外墙大面积陶棍幕墙施工技术

外墙大面积陶棍幕墙施工技术

摘要：陶棍、陶板既起到装饰格栅的作用，同时又要有遮阳的作用，秉承陶产品作为新材料所具有的环保节能的特性，为整个建筑主体的节能起到一定的作用。外檐陶棍装修全部采用陶制产品，巧妙利用幕墙的挂接工艺，将承重金属龙骨件紧密包裹，外视面整体呈现陶质效果。现有采用陶土材料装饰的建筑均采用陶棍、陶板标准件，且多数采用陶板，陶棍使用较少。现有使用陶土材料的建筑，采用的连接方式类似于干挂石材做法。和现有通常的陶土装饰不同，本工艺采用竖向通高龙骨的做法，且竖向龙骨外包陶土肋板的做法，属国内首创。

关键词：异性连接件；端头件；干挂；肋板包裹

Abstract: Ceramic stick, ceramic plate is a decorative grille, and at the same time, sunshade function, characteristics of adhering to the Tao products as a new material of environmental protection and energy saving, energy saving for the entire building main body plays a certain role. External ceramic stick decoration all made of ceramic products, the clever use of the hanging wall of the process, the bearing metal keel is tightly wrapped, apparent surface shows a pottery effect. The existing clay materials decorative building adopts ceramic stick, ceramic plate standard parts used, and most of the ceramic plates, ceramic stick use less. Existing buildings using clay material, connection using a similar to the dry hanging stone practices. Unlike clay existing usually decoration, the process using the vertical through high keel approach, and the vertical keel outsourcing clay floor practices, is a domestic initiative.

Keywords: specific connections; end pieces; dry; ribbed panels

1工程概况

天津大学高科技楼工程位于天津市南开区鞍山西道与卫津路交口，繁华地段，占地面积8400㎡，建筑物高度10层，地下1层，总建筑面积：36818㎡，其中地上31204㎡，地下5614㎡。

本工程设计院对概念设计外立面设置大量通长的带型幕墙窗高度为2.5m（首层、二层），2m（三层至十层），幕墙窗之间采用陶棍装饰，楼层处设置一道通长陶板装饰，与大多数工程单独采用陶棍、陶板幕墙不同，本工程按1333mm划分单元，各单元设置竖肋，竖肋采用铝合金龙骨外侧采用陶土材料完全包裹，因此会采用大量采用肋板和端头件等异形件，陶棍、陶板与肋板和端头件等异形件连接形成单元体系，各单元体系形成整体外墙装饰。

2 外墙大面积陶棍幕墙施工技术需解决的技术问题

天津大学高科技楼工程为国内首例，而且竖向龙也采用陶土异形件。从方案设计，到生产制作，到施工安装，和以前的陶板幕墙及陶棍百页均由很大的不同，因此项目需要对大面积陶棍幕墙从方案设计开始，整个生产、安装全过程施工工艺进行研究。

2.1 陶棍幕墙构件加工设计图的技术研究

外墙异型连接件陶棍幕墙由常用标准件（陶棍、陶板）和异形件（肋板、大端头件、小端头件）组成，采用类似幕墙系统的铝合金龙骨作为主要承重构件，为保证整体装饰效果，采用陶土材料将铝合金龙骨完全包裹，导致大量异型连接件产生，原有的加工工艺不能满足要求，需要重新设计构件加工图，重新开模加工。

2.2 陶棍幕墙异形件制作技术研究

异形件加工、安装工艺十分复杂，必须采用全新的加工和安装工艺，导致采用传统的陶棍、陶板加工和安装方法在工艺和质量不可行，必须重新开模。肋板截面形状的定形过程，借鉴比较成熟的墙面干挂陶板的基础成型工艺，在肋板的中间夹层均匀的开设一些方孔，此方孔既能保证肋板自身的强度，又能保证能够顺利的挤出成型。端头件采用钢模压铸工艺，成型复杂，生产效率高，产品强度较高，承受外力冲击能力强。

2.3 陶棍幕墙现场拼装技术研究

为实现对金属龙骨件完美的包裹，本工艺摒弃了传统的安装工艺，专门研发了一套特有的安装方案。由简单陶板、陶棍拼装，改变为陶棍肋板、陶板肋板、大端头件（用于陶板连接）、小端头件（用于陶棍连接）、陶土板、陶棍拼装，保证外立面效果达到设计要求。

