开放式石材幕墙节能技术的应用与分析

金卫国

摘 要：通过对开放式石材幕墙保温、防水和防潮措施应用的案例，分析由它形成的两道空气隔离层，一道保温（岩棉）层、一道防水层的节能技术构造以及相互间的作用，为开放式石材幕墙的节能技术体系提供有益的参考。

关键词：开放式石材幕墙；保温；防水；节能

Application and analysis of open stone curtain wall Energy-saving technology

Jin Wei-guo

（Jiangsu crystal-day Construction Engineering Co.， Changzhou， Jiangsu 213000）

Abstract： The case for open stone walls insulation， waterproofing and moisture-proof measures applied to analyze two air formed by its isolation layer， a thermal insulation （rock wool） layer， a waterproof layer construction of energy-saving technologies and the role of each other， provide a useful reference for the energy-saving technology system of open stone walls.

Keywords： open stone walls； insulation； waterproof； saving

近十年来，石材幕墙出现了石板缝不注密封胶的开放式体系，石板间保留8～15mm的缝隙，如2004年常州市行政中心E、F楼；2013年南京江苏饭店的外幕墙，均采用了开放式石材幕墙。该幕墙的产生或许是从安全上考虑，当幕墙相对于建筑主体发生位移时，为防止幕墙石材相互挤压产生破损带来安全隐患；或许是从装饰效果上考虑，石板缝不注胶避免密封胶的硅油渗入石材微孔对其造成污染，保持石板缝的自然清洁、大方时尚。

目前，通常采用的是石板缝注胶的全封闭式幕墙，幕墙面层与建筑外墙外侧之间的空气层是封闭的，内在的空气受室内外气温差的影响产生凝结水，聚集在钢构件中难以排出，久而久之会使钢构件锈蚀，二三十年下来，严重的会影响幕墙的使用寿命。开放式石材幕墙，幕墙面层与建筑外墙外侧之间的空气层是敞开或半敞开的空气层，一般情况下空气层的空气处在静态，但在外界气候的作用下，空气层的空气是紊流状态，凝结水汽的排出相对容易，但存在雨水浸入及幕墙的气密性、保温材料的防潮、防水等问题。

我们知道，幕墙节能的工程技术是综合性的、多方面的，从设计上要考虑保温隔热的原理：从施工技术要点上涉及到气密性、保温材料、防水防潮、遮阳设施、断桥隔热、隔汽层等等。其中一、幕墙的气密性能等级要符合GB/T21086—2007《建筑幕墙》的相关规定、满足设计要求。施工技术上其密封材料要硬度适中、弹性好、耐老化、斷面尺寸与实际相符（防止过大或过小与型材不配套）、必要时要与厂家配合，设计生产专用的密封条。二、幕墙保温材料的厚度和密度应不小于设计值，安装要牢固、密实、平整、不脱落。三、对保温材料的防水防潮技术措施要持久有效，否则保温材料浸水受潮直接影响节能效果。《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411）—2007）以强制性条文规定：“单位工程竣工验收应在建筑节能分部工程验收合格后进行”。节能效果达不到设计要求的传热系数指标限值则不能通过验收，可见幕墙节能工程的重要性。

幕墙是由金属支承结构体系与面板组成，近几年来建筑倡导节能，在幕墙面层与建筑外墙外侧之间必须要安装保温材料（多为岩棉），对于保温材料的防水防潮措施，非开放式和开放式幕墙的共同点是密封性问题。

非开放式石材幕墙石板缝注密封胶，一般保温材料与石板结合在一起，或与建筑外墙外侧结合在一起，幕墙面层与建筑外墙外侧有约50mm的空气层，供凝结水从层间向下排出，这种凝结水是因空气层中的空气受室内外气温差造成的，主要受冬、夏季节或昼、夜间的外界气温的变化产生，不受雨水天气的影响，因此，仅仅凝结水是有限的。

