排烟一并考虑。排烟窗最常考虑的是外开外倒窗，但是由于此窗下雨天容易灌水、气密水密性能不佳，而且排烟面积受开启角度限值较大故也不是本工程最佳开启方案。经过与建筑师多轮方案的探讨，最终选定一种国外技术已非常成熟的窗型--提拉窗。（图15、图16）
图15（国外街头的超大型提拉窗）
图16（本工程项目实拍） 3.2窗型介绍 3.2.1普通窗型 本工程提拉窗宽度为1.4m，与陶板模数保持一致，窗型总高度在5m，其中开启扇高度为1m，其余位置为固定扇。（图17、图18、图19）
图17（窗型01，标准位置）
图18（窗型02，下接吊顶位置）
图19（窗型03，屋顶位置） 3.2.2特殊窗型的介绍 由于窗扇及固定扇大小为1.4mx1m，不满足防火规范中要求的1mx1m的净尺寸，所以遇到消防救援窗的需将原开启扇位置合并成一个1.4mx2m大分格，以满足消防要求。（图20） 由于排烟窗需要消防联动，在火灾时自动开启，且为了尽可能使得排烟窗的开启扇靠近上端，所以在提拉窗的上开启窗扇处安装电动开启装置，平常正常使用时仍可将下开启窗扇往上提拉。（图21）
图20（消防救援窗）
图21（排烟窗） 从外观效果方面来看，仅使用4m高和5m高两种窗型，就将四个区、二十多栋楼、将近100个立面统一起来而且满足相关建筑、消防要求，可以说提拉窗是本工程开启方式的最佳选择方案。 3.3提拉窗五金件介绍 虽然提拉窗有着简洁大气的外观效果，也有良好的气密水密性能及有效排烟面积，但在国内使用此窗型的案例较少，我们在后期型材及五金件的选择上碰到不少的困扰。 五金件的选择是选用此窗型的最大障碍，由于国内案例较少，国内五金大厂做提拉窗五金的是少之又少，刚开始找寻五金厂家之路并不顺利。后来一次偶然经历了解到国外此窗型十分成熟，厂家也比较多，经过多方打听找寻到了一些比较成熟的厂家。最后选取了一家由美国全进口生产加工、国内销售的来自广东的厂家。 提拉窗从五金件不同可分为滑轮式、螺杆式、卷片式、 重型提拉器四种，这四种方式的承重能力由轻到重排列如上述，可做的最大窗高也是按上述由小到大排列。 由于本工程最大窗高达到5m，且开启扇也较大，所以最终选用重型提拉器以满足受力需求。 在选用重型提拉器前我们担心是否此种五金会对力气较小的人开启造成一定困难，后经与厂家考察，此种五金提拉手感良好，小孩都可轻易提起（图22、图23）
图22（提升过程，视频截图）
图23（下降过程，视频截图） 4.特殊位置的收边处理 由于陶板截面带孔洞，所以陶板收边就无法像石材一样直接靠自身就可以收边整齐完美，这给陶板自身特殊位置交接以及陶板与其他材料交接带来了一定的困难，下面就为大家简单介绍一下本工程采用的陶板收边方式。 4.1转角 刚才提到陶板截面带孔洞，所以在转角处理上无法像石材一样90°直拼（图24）。为延续转角两边立面的完整性，本工程采用与周边陶板同色的陶棍进行转角收边处理（图25） 。这样既可以完美解决陶板带孔洞无法90°直拼的问题，又使得转角立面统一完整。我们选用的是50*50*9标准尺寸的方陶棍，在陶棍里内衬30*30*3热镀锌钢方管，并通过柔性衬垫与陶棍紧密贴合，热镀锌钢方管上下固定，以此来固定陶棍。理想是丰满的，现实是骨感的，前期设计中由于未对陶棍分格进行细致规定，再加上现场安装时候毫不考虑转角陶棍与周边陶板的关系，导致实际效果出现偏差，陶棍与陶板出现错缝、无序的对应关系（图26），好在陶棍为密拼处理，远处几乎看不到缝。在此希望大家引以为戒，在往后的工程中对于收边的分格尺寸也需要着重注意，不然将会因小失大，使得建筑无法呈现其最完美的一面
图24（石材拼角）
图25（陶板拼角）
图26（陶棍拼缝） 4.2女儿墙 本工程陶板幕墙上、下收口均为金属收边，女儿墙上收口采用常规的铝单板收口（图27）。最初考虑过采用型材收女儿墙，但是由于女儿墙处收口较大，有200高600宽，采用单个型材较大，开模费用较高，多个型材拼接又容易有漏水隐患，所以最终采用了常规的铝板收边处理。
图27（陶棍接女儿墙） 4.3吊顶 相比女儿墙，吊顶位置更容易被人所关注到，只要一抬头就很容易看到此处的细节，因此在收边材料的选择上需要一种精细度更高、更容易出效果的材料。由于此处希望的建筑效果是一个很轻薄的薄片（仅为50mm），考虑到铝板阳角有较大的R角，无法做到特别挺直的效果，所以此处我们尝试采用了以铝型材开模来代替传统铝板收边，然后在铝型材后侧再做铝板吊顶的形式。在后期现场巡视时，发现当初的想法还是比较正确的（图28）。
图28（接吊顶处铝型材收边） 4.4窗边 前面提到陶板处开窗均为提拉窗，在提拉窗的四周我们均考虑为铝型材收边，为的就是使金属收边尽可能的轻薄，此处铝型材的收边仅为25mm宽，靠铝单板折造型是无法形成这么小的收边的，而且铝型材的硬直度、非常小的圆倒角等确实可以带来更好的效果，更能达到我们想要的效果（图29）。
图29（窗四周收口） 4.5心得与体验 在设计中我们需要注意的是在排版陶板模数时候应该扣除对应的收边宽度，使其净高（宽）为一定的模数，在横向版副中，高度方向为陶板的固定模数，若有多种不同的高度尺寸，无法切割高度方向的陶板，只能通过增加陶板的模数来解决，那将会带来不少成本上涨，所以在设计之初一定要考虑好陶板的模数与建筑整体立面分格的对应关系。 另外一个通过该项目总结出的教训是在设计过程中一定要注重每一个小点，关注每一个细节，本项目在大的效果、体量呈现还是比较到位的，但是在一些小细节上还存在诸多不足，例如未规定收边材料的分格尺寸等，使得最终呈现的建筑并不十分完美，希望大家在以后的设计中能更多的关注每一个细节，呈现完美建筑！ 5.结语 陶板作为一种较新颖的建筑表皮材料已经越来越多的被运用到实际工程案例中，也能反映出陶板作为天然材质有很多自身的独特性。但由于陶板幕墙出现时间较短所以还有很多地方需要改进；本文就陶板幕墙常规系统做一简单介绍，希望可以起到抛砖引玉的效果，也希望随着技术进步会有越来越先进成熟的陶板幕墙系统被运用于工程中。 在此特别感谢曾为该项目努力付出的沈筠、吕桂林、李维国、王进春，没有你们的辛劳付出就没有保险小镇项目的完美落地。谢谢！
（文章版权归作者所有） 本文刊发在《幕墙设计》杂志2018年第六期 |
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