装配式石材幕墙的设计研究

2020-01-19王才沈阳正祥装饰设计有限公司

环球市场 2020年18期

王才沈阳正祥装饰设计有限公司

随着我国科学技术水平的不断提高，人们对美好生活的热切期盼充分体现在审美追求上，使得装饰装修行业具有了优良的发展前景和宽广的发展空间，作为幕墙生产和使用大国，我国建筑幕墙行业具有了稳步增长的发展趋势，针对装配式石材幕墙的设计研究充分体现了幕墙行业的创新化发展潜力。

一、装配式石材幕墙的施工优势

国家统计局资料显示，2014年-2017年，建筑装饰业新增固定资产分别为157.36亿元、205.60亿元、196.12亿元和198.07亿元，由此可知，建筑装饰业具有充足的发展活力。建筑幕墙的使用范围十分广泛，具有实用功能和装饰功能，能够显著提高建筑的审美基础和稳定性。目前，幕墙在商业建筑、公共建筑和高档住宅中的应用比例分别为66.8%、30.1%和3.1%，还有相关资料表明2016年～2019年，我国建筑幕墙的均价分别为850元/平方米、855元/平方米、860元/平方米、865元/平方米，预计2020年和2021年建筑幕墙的均价将分别为870元平方米和875元平方米。近年来，我国高度重视建筑行业的发展，为有效满足建筑节能要求，实现智能建筑群覆盖范围的扩大，装配式石材幕墙的设计和应用已成必然发展趋势，多种生态建筑技术在装配式石材幕墙制造中的融合可有效减少能源消耗，呈现生态效应，降低外界环境对建筑的负面影响。同时，装配式石材幕墙的质量可控系数明显高于传统幕墙，体现了现代建筑的工业化发展趋势，能够进一步满足人们对幕墙实用功能和审美功能的需求。在装配式石材幕墙的设计过程中应用的先进防水保温材料、墙体设计技术体现了新时期和新形势下我国建筑技术的创新化发展趋势，有助于实现人与自然和谐发展的绿色建筑目标。

二、装配式石材幕墙的设计重点

（一）构造设计

构造设计是装配式石材幕墙设计的重点，直接影响着结构的整体稳定性，公开资料显示，2016年-2019年，我国新增幕墙面积分别为40235.0万平方米、43275.0万平方米、47674.0万平方米、52139.0万平方米，预计2020年和2021年，我国新增幕墙面积将分别为56505.0万平方米和61238.0万平方米。面对日益扩大的幕墙施工需求，应通过合理开展构造设计，使装配式石材幕墙具有更高的整体稳定性。在构造设计过程中应按照相关设计原则和规范要求完成试件的设计和试件的制作，有效开展弯曲强度试验和弹性模量试验，分析材料的力学性能是否能够满足装配式石材幕墙设计要求，通过非加固石材面板的抗弯承载力计算和砂浆加固石材面板的抗弯承载力计算，分析石材幕墙的结构稳定性需求。在构造设计中，需要进行结构钢架设计、保温一体板设计和饰面面板设计。就结构钢架设计而言，考虑到装配式石材幕墙的应用环境具有较高的复杂性，应采用全钢构件构造，以使石材幕墙板块具有优良的应力承受效果，而在保温一体板设计中，应注重实现板块的保温、隔音和防水，可采用憎水型保温岩棉作为保温材料，将铝镁锰防水合金板作为装配式石材幕墙的第二道防水层，利用隔音毡和隔音板使石材幕墙板块具有较好的隔音功能。在饰面面板设计中应选用具有较高审美基础和稳定性等天然花岗岩石材，以保证幕墙板块结构的稳定性。值得一提的是，在保温一体板设计中，应全面保证材料质量，例如，应从密度、导热系数、抗折强度、含水率、湿胀率、热收缩率、不透水性、抗冻性和不燃性等几个方面探究12毫米硅酸钙板的性能，以保证装配式石材幕墙具有较高的稳定性和保温能力。

（二）防水设计

防水设计是装配式石材幕墙设计的主要构成之一，设计效果直接影响着装配式幕墙板块的使用寿命，以下对其进行具体说明：

装配式石材幕墙具有独立性强、灵活性高、施工工期短、适应性强、施工成本低等优势，在防水设计中可设置三道防水线。第一道防水线采用中性硅酮密封胶对石材进行密封，避免外部水分子对幕墙内部结构产生不良影响；第二道防水线应采用胶条作为密封材料，通过将胶条嵌入铝合金型材中，与铝镁锰防水合金板铆接，继而与相邻石材板块搭接，使第二层的防水线具有稳定的防水能力，能够在第一道防水线被突破后防止水分子进入保温层；第三层防水线设计中应用的材料为连续的硅酸钙板。在装配式石材幕墙板块的防水设计中采用的三级防水设计方案可有效保证幕墙具有优良的防水能力[1]。公开资料显示，欧洲、美国、中国、中东、亚洲其他地区和其他地区的建筑幕墙行业分布比例分别为26%、26%、17%、4%、15%和12%，由此可知，美国和欧洲是主要的建筑幕墙市场，而以中国、印度等为代表的新兴国家正成为幕墙行业快速增长的地区。装配式石材幕墙充分展现了我国幕墙行业发展的创新化趋势，具有三级防水线的幕墙防水结构能够进一步提高我国幕墙行业的核心竞争力。

（三）连接设计

装配式石材幕墙的设计和应用能够有效落实国务院办公厅《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，切实推动建筑装饰行业的现代化发展和工业化发展。连接设计直接影响着装配式石材幕墙的施工效率，以下对其进行具体说明：

装配式石材幕墙的连接设计主要分为两个模块，分别为装配式石材板块与主体钢结构的连接设计以及装配式板块与幕墙窗板块的连接设计。前者常用的连接方式为装配式石材幕墙板块通过钢转接件与主体钢结构进行螺栓连接，而后者采用的连接方式为幕墙窗板块在工厂预装铝合金连接件，继而在现场通过螺丝与竖向结构钢架上预留的连接件连接[2]。