开放式石材幕墙面层与建筑外墙外侧之间的空气层是敞开或半敞开的，无论保温材料是与幕墙面板结合还是与建筑外墙外侧结合，直接受到外界气温的变化产生凝结水，特别当雨天雨水经敞开的石板缝流入，虽大部分雨水会从面板背后向下排出，但剩余的雨水渗入石材背面和金属表面有待雨后蒸发排出。似乎敞开式的空气层有利于凝结水的排出，其实不然，一般情况下空气层的空气处在静压状态，空气层幕墙外侧空气受自然气候（风）的影响，处在静压和动压状态，两者之和称为全压，它大于空气层的静压，因此空气层内的潮气排出是个缓慢的过程，过程中不但保温材料会受潮，幕墙的支承体系金属构件在防腐的薄弱部位也会被腐蚀，影响幕墙的安全使用寿命，特别在雨水偏多的地区。可见开放式石材幕墙，在设计时不仅要考虑到节能问题，还要考虑到防水技术问题。

开放式石材幕墙的节能技术目前尚无明确的具体的规范可寻，设计和施工技术尚须探索。2004年的常州市行政中心开放式石材幕墙，当时未考虑节能要求即未

图1安装保温材料，仅考虑在石材幕墙与建筑主体及与玻璃幕墙连接的部位，采用1.5mm厚的镀锌板作为防水档板（见示意图1）。

2013年南京江苏饭店开放式石材幕墙近20000m2，设计有节能要求，本人作为该工程的项目经理，参入施工全过程，从该幕墙的保温层及防水防潮措施中，联想到它对节能的作用有如下认识：

（1）该幕墙节能的技术构造：

幕墙面层石板缝8mm，石板背面采用1.5mm镀锌板作为防水层，镀锌板与石板面层间距32mm（由石材挂件隔离）。镀锌板与建筑主体外墙外侧间距约100mm，其中安装保温材料（岩棉厚50mm）与外墙外侧结合。镀锌板对岩棉起防水防潮作用（见示意图2）。镀锌板横向上口用不锈钢镙钉与幕墙钢架副龙骨5#角钢连接，横向下口及竖向边缘相互搭接后用铆钉连接，接缝处注密封（见示意图3）。

（2）该构造对节能的作用分析：

由图2可见，石材面层与镀锌板之间形成宽32mm的半开放式空气层，该层的空气从上到下与外界空气相通（不产生“烟囱效应”），处在静态或紊流状态。当雨天雨水流入该层后大部分会沿石材背面向下排出，其余水份雨后蒸发从石缝排出。因有镀锌板的隔离，雨水不会对保温材料（岩棉）产生影响。该空气层既起防水防潮作用；又起第一道隔离室外空气气温的作用。镀锌板与主体外墙保温层之间间距约50mm（在造型柱部位约有300mm）形成第二道空气隔离层，室外气温变化对第二道空气层的影响仅通过镀锌板的热传导，层间因室内外气温温差小，对保护室内气温能耗有利，层间既使产生凝结水也是很有限的。

（3）该节能构造的关键：

既起防水又起隔热作用的关键是防水镀锌板的安装技术，在案例的设计中石材背衬镀锌板与钢骨架连接要透过石材挂件，大量的钻孔及镀锌板四边搭接的接缝、铆钉孔等部位，水是无孔不入，“堵漏防渗”对于施工打胶是个耐心细致的工序，要投入大量的人力时耗，施工和质量检查也容易出现疏漏，难保该系统完整的气密性。如果将镀锌板的搭接方式图3所示，改为像矩形镀锌板风管翻边咬口的连接方式（见示意图4），可大量减少铆钉的连接和条缝的注胶工作量，也可减少密封胶用量。但增设镀锌板防水层势必增加工程造价应引起注意，要做好一次性投资与长久节能降耗的经济对比，以便采取最佳方案。

（4）该节能构造的可取性：

从图2整个节能构造来看，它由两道空气隔离层、一道保温（岩棉）层、一道防水层组成。与有保温要求的玻璃幕墙相比，它的第一道半开放式隔气层相当于玻璃幕墙的中空玻璃，起到一定的隔热作用，又有利于层间凝结水的蒸发排出，同时大大降低外界气温对第二道隔气层空气的影响，使室内外气温差小并处于稳定状态，对保护室内气温损耗有利。因此，该节能构造从原理上对建筑保温节能具有积极的作用，如果能完善防水镀锌板的安装方式并且经济上可行，对类似的开放式幕墙节能有参考和借鉴作用。endprint