單層鋁板幕墻施工工藝探究

馬瑤 中建八局裝飾工程有限公司大連分公司

1 金屬幕墻發(fā)展史

自20世紀70年代未期，我國鋁合金門窗、幕墻工業(yè)開始起步，鋁合金玻璃幕墻在建筑中的推廣應(yīng)用和發(fā)展，從無到有，從仿制到自行研制開發(fā)，從承擔(dān)小工程的施工到承攬大型工程項目，從生產(chǎn)施工中低檔產(chǎn)品到生產(chǎn)高新技術(shù)產(chǎn)品，從施工中低層建筑門窗到施工高層玻璃幕墻，從只能加工簡單中低檔型材到擠壓復(fù)截面的高檔型材，從依靠進口發(fā)展到對外承包工程，鋁合金門窗及玻璃幕墻得到了迅速的發(fā)展。到20世紀90年代新型建筑材料的出現(xiàn)推動了建筑幕墻的進一步發(fā)展，一種新型的建筑幕墻型式在全國各地相繼出現(xiàn)，即金屬幕墻，所謂金屬幕墻是指幕墻面板材料為金屬板材的建筑幕墻，簡單的說，就是將玻璃幕墻中的玻璃更換為金屬板材的一種幕墻形式，但由于面材的不同兩者之間又有很大的區(qū)別，所以設(shè)計施工過程中應(yīng)對其分別進行考慮。由于金屬板材優(yōu)良的加工性能，色彩的多樣性及良好的安全性，能完全適應(yīng)各種復(fù)雜造型的設(shè)計，可以任意增加凹進和凸出的線條，而且可以加工各種型式的曲線線條，給建筑師以巨大的發(fā)揮空間，倍受建筑師的青睞，因而獲得了突飛猛進的發(fā)展。

2 金屬幕墻的分類

金屬幕墻所使用的面材主要有以下幾種：鋁復(fù)合板、單層鋁板、鋁蜂窩板、夾芯保溫鋁板、不銹鋼板、彩涂鋼板、琺瑯鋼板等。

(1) 鋁復(fù)合板是由內(nèi)外兩層均為0.5mm厚的鋁板中間夾持2-5mm厚的聚乙烯或硬質(zhì)聚乙烯發(fā)泡板構(gòu)成，板面涂有氟碳樹脂涂料，形成一種堅韌，穩(wěn)定的膜層，附著力和耐久性非常強，色彩豐富，板的背面涂有聚脂漆以防止可能出現(xiàn)的腐蝕。鋁復(fù)合板是金屬幕墻早期出現(xiàn)時常用的面板材料。

(2) 單層鋁板采用2.5mm或3mm厚鋁合金板，外幕墻用單層鋁板表面與鋁復(fù)合板正面涂膜材料一致，膜層堅韌性、穩(wěn)定性，附著力和耐久性完全一致。單層鋁板是繼鋁復(fù)合板之后的又一種金屬幕墻常用面板材料，而且應(yīng)用越來越多。

(3) 蜂窩鋁板是兩塊鋁板中間加蜂窩芯材粘接成的一種復(fù)合材料，根據(jù)幕墻的使用功能和耐久年限的要求可分別選用厚度為10mm、12mm、15mm、20mm 和 25mm的蜂窩鋁板，厚度為10mm的蜂窩鋁板應(yīng)由1mm的正面鋁板和0.5-0.8mm厚的背面鋁合金板及鋁蜂窩粘接而成，厚度在10mm以上的蜂窩鋁板，其正面及背面的鋁合金板厚度均應(yīng)為1mm，幕墻用蜂窩鋁板的應(yīng)為鋁蜂窩，蜂窩的形狀有正六角形、扁六角形、長方形、正方形、十字形、扁方形等，蜂窩芯材要經(jīng)特殊處理，否則其強度低，壽命短，如對鋁箔進行化學(xué)氧，其強度及耐蝕性能會有所增加。蜂窩芯材除鋁箔外還有玻璃鋼蜂窩和紙蜂窩，但實際中使用的不多。由于蜂窩鋁板的造價很高，所以用量不大。

(4) 夾芯保溫鋁板與鋁蜂窩板和鋁復(fù)合板形式類似，只是中間的芯層材料不同，夾芯保溫鋁板芯層采用的是保溫材料（巖棉等）。由于夾芯保溫鋁板價格很高，而且用其它鋁板內(nèi)加保溫材料也能達到與夾芯保溫鋁板相同的保溫效果，所以目前夾芯保溫鋁板用量不大。

