试论面板背部连接的石材幕墙设计

章震远

章震远

浙江大学建筑设计研究院有限公司310012

摘要：目前，我国的幕墙设计技术日趋的完善，多样化的幕墙结构形式也越发的成熟，但仍然存在很多的问题。本文从面板背部连接的石材幕墙设计的介绍着手进行论述，分析了背部连接技术的设计原则和选材要求，希望对改善面板背部连接技术有所帮助。

关键词：幕墙设计；面板；石材

石材幕墙属于幕墙成员中非常重要的组成部分，石材幕墙对外墙的装饰有着重要的作用，与其他的幕墙相比，石材幕墙具有安装方便、外观效果好以及质感好等优势。石材幕墙的设计能给人一种高端大气的感觉，同时又可以让人们感受到大自然的魅力。

一、面板背部连接的石材幕墙概述

面板背部连接的石材幕墙在我国的幕墙工程中应用的非常广泛，最普遍的设计方法当属背栓式的连接面板。最近几年，我国自主研发的面板背部连接技术也得到了广泛的应用，与其他的连接方式相比，石材面板采用背部连接的方式有以下优点：

首先，背部连接能够有效的减小石材面板的支承间距，进而降低石板承受的弯曲应力，使薄板的厚度降低[1]。

其次，面板背部连接的石材幕墙的连接可靠，对石板的削弱程度比较小，从而减少了连接部位的石材局部遭受破坏的可能性，使得石板有了较强的抗震能力。

二、面板背部连接的石材幕墙设计的基本原则

在背部连接的石材面板之间，必须留出一定的板缝。若发生主体结构与支承结构因水平侧移、温度变化导致面板产生移动以及面板自身温度膨胀时，开放式板缝两侧的面板一定不要发生碰撞。在注胶式板缝中，密封材料的拉压变形一定不要超出其自身的耐受能力。板缝的宽度要大于8毫米。对于材质疏松亦或者带有孔洞的石材面板，最好采用注胶式板缝[2]。

注胶式板缝属于板缝形式当中最普遍的一种板缝形式，它的气密度与水密性能都非常的可靠，这种板缝形式承建商也比较的熟悉，因此，施工质量有保证，这也是大部分工程采用注胶式板缝的原因所在。

注胶式板缝的设计要点包括以下几个方面：

第一，最好用泡沫条充填板缝底部，用硅酮耐侯密封胶嵌缝，硅酮胶缝的厚度要大于3.5毫米，它的宽度要大于厚度的两倍，切记采用三面粘结的胶缝。

第二，石材胶缝需要使用无渗油和无污染的石材专用密封胶，在使用前为保证所使用的密封胶没有渗油现象，需要在使用之前进行无污染性试验[3]。

第三，使用聚氨酯密封胶嵌缝进行注胶式板缝也是可以的，聚氨酯胶缝的厚度最好是缝宽的0.5到1.0倍，而且不能小于5毫米。

第四，在进行建筑设计时，也可以采用深胶缝，深胶缝表面和石材表面的距离可以大于5毫米。

石材专用的密封胶不仅要符合一般的硅酮建筑密封胶性能，还需要对石材无污染。

开放式板缝不需要做密封处理，把防水层移到板后的空间，放在保温层的前面就可以了。但是，也正因为如此，会出现少量雨水渗入板的背部空间的情况，必须采取多样化的措施来消除影响。由于有潮气进入，其背部的钢结构需要采用更加有效的方法来进行防腐。由于开放式板缝无耐候胶四边粘结，因此石材的面板需要考虑防止破碎后出现坠落的情况[4]。

