幕墙规范新解读

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1、 幕墙规范的新解读幕墙规范的新解读 （ 4 ） 石材面板石材面板和金属面板和金属面板的设计的设计 赵西安赵西安 （中国建筑科学研究院 北京 100013） 一、一、 幕墙用天然石材的分类幕墙用天然石材的分类 幕墙用天然石材面板的分类和名称可按两个系统予以界定。 1. 岩石的地质学分类（岩石的地质学分类（GB/T13890） 石材的容重、吸水率、放射性水平等物理性能，取决于岩石的地质学分类，可按国家 标准天然饰面石材术语GB/T13890 规定（表 1） 。JGJ 133 规范的新版本中，按此种地质 学分类时均称为“岩” 。 表 1 构成石材面板的岩石 分类 岩浆岩 沉积岩 变质岩 喷出岩 浅成

2、岩 深成岩 钙镁质 硅质 钙镁质 硅质 岩石 名称 玄武岩 辉绿岩 花岗岩 橄榄岩 辉长岩 闪长岩 石灰岩 白云岩 凝灰岩 页岩 砂岩 砾岩 大理岩 片麻岩 2. 石材面板的商品分类（石材面板的商品分类（GB/T17670） 在石材市场上，习惯了一种商品分类、编号的办法，它按国家标准天然石材统一编 号GB/T17670 进行，这种分类将晶粒相似、花纹相似的石材，以其外观感觉归并为一类， 不管其岩石的形成过程和化学成分。这种分类方法便于幕墙选用商品石材。按这种分类时， 规范中称之为“石”或“XX 石类型” （表 2） 。 表 2 常用天然石板的商业类型 商业类型 花岗石 大理石 石灰石 砂岩 板

3、石 编号 GXXXX MXXXX LXXXX SXXXX PXXXX 类型中包括 的岩石 岩浆岩全部 变质岩中的 片麻岩 变质岩中的 大理岩 沉积岩中的 石灰岩、 白云 岩， 砂岩、 凝灰岩 板岩、页岩 板石类型的天然石材性能较差，不适合用作幕墙面板。 二、二、 石材防水剂的选用石材防水剂的选用 表面防水处理材料可采用有机硅材料或有机氟材料。有机硅材料防水性能好，抗氧化、 抗静电，但常偏碱性；有机氟材料抗氧化、防水、抗油、防污，且多为中性，但价格稍高， 防水性能稍逊于有机硅防水材料。有些工程两者兼用，各刷一层。 除非建筑上有特别要求，一般应选用透气的、不成膜的防水材料，防水材料不应改变 石材的

4、颜色和表面光泽。 防水剂目前耐久性约为 5 年，应要求厂家提供使用寿命检验证明。防水剂应有可再涂 刷性能，以便日后补涂。 三、三、 石材面板的连接方式石材面板的连接方式 1 . 已经取消的连接方式已经取消的连接方式 JGJ 133-2001 版本中列入了钢销连接，这种连接方式可靠性差，并不合理。实际上在 工程中已经不采用。这次修订时取消了钢销连接方式。 2. 同向斜挂件背面连接同向斜挂件背面连接不宜采用不宜采用 45 度上斜挂件通过石材面板背后开斜槽连接的方式（图 1）不宜采用，因为： 斜钩入槽深度很浅，施工稍有偏差，挂件就有可能没有进槽，脱出槽口外； 斜向开槽形成尖角，石材尖角容易破损； 两

5、个斜构同一方向，竖向地震时石板向上跳动，容易脱出。 图 1 同向上斜挂件连接容易脱出,不宜采用 3. 长槽连接工程中已经少用长槽连接工程中已经少用 本次修订 JGJ 133 规范时，原版本中的边部长槽连接方式仍然保留，因为这种连接 方式在技术上还是可行的。 这种连接方法在 1990 年代曾经使用过， 例如 1997 年建成的深圳 新时代广场，高度 175m，当时国内最高，且超出规范的适用范围。这工程采用的花岗岩石 板厚度 30mm，长槽宽度 7mm，采用 4mm 壁厚铝型材 L 形挂板，上下边通长配置。 4. 短槽连接短槽连接 4.1 短槽连接石材幕墙经受了强震考验短槽连接石材幕墙经受了强震考