(5) 不銹鋼板有鏡面不銹鋼板，亞光不銹鋼板、鈦金板等。不銹鋼板的耐久、耐磨性非常好，但過薄的板板會鼓凸，過厚的自重和價格又非常高，所以不銹鋼板幕墻使用的不多，只是在幕墻的局部裝飾上發(fā)揮著較大的作用。

(6) 彩涂鋼板是一種帶有有機涂層的鋼板，具有耐蝕性好，色彩鮮艷，外觀美觀，加工成型方便及具有鋼板原有的強度等優(yōu)點而且成本較低等特點。彩涂鋼板的基板為冷軋基板，熱鍍鋅基板和電鍍鋅基板。涂層種類可分為聚脂、硅改性聚脂，偏聚二氟乙烯和塑料溶膠。彩涂鋼板的表面狀態(tài)可分為涂層板、壓花板和印花板，彩涂鋼板廣泛用于建筑家電和交通運輸?shù)刃袠I(yè)，對于建筑業(yè)主要用于鋼結(jié)構(gòu)廠房、機場、庫房和冷凍等工業(yè)及商業(yè)建筑的屋頂墻面和門等，民用建筑采用彩鋼板的較少。

(7) 琺瑯鋼板其基材厚度為1.6mm的極低碳素鋼板（含碳量為0.004，一般鋼板含碳量是0.060），它跟琺瑯層釉料的膨脹系數(shù)接近，燒制后不會產(chǎn)生脹應(yīng)力造成的翹曲和鼓凸現(xiàn)象，同時也提高了釉質(zhì)與鋼板的附著強度，它的生產(chǎn)工藝與燒搪工藝相近，在鋼板經(jīng)酸洗等反復(fù)清洗后，涂敷玻璃質(zhì)混合料粉末，經(jīng)850℃高溫?zé)鄱?，琺瑯鋼板兼具鋼板的強度與玻璃質(zhì)的光滑和硬度，卻沒有玻璃質(zhì)的脆性，玻璃質(zhì)混合料可調(diào)制成各種色彩、花紋。目前，琺瑯鋼板的質(zhì)量檢測標準以及琺瑯鋼板作為覆面材料的施工規(guī)范和驗收標準，尚未出臺。所以建筑工程中，琺瑯鋼板應(yīng)用很少。

3 單層鋁板幕墻的施工工藝

主要施工段的施工程序：測量放線—后置埋板安裝—主龍骨安裝—副龍骨安裝—保溫安裝—鋁板安裝—打膠清理。

3.1 測量放線

定位、測量放線是確保施工質(zhì)量的最關(guān)鍵的工序，必須嚴格按施工工藝進行，為保證測量精度，除熟悉圖紙，采用常規(guī)的的測量步驟外，還要使用精確先進的測量新設(shè)備新技術(shù)如激光經(jīng)緯儀、水平儀、全站儀、鉛垂儀、電子計算機等儀器設(shè)備相結(jié)合的方式進行測量放線。測量工作開始之前，必須與總承包方取得聯(lián)系，由總包方移交本建筑工程的有關(guān)技術(shù)參數(shù)。

3.1.1 首層基準點、線布置

(1) 測量與復(fù)核基準點

由基準點線布置圖，以及首層原始標高點，施工人員依據(jù)基準點、線布置圖，進行復(fù)核基準點、線及原始標高點。根據(jù)基準點及控制網(wǎng)圖上的數(shù)據(jù)，用全站儀對基準點軸線尺寸、角度進行檢查校對，對出現(xiàn)的誤差進行適當合理的分配。

(2) 首層控制線的布置

控制線設(shè)定離結(jié)構(gòu)較遠（2米左右），幕墻施工需將控制線進行外移（一般0.5～1米），依據(jù)首層控制軸線，建立幕墻首層內(nèi)控制網(wǎng)，再由內(nèi)控制網(wǎng)根據(jù)安裝需求進行外移形成外控制網(wǎng)，按照圖紙設(shè)計對控制網(wǎng)進行復(fù)核校正，使之符合設(shè)計及安裝要求。