开放式板缝的设计，需要特别注意以下几点：

第一，背部空间需要采取防积水的措施，保证排水顺畅。

第二，背面的保温材料也需要有防水的措施，可以用镀锌钢板、铝板来作为防水衬板。

第三，保持背部空间的通风，从而使潮气能够顺畅排出。

第四，需要采取有效的防腐措施来进行支承结构与连接件的操作。

第五，石材面板需要采用背面粘贴的玻璃纤维织物亦或者涂布加强胶层，避免面板破碎之后发生坠落的现象。

第六，对石板采取六面防水的处理。

第七，防水衬板和支承框架必须能够承受其上面的风荷载，在紧急的情况下可以进行承载力计算[5]。

三、面板背部连接的石材幕墙设计中材料的选用

（一）石材的选用

在进行选材时必须科学、合理的选择石材的层理性与片理性，在同一颜色幕墙上也必须使用同一矿脉的石材。由于石材幕墙所选的石材都是天然的材料，因此，不同品种、不同产地的石材在结晶形态、微观结构以及成分等方面都存在很大的不同。另一方面，石材可以分为酸性材质与碱性材质，一般来说，碱性材质的耐候性比较差，而且强度也比较低，不适宜用于外墙的装饰，碱性材质的典型代表就是大理石；酸性材质的耐候性比较好，而且强度也非常的高，因此可以适用于各种外墙的装饰，是最好的天然材料，酸性材质的典型代表当属花岗岩。在选择花岗岩作为板材时，花岗岩的强度要达到JGJ1332001《金属与石材幕墙工程技术规范》的基本要求[6]。

（二）密封胶的选用

石材属于多孔的材料，因此很容易受到污染，这也是为什么必须正确的选择密封胶的关键原因所在，一旦密封胶的选择不正确，将会直接影响到板面的表现效果。

酸性密封胶不适合用于石材的接缝密封，这是因为大部分的石材中都含有碳酸盐，碳酸盐极易与胶中的酸发生化学反应，从而污染了石材的质量。石材的污染问题受很多因素的影响，比如低胶的选用、密封胶的老化以及密封胶表面吸附的油垢以及密封胶表面护理不当等因素都可能对石材造成污染。因此，在进行密封胶的选择时，一定要认真、仔细[7]。

四、面板背部连接的石材幕墙设计中的连接技术

当前的石材幕墙的设计基本上采用的都是热镀锌碳素钢作为立柱，热镀锌角钢来做横梁，用这种结构形式，不仅非常的经济实用，而且使用时间也比较长久。在幕墙设计过程中，最核心的技术就是幕墙设计的连接技术，特别是干挂石材的连接设计。首先，幕墙的立柱要通过预埋件和主体进行连接，其次，立柱也要与横梁进行连接，最后要利用连接件将横梁和石材连接起来。

在实际的操作过程中，主要有两种幕墙设计的方式，即小单元幕墙设计和背栓式幕墙设计。小单元式的石材幕墙与背栓式的石材幕墙相比，背栓式的石材幕墙的每一块石材都需要两支独立的横梁，但小单元式的石材幕墙的每一个挂件处对应横梁，横梁也就减少了一半。背栓式的开孔费用比较高，这也是小单元石材幕墙设计的优势。通过以上的论述，我们也就明白了为什么小单元石材幕墙比背栓式石材幕墙更受设计人员的喜欢。在施工设计中，小单元石材幕墙设计的受力比较均匀，传力简洁，因此不会产生积累承载力，定位切槽、方便快捷，有效的降低了石材幕墙设计的成本[8]。

随着技术的不断进步，石材幕墙的连接技术已经非常的成熟，从而扩大了石材幕墙适用范围，基本上我们在任何的建筑、任何的部位、任何的高度以及任何的构造里都可以看到石材幕墙连接技术的使用。多种连接技术混合在一起使用，不仅能够在一幅幕墙上使用多种连接技术，即使在一块木板的两端也可以用不同的连接方式。举个例子来说，我们可以在一端用槽勾式，而在另一端用背栓式，这也为组合大幕墙创造了有力的技术条件。

结语：

综上所述，石材幕墙的连接技术对幕墙设计至关重要，为保证石材幕墙的有效连接，必须严格的执行国家的相关规定，完善对石材幕墙的选材和构造，提高石材幕墙的连接技术。

参考文献：

[1]赵西安.面板背部连接的石材幕墙设计[J].建筑技术，2006，09：648-652.

[2]任禄.石材幕墙中面板连接方式研究[J].施工技术，2013，15：54-56.

[3]赵西安.幕墙设计中的若干问题[J].建筑技术，2004，09：648-652.

[4]吴尉.石材幕墙连接设计[J].施工技术，2010，S1：547-551.

[5]陈广龙.幕墙设计中的一些问题及处理[J].门窗，2010，12：17-21.

[6]陈广龙，徐骏.石材幕墙的设计发展与应用[J].门窗，2011，02：20-23.

[7]温海洲.幕墙设计中的一些问题及处理[J].中国建筑金属结构，2012，07：35-39.

[8]陈健波，杨欢军.谈谈幕墙设计中的一些问题[J].门窗，2015，11：4-8.