2.4 陶棍幕墙垂直度、平整度的控制的技术

为保证幕墙垂直度、平整度，竖向主龙骨采用定型铝合金竖龙骨，各种端头件及肋板增加弹簧片、定位螺丝和小型铝合金构件等，加强对陶棍幕墙构件的定位控制。

3 外墙大面积陶棍幕墙施工技术

3.1大面积陶棍幕墙主要施工工序

陶棍幕墙构件设计图的确定→陶土构件开模→陶棍幕墙的安装

3.2大面积陶棍幕墙主要结构

大面积陶棍幕墙由铝合金主龙骨、陶棍肋板、陶板肋板、大端头件（用于陶板连接）、小端头件（用于陶棍连接）、陶土板、陶棍、定位弹簧片、定位螺丝、铝合金配件等拼装而成，保证外立面效果达到设计要求。具体效果图见下图

3.3 外墙大面积陶棍幕墙安装工艺原理

大面积陶棍幕墙竖向主龙骨采用类似玻璃幕墙的定型铝合金主龙骨，并加以改进，以满足安装陶棍、陶板肋板的要求。为达到设计的要求，增加了肋板、端头件等陶土材料异形件，并设计了全新与之配套的模具，进行加工。为保证安装精度，在陶土构件内增加定位弹簧片、定位螺丝、铝合金配件等小型辅助构件，确保安装的质量。

3.4施工工艺流程

3.4.1构件加工流程

根据设计院对陶棍、陶板概念设计要求，深化设计各构件节点，开模并烧制样品，确定最终设计方案，并经过工厂内预拼合格后，开始大规模生产。

3.4.2现场安装流程

陶棍、陶板现场安装时，先安装铝合金立柱，然后安装铝合金挂件，然后安装肋板，再安装大、小端头件（窗口处无端头件），最后安装陶棍、陶板。

3.5 施工难点分析

3.5.1 构件加工

大量采用肋板、端头件等陶土材料异形件，需要重新设计了全新与之配套的模具和加工工艺，并需要进行多次烧制试验。

3.5.2 陶棍幕墙复杂的安装工艺

为保证陶棍幕墙的效果和安装精度，在增加大量肋板、端头件的同时，还在陶土构件内增加定位弹簧片、定位螺丝、铝合金配件等小型辅助构件，导致安装工艺较为复杂。

3.6 施工工艺

3.6.1 构件加工图的设计

1）方案先要确保外形尺寸，第二步再研究内部的安装结构。

为保证整体简单、干练的感觉，肋板的截面尺寸的长宽比非常关键，肋板整体厚度尺寸太大将使得整体竖向线条太臃肿，长度截面尺寸过大将使得整体外檐的效果太过厚重，会使得原本起到装饰作用的陶棍格栅过于突出，同样影响到整体简洁大方的效果。综合考虑，最终将肋板整体厚度控制在90mm，截面长278mm。

2）单元板块的划分

为便于安装和拆卸，本工法以每层和每个竖肋之间的范围为一个单元板块。

3）端头件的设计

大小端头件结合原始设计的立面局部尺寸及与之配合的肋板截面尺寸，由二维的平面图及立面图最终定型三维造型。考虑采用压铸工艺成型比较复杂，后采用灌浆工艺，成型后的端头件表面质感细腻。

4）肋板形式的设计

肋板截面形状的定形过程，借鉴比较成熟的墙面干挂陶板的基础成型工艺，在肋板的中间夹层均匀的开设一些方孔，此方孔既能保证肋板自身的强度，又能保证能够顺利的挤出成型。

3.6.2开模制作

1）小端头件（用于陶棍连接）加工

小端头件采用钢模压铸工艺，成型复杂，生产效率高，产品强度较高，承受外力冲击能力强。中间过孔呈长方型，安装时配合不锈钢弹片使用。但由于安装弹簧片的空间非常小，弹簧片很难放入，而且存在弹簧片受力不平衡的情况，因此增加限位螺钉的螺帽部位抵住过孔的另一侧，解决了弹簧片受力不平衡的情况，由于安装时需要预留工位，在端头件前端的立面做成一凹台，留出后侧肋板的限位件的安装工位。

2）大端头件（用于陶板连接）加工

小端头件完善后，为大端头件的完善提供了借鉴，大端头件很快也顺利得到完善。

3）肋板的加工

肋板成型工艺复杂，板块强度高，安装时可利用肋板内侧的卡勾与龙骨的卡勾连接，可实现顺序安装，也可独立安装，可实现自由拆卸。

4）陶棍的加工

不同于通常陶棍做法，本工法的陶棍下