3.1.2 投射基準點

(1) 根據(jù)本工程外形幕墻基準點投測，在頂、底、中間樓層，每隔幾層為一個標準控制層。

(2) 投測基準點前安排施工人員把測量孔部位的混凝土清理干凈，然后在一層的基準點上架設(shè)垂準儀。將底層基準控制點作為一級控制點，通過一級基準控制點，采用鉛垂儀傳遞基準點。確認無誤后，分別在各樓層的樓面上測量孔位置處把激光接收靶放在樓面上定點，再用墨斗線準確地彈一個十字架。十字架的交點為基準點。

(3) 內(nèi)控點（軸線控制點）豎向投測

a.將激光垂準儀架設(shè)在首層樓面基準點，調(diào)平后，接通電源射出激光束。

b.通過調(diào)焦，使激光束打在作業(yè)層激光靶上的激光點最小，最清晰。激光接收靶由300×300×5mm厚有機玻璃制作而成，接收靶上由不同半徑的同心圓及正交坐標線組成。

c.通過順時針轉(zhuǎn)動望遠鏡360度，檢查激光束的誤差軌跡。如軌跡在允許限差內(nèi)，則軌跡圓心為所投軸線點。

d.通過移動激光靶，使激光靶的圓心與軌跡圓心同心，后固定激光靶。在進行控制點傳遞時，用對講機通信聯(lián)絡(luò)。

e.所有軸線控制點投測到樓層完成后，用全站儀及鋼尺對控制軸線進行角度、距離校核，結(jié)果達到規(guī)范或設(shè)計要求后，進行下道工序。

3.1.3 主控線彈設(shè)

(1) 基準點投射完后，在各樓層的相鄰兩個測量孔位置做一個與測量通視孔相同大小的聚苯板塞入孔中，聚苯板保持與樓層面平。

(2) 依據(jù)先前做好的十字線交出墨線交點，再把全站儀架在墨線交點上對每個基準點進行復(fù)查，對出現(xiàn)的誤差進行合理適當?shù)姆峙洹?/p>

(3) 基準點復(fù)核無誤后，用全站儀或經(jīng)緯儀操作進行連線工作。先將儀器架在測量孔上并進行對中、整平調(diào)節(jié)，使儀器在水平狀態(tài)下完全對準基準點。

(4) 儀器架設(shè)好后，把目鏡聚焦到與所架儀器基準點相對應(yīng)的另一基準點上，調(diào)整清楚目鏡中的十字光圈并對中基準點，鎖死儀器方向。再用紅藍鉛筆及墨斗配合全站儀或經(jīng)緯儀把兩個基準點用一條直線連接起來。

(5) 在第一次調(diào)整測量之后，旋轉(zhuǎn)180度再進行復(fù)測，如有誤差要取中間值。同樣方法對其它幾條主控制線進行連接彈設(shè)。

3.1.4 外控點控制網(wǎng)平面圖制作

怎樣把每個面單元分格交接部位，點、線、面位置定位準確緊密銜接是后期順利施工的保障和基礎(chǔ)。將控制分格點布置在幕墻分格立柱縫中，與豎龍骨內(nèi)表面平，先在電腦里邊作一個模圖，然后再按模圖施工。

3.1.5 現(xiàn)場外控點、線布置

(1) 所有外控點做完后，用鋼絲進行上下樓層對應(yīng)點的連線。（外控鋼絲線間距和傾斜長度太大，會導(dǎo)致中間部位控制線塌腰，對施工精度會造成影響，規(guī)定兩點間距大于50M的外控線，在總長度二分之一處對應(yīng)樓層也要投測主控線，作為外控線中間部位是否偏差的檢查依據(jù)線或在此部位增加控制支點。若遇到有風(fēng)天氣就也能進行施工）。

(2) 為及時準確的觀測到施工過程中結(jié)構(gòu)位移的準確數(shù)據(jù)，定期對現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)進行復(fù)查，檢查數(shù)據(jù)及時返饋設(shè)計作出對應(yīng)解決方案。便于結(jié)構(gòu)檢查方便、簡捷、準確、及時，將外控點在首層重新放置一次，使首層外控點與上面各樓層外控線點垂直投影重合。

