被动式建筑通风背栓幕墙技术应用

张启阳 张宗强 吴剑波

【摘要】我国正处在城镇化快速发展和全面建成小康社会的关键时期。经济社会快速发展，人民生活水平不断提高，导致能源和环境矛盾日益突出，建筑能耗总量和能耗强度上行压力不断加大。实施能源资源消费革命发展战略，推进城乡发展从粗放型向绿色低碳型转变，对实现新型城镇化，建设生态文明具有重要意义。

【關键词】被动式建筑;开放式幕墙;通风背栓幕墙;建筑节能

1、前言

被动式建筑节能技术是指以非机械电气设备干预手段实现建筑能耗降低的节能技术，具体指在建筑设计中通过对建筑朝向的合理布置、遮阳的设置、建筑围护系统的保温隔热技术、有利于自然通风的建筑开口设计等实现建筑需要的采暖、空调、通风等能耗的降低。

2、通风背栓幕墙原理

通风背栓幕墙结构体系取源于“通风对流”原理，是指背栓干挂石材板块的接缝采用不打胶的工艺，采用专用钻孔设备在石材背面上钻孔，然后安装可调节螺栓固定在石材背面，再将螺栓与铝合金挂件连接，通过铝合金挂件与骨架连接将石材干挂在幕墙骨架上，各石材板块自成连接体系，相邻板块间不传递荷载作用，通过开口让石材幕墙背后的空气层能够顺畅的流通，可以起到良好的绝热及吸声效果，且在空气层流通的过程中可以将外墙岩棉保温的潮气水挥发掉。

3、施工方法

3.1施工步骤

施工放样→骨架安装→憎水岩棉保温铺装→铝单板固定→铝合金挂件座安装→可调节螺栓连接石材安装

3.2施工放样

在施工前对图纸面的图纸做出全面的了解，弄清位置的主导尺寸，收口位置尺寸、转角、收口的处理方式，通过现场实地基准线引用至外墙施工面并进行复核，以基准线按照图纸将分格线放在外墙上，并做好标记。

3.3骨架安装

龙骨安装在全部幕墙安装过程中由于其工程量大，施工不便，施工难度大、精度要求高而占有极重要的地位。如果立柱安装正确，则整个幕墙工程质量和进度都较易控制了，故此作业无论从技术上还是管理上都要分外重视。

竖向龙骨与埋件通过镀锌弯折钢板连接，钢板一头与埋板焊牢，一头与竖向龙骨用M6*30不锈钢螺栓连接，固定时初步点焊，并进行整体位置校正复核，无误的情况下，在进行大面焊接，横向龙骨与竖向龙骨焊接根据石材排版的高低位置确定，骨架安装完成后对焊缝位置进行防锈防腐处理，骨架全部安装完成，并做好隐蔽验收工作后，再进行保温岩棉板施工。

3.4憎水岩棉保温铺装、铝单板固定

保温岩棉板施工完成后进行铝板防水施工，防水铝板自下向上施工，每3米高岩棉施工就立即进行防水铝板安装，防止下雨对岩棉淋湿，防水铝板高度1250mm为一个防水高度，铝板与铝板搭接30mm，采用拉铆钉固定，并用建筑硅酮胶封上。

3.5铝合金挂件座安装

连接件采用角钢与结构后置埋件三面围焊，为保证连接部位的耐久性，角钢下缘增加一道焊缝，即实际为四面围焊。焊接完成，按规定除去焊渣并进行焊缝隐检，合格后刷防锈漆二遍。

3.6可调节螺栓连接石材安装

石材背面锚栓与铝制挂件的连接。一块石板一般采用上下各两点共四点背栓固定，根据图纸做法干挂板材用挂件连接，自下而上分层托挂。

4、注意事项

4.1连接件的焊接

保证后置埋件与连接板及龙骨的焊接质量对外饰面的牢固与耐久尤为重要。特作如下要求：

焊前取同样厚度预埋板、连接件、型钢、焊条、焊接电流做同条件焊接试样，提交现场监理、总包认定，合格后方可正式施焊，正式满焊时应正确掌握焊接速度，要求等速焊接，保证焊缝厚度宽度均匀一致。对电弧长度（3mm）、焊接角度、引弧与收弧都应执行焊接规程。

4.2 防水处理

在外幕墙工程中，雨水渗漏问题的处理很重要，通风背栓干挂石材幕墙结构的外墙防水重点为迎面防水，工程中多采用防排结合，组织多道放水体系的方法。

4.3石材安装

石材安装质量直接影响到整个幕墙外立面效果，同时由于天然石材色差问题的存在也将对幕墙外在观感产生影响，因此控制石材安装质量及控制石材色差也是我们控制的重点。

首先对石材颜色进行挑选并预排版、编号，以备正式安装时按号取用。颜色差异较大时，经监理单位、设计单位、建设单位同意后安装于次要位置，这样即使存在一些色差也不影响整个幕墙立面装饰效果。

5、性能特点

5.1背栓结构，易于维护

在维修时只需将其上块面板上移5mm左右，再将破损的板块抬高10mm以上即可拆下，安装时也采取同样的方法。这样就能方便的更换石材，从而长期保持幕墙的完好，而传统幕墙结构每一个板块都通过胶连接，难以独立拆卸，难以避免打胶接口处理问题。

5.2开放造型，美观大方

通风开放式，美观大方，幕墙石材之间有8mm缝隙，石材板缝不使用密封胶封闭使其敞开，在视觉上板缝有深度，装配感和立体感强，外饰效果好，又由于使用不打胶工艺，无胶油渗出腐蚀石材和吸附灰尘，使幕墙表面长期保持清洁，提高外饰效果。

5.3防水防潮，延长寿命

幕墙板缝敞开，雨水虽可进入石材背部，但石材与铝板之间有一定空间，能顺利排出墙外，由于幕墙石材内外空气流畅，利用呼吸原理，建筑的潮气可以透过被流动的空气带走，从而避免产生冷凝水，保持建筑外墙干燥，达到防水防潮效果，延长结构使用寿命。

5.4保温节能，效果显著

在夏季，室外温度较高，石材热量传给背后空气层，通过空气的流动，带走一定的热量，使其减少对内层的温度转换，而岩棉又进一步阻碍了热量的传递，从而达到显著隔热效果，在冬季，主体墙面温度较室外温度高，热量由内向外传递，而封闭的内空气层和岩棉又能很好的保护室内热量的流失，从而达到保温效果，因此在冬夏季均有显著的节约能源的效果。

总结：

综上所述，通风背栓幕墙是一种较新的幕墙结构技术，不仅安装精度高，其背栓可调节螺栓可实行三维调结，而且拆装方便，容易维修，且具有较好的节能效果，而根据住建部下发的被动式超低能耗绿色建筑技术导则中提到被动式超低能耗绿色建筑正成为建筑节能的发展趋势，我国地域广阔，各地区气候差异较大，建筑节能和绿色建筑是推进新型城镇化、建设生态文明、全面建成小康社会的重要举措，因此，通风背栓幕墙技术是被动式建筑值得推广的一项满足节能发展趋势的技术。

参考文献：

[1]城乡住房建设部，《被动式超低能耗绿色建筑技术导则》2015

[2]金卫国，《建筑科技与经济》 2017.06

[3]高树鹏，《科技资讯》2014第11期

作者简介：

张启阳，江苏省华建建设股份有限公司，江苏扬州。