6、验 振动台试验表明，短槽连接的石材幕墙可以承受 9 度地震的作用。2008 年汶川大地 震中， 短槽连接的石材幕墙表现良好， 按 7 度抗震设计的石材幕墙基本上经受了 9 度地震的 考验，没有发生明显的地震震害，不仅支承结构完好无损,甚至石材面板都能保持完好。 但是正如振动台试验表明那样，与背栓连接相比，短槽连接要稍弱一些。到 10 度地震 力输入时，短槽槽口发生破坏，而此时背拴连接完好无损。 同样，在汶川地震中，石材幕墙总体表现良好，但个别短槽连接的板块发生了槽口掰 开的破损。 4.2 不应采用不应采用 T 形挂件形挂件 短槽槽口发生破损的原因，除了短槽连接本身相对抗震性能较弱以外，更主要的

7、是因 为这些板块采用了 T 形挂件或蝴蝶形挂件（图 2、图 3） 。这两类挂件性质相同，统称 T 型挂 件。 图 2 T 形挂件 图 3 蝴蝶形挂件 石材面板不应采用这种连接方式，其原因为： 1）每一个挂件同时连接上下两块面板，地震时两块面板可能产生不同的振动，但 又被挂件连在一起，相互影响，彼此牵扯，加之槽口处石材很薄，容易破坏； 2） 石板破损后，更换新面板时无法直接插入，必须移动多块面板才能腾出足够宽 度的空隙，新面板才能装入。这样，维修就非常困难； 3） 当挂件刚度不足时，石板重量有可能层层下传，影响下层石板的安全。 JGJ 133 的新版本对这个问题做出了明确的规定。 4.3 短槽连

8、接应采用短槽连接应采用 L 形挂件形挂件 短槽连接应采用 L 形挂件（图 4） ，L 形挂件（或称之为 S 形挂件）每个挂件分别固定 一块石材面板，拆装方便；上下石板各自独立，地震时相互不影响；也不存在自重向下传递 的问题。 图 4 L 形（S 形）挂板 挂板可采用铝型材或不锈钢材质。 铝型材的材质应符合 JGJ 133 规范的相应规定。 幕墙中常用的不锈钢牌号为： S3040806Cr19Ni10 无磁性，常用于室内正常环境，防锈性能一般； S31608 06Cr17Ni12Mo2、 S31603022Cr17Ni12Mo2 无磁性， 可用于室外环境， 防锈性能较好。 使用不锈钢应有化学成分

9、检测报告。 4.4 短槽连接的适用范围短槽连接的适用范围 根据振动台试验结果和汶川地震的经验， JGJ 133 规范新版本对短槽连接的使用范围规 定为：高度 100m 以下的花岗石幕墙。 非花岗石天然石材强度低，空隙多，性质软弱，开槽后剩余部分难以承受大的外力， 地震中容易破损。所以不宜采用短槽连接方式。 5 背拴连接背拴连接 5.1 背拴连接的使用范围背拴连接的使用范围 背拴连接是目前石材幕墙最可靠的的面板连接方式（图 5） ，振动台试验表明，直到 10 度地震作用，连接依然有效。汶川地震中也未发现背拴连接的任何震害。 图 5 背拴连接 背拴连接可以用于各种类型的石材面板。高度 1 00m

10、以下的花岗石幕墙推荐使用背拴 连接，高度 100m 以上的花岗石幕墙应采用背拴连接；非花岗石幕墙应采用背拴连接。 5.2 注意选用背栓的材质注意选用背栓的材质 A2 不锈钢背栓的材质相当于 S304，只适合用于室内正常工作条件，不适合室外石材连 接；A4 不锈钢背栓的材质相当于 S316，含合金钼，有较高的防锈性能，可用于室外开放式 石材连接。 通常建议采用较好性能的 A4 材质不锈钢背拴。 背拴进场时， 必须有背拴化学成分检 验报告。 四、四、 板板 缝缝 1 宜采用注胶式板缝宜采用注胶式板缝 石材面板是脆性材料，破碎后立即坠落。作为安全的第二道防线，注胶板缝是减少石 块坠落危险的有效措施。

11、 宜采用注胶式板缝， 100 米以上高度的区域，应采用注胶式板缝。万一石板破碎， 胶缝的粘结力可以减少碎石块下坠伤人的危险。 如果建筑师希望突出板缝线条， 可以采用深 打胶。 非花岗石面板材质较差，容易破碎，应采用注胶式板缝。 2 胶缝的宽度和厚度胶缝的宽度和厚度 石材面板的胶缝厚度不应小于 6mm。由建筑密封胶的性能要求，用于石材这样的粗糙 多孔表面时，胶缝宽度不应小于厚度，再考虑石板加工安装的精度较差，所以石材幕墙的板 缝宽度不应小于 8mm。JGJ 133 规范按照上述要求作出相应的规定。 3 深打胶深打胶 凹入式胶缝凹入式胶缝 当建筑师要求石材幕墙立面具有空缝效果时，可以采用深打胶的方