3.1.6 層間標高的設(shè)置

(1) 將基準標高水平點引測到首層便于向上豎直量尺位置，校核合格后作為起始標高線，并彈出墨線，用紅油漆標明高程數(shù)據(jù)，以便于相互之間進行校核。

(2) 標高的豎向傳遞，用鋼尺從首層起始標高線豎直向上進行量取或用懸掉鋼尺與水準儀相配合的方法進行，直至達到需要投測標高的樓層，并作好明顯標記。在幕墻施工安裝完成之前，所有的高度標記及水平標記要清晰完好，不能被消除破壞。

(3) 考慮到在施工過程中位移變形，確保水平標高的準確性，用全站儀在主體結(jié)構(gòu)外圍進行跟蹤檢查。過程中的施工誤差及因結(jié)構(gòu)變形而造成誤差，在幕墻施工允許偏差中合理分配，確保立面標高處順暢連接。

3.2 后置埋板安裝

(1) 鉆孔

按照設(shè)計要求的孔徑、深度進行鉆孔，鉆頭應(yīng)與主體安裝面垂直?？刂沏@孔深度，施工時在電錘上設(shè)置鉆孔深度控制器。

(2) 清孔

必須用吹氣泵、毛刷或空壓機將孔洞中灰塵清理干凈，孔壁不能有灰塵。置入藥劑管。將藥劑管放入孔內(nèi)并推至孔底。

(3) 安裝錨栓和埋板

將安裝錨栓通過安裝工具與電鉆連接，用錨栓壓住孔內(nèi)藥劑管，啟動電鉆（鉆速約750r/min），并推動錨栓進入孔內(nèi)，到安裝深度。錨栓在推入和轉(zhuǎn)動的過程中將使藥劑管破碎，樹脂、固化劑和石英顆?；旌?，并填充到錨栓與鉆孔壁之間的空隙。

(4) 凝膠

旋入錨栓后，馬上復(fù)核其安裝尺寸并微調(diào)，在凝膠時間內(nèi)（查產(chǎn)品資料），不得拆卸安裝工具，保證錨栓不被觸動。藥劑硬化過程。凝膠時間過后，可拆掉安裝工具，但在藥劑硬化時間內(nèi)（查產(chǎn)品資料），不得觸動螺桿。藥劑完全固化及安裝角碼。使藥劑安全固化后，對角碼進行固定。固化時間與安裝溫度有關(guān)，一般：安裝溫度為：－5℃至0℃；0℃至10℃；10℃到20℃；20℃以上，對應(yīng)的凝固可裝角碼時間為：5h；1h；30min；20min，潮濕孔洞藥劑固化時間加倍。

3.3 主副龍骨安裝

鋼龍骨安裝順序是從下向上，骨架安裝時進行全面檢查，隨時調(diào)整，減少誤差。全部采用栓接方式，螺栓全部加平墊、彈墊以防松動。整個墻面豎龍骨的安裝尺寸誤差要在外控制線尺寸范圍內(nèi)消化，誤差數(shù)不得向外伸延。各豎龍骨安裝依據(jù)靠近軸線處控制鋼絲線為基準，進行分格安裝。

龍骨安裝施工量最大的工作是焊接作業(yè)，焊接難度大，焊接作業(yè)條件復(fù)雜，焊接時防風(fēng)、防雨等安全措施是一道難題。

表1 鋁板安裝質(zhì)量通病及其防治措施

在幕墻施工中，在不同厚度的鋼板進行施焊時，方法也不同，在6mm以下的鋼板對焊時，不用開坡口，但兩工件之間的間隙為3mm。8mm以上的鋼板對接時一般采用單面45°坡口，或雙面45°坡口，坡口純邊為3mm，間隙為2mm。焊縫的寬度不小于或等于板厚尺寸，如鋼板在搭接、焊接時12mm以下的鋼板不須開坡口，為使焊縫增加強度，焊縫的表面開關(guān)呈弧狀。

在幕墻施工中，由于熱鍍鋅與冷鍍鋅不同，熱鍍鋅能侵入鋼材表面。焊接時鋅層給焊接帶來不利因素，所以在施焊時電流比一般鋼材的焊接電流要略大些，讓鋅在6000℃～8000℃溶池中盡快溶解、揮發(fā)。如果鍍鋅層得不到燃燒、揮發(fā)，焊縫的質(zhì)量就達不到技術(shù)要求強度。鋅在揮發(fā)的同時會帶來有害氣體和粉塵，施焊人員要對焊接時的位置進行選擇，注意個人防護，避免鋅中毒事件發(fā)生。

室外平均氣溫連續(xù)五天低于5℃即進入低溫季施工，為確保焊接質(zhì)量，必須采取行之有效的措施進行施工。對焊前預(yù)熱、焊接線能量、層間溫度和焊后保溫緩冷工作等幾方面加以控制，從而保證低溫季焊接施工質(zhì)量。

(1) 加強預(yù)熱溫度檢測，控制層間溫度。

(2) 焊道成形后立即進行保溫緩冷工作。

(3) 采用低氫或超低氫焊材，嚴格控制焊材烘干保溫溫度和時間，縮短使用回烘時間,減少回烘次數(shù)，加強焊材使用中間控制，回烘次數(shù)均不得大于兩次。

(4) 加強中間過程管理,連續(xù)焊縫一次焊接完成，避免中途中斷焊接。

(5) 在非規(guī)定環(huán)境溫度下，涉及碳弧氣刨必須按焊前溫度預(yù)熱。

(6) 加強環(huán)境觀察，天氣情況惡劣時控制焊接時段，將焊接時間集中在中午。

3.4 保溫安裝

3.4.1 防火要求

(1) 保溫隔熱層必須采用不燃性材料，并有防止散落、飛揚等的可靠措施。

(2) 保溫材料選用100mm厚密度不低于90kg/m3的巖棉板，其產(chǎn)品等級應(yīng)不低于合格品。

(3) 保溫材料密度的選擇對應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.038W/m.K，同時為A1級不燃物，憎水率≥99%。

3.4.2 防火棉安裝

(1) 防火隔斷板安裝

安裝防火棉前，先安裝防火托板，防火托板固定于樓板砼結(jié)構(gòu)和橫料上，防火托板采用1.5mm厚鍍鋅鋼板。就位后的防火板一側(cè)固定在防火隔斷橫梁上，一側(cè)與主體連接。

(2) 防火棉安裝

為滿足幕墻的防火性能和保溫節(jié)能的要求，在幕墻設(shè)計中必須考慮防火和保溫的措施。防火除了安裝防火隔斷板上，還要在板內(nèi)堵塞防火巖棉。

(3) 安裝工藝流程

防火巖棉（保溫棉）尺寸測量→按尺寸下料→按放→固定→檢查修補→隱蔽驗收。

3.5 鋁板安裝

鋼龍骨安裝完畢后，對整個鋁板進行安裝，在龍骨上重新彈設(shè)鋁板安裝中心定位線，所彈墨線幾何尺寸應(yīng)符合要求，墨線必須清晰。依據(jù)編號圖的位置，進行鋁板的安裝，安裝鋁板要拉橫向、豎向控制線，鋁板支承點處需進行調(diào)整墊平。安裝時一定要拉鋼線。鋁板在搬運、吊裝過程中，應(yīng)豎直搬運，不宜將鋁板飾面平臺搬運。鋁板安裝過程中，依據(jù)設(shè)計規(guī)定的螺釘?shù)臄?shù)量進行安裝，不得有少裝現(xiàn)象，安裝過程中，不但要考慮平整度，而且要考慮分格縫的大小及各項指標，控制在誤差范圍內(nèi)。且按鋁板保護膜上箭頭方向進行安裝，防止鋁板折光產(chǎn)生誤差。（見表1）

3.6 打膠施工

（見表2）

4 結(jié)束語

本文在測量放線階段采用大篇幅的文字進行敘述，意在強調(diào)測量放線對整個施工階段，對現(xiàn)場尺寸的復(fù)核階段，都起著至關(guān)重要的作用。為后續(xù)的埋板安裝、龍骨安裝、單層鋁板安裝提供定位點。收口階段的難易程度，大部分原因取決于先期的測量放線。在埋板、龍骨、單層鋁板安裝以及打膠施工的質(zhì)量，需要實時檢測與跟進，最終完成單層鋁板幕墻的施工。

表2 打膠施工質(zhì)量通病及其防治措施

[1]建筑幕墻用氟碳鋁單板制品 JG/T 331-2011 [S].2011

[2]金屬與石材幕墻工程技術(shù)規(guī)范 JGJ 133-2001[S].2011

[3]王瑞,劉健.單層鋁板材料特點及幕墻的施工技術(shù)[J].2009,遼寧建材

[4]周楊華,徐洪平.單層鋁板幕墻施工技術(shù)探討[J].2005,山西建筑