12、式。石材面板的厚 度不小于 25mm，6mm 厚的密封胶可以深入板面之内，达到与空缝相似的建筑效果。通常 密封胶面深入板面 5mm10mm。 采用凹入式板缝还可以减少板缝边部位的灰尘，有利于保持石材幕墙的清洁。 4 开放式板缝开放式板缝 现在许多工程要求采用开放式板缝。开放式板缝应符合以下要求： 1）背部空间应防止积水，要采取措施使之能顺畅排水； 2）背部的保温材料应有防水措施，可采用金属防水衬板； 3）背部空间应保持通风，使水汽可以排出； 4）支承结构和连接件应采取更有效的防腐措施； 5）石板要背面贴防坠落的玻璃纤维织物或设置粘胶层； 6) 石板宜采取六面防水处理； 7) 背面防水衬板应能承

13、受相应的风荷载。 四、四、 高度高度 100m 以上以上的花岗石幕墙的花岗石幕墙 十多年来，我们通过大量的工程实践已经积累了超高花岗石石幕墙丰富的设计施工 经验。应该可以说，现在超高花岗石幕墙的设计施工技术已经相当成熟。因此 JGJ 133 规范 的新版本中，第 1.0.2 条已修改为“本规范适用于设防烈度为 6、7、8 度的民用建筑石 材幕墙工程” ，JGJ 133 规范将适用于花岗石幕墙的全部高度。 但是，应用超过 100m 高的花岗石幕墙还需要有相应的技术措施。 1）应对高度超过 100m 的工程采用花岗石幕墙进行技术分析，对其设计方案进行可 行性评估，对其加强措施作出明确规定。 2）确

14、保石材的质量： 1.1 认真考察石材原矿，确保石材有足够储量，有挑选的余地。石材各项物理力 学指标经检验合格。 1.2 花岗石抗弯强度平均值不小于 12N/mm2，最小值不小于 10N/mm2。 1.3 花岗石吸水率不大于 0.6%。 1.4 石材面板不得有裂缝、软弱矿脉 3） 加强进场石材检验，每批进场石材均须做抗弯强度检验；每块石板均须进行外 观检查。 4） 花岗石板最小厚度为 30mm。其允许偏差按国家标准采用。但不应当有意生产 全部为负偏差的薄型产品。 5） 花岗岩石板 100m 以下宜采用背栓连接，100m 以上应采用背栓连接。背栓不 锈钢材质不应低于 A4（S316） 。 6） 安

15、全措施 6.1 采用注胶式板缝时花岗石板背部宜加贴玻璃纤维布等材料以防石板破碎坠 落。采用胶条嵌缝和开放式板缝时，所有花岗石板背面均应加贴玻璃纤维布。 6.2 附着于主板上的小块石板应设金属件与主板连接，宜采用角码背栓连接。 6.3 造型线条、窗口上方的倒挂石板宜采用铝蜂窝复合石板。采用实心石板时应 采用背栓连接。 6.4 宜采用注胶板缝。 6.5 石材幕墙下方 2m3m 范围内宜设置绿化、水池等隔离带，不宜设置停车位和 可能吸引行人停留的商业设施。出入口应设雨蓬。 五、五、 非花岗石幕墙非花岗石幕墙 JGJ 133-2001 规范原版本并未列入非花岗石幕墙的规定，因为上世纪九十年代时只采 用

16、花岗石作为石材幕墙的面板材料，其他石材由于性能较差，被认为不适合于石材幕墙。 此后十多年间，已经建成了数量很多的砂岩、洞石的幕墙工程，其中有些还达到 150m 以上的高度。这些工程在当时是超规范的，所以都进行了专门的技术论证，采取了相应的技 术加强措施。 这十多年工程经验的积累，为 JGJ 133 规范修订准备了条件，规范新版本加入了非花岗 石幕墙的内容。 考虑到非花岗石材质较差， 超高工程的经验不多， 所以规范新版本同时也规定了高度超 过 100m 的石材幕墙应采用花岗石。也就是说，JGJ 133 规范新版本只适用于 100m 以下的 非花岗石幕墙。超出这一高度，就必须按特殊问题进行专门的处理。 1 非花岗石天然石材非花岗石天然石材 非花岗石天然石材中，质地最好的是大理石，其次是石灰石。这两类石材强度较高，质 地致密，用于建筑外墙已经有上千年的历史，古希腊和古罗马留下了大量精美建筑，都是由 大理石和石灰石构成。 中国古建筑大量采用的汉白玉， 就是白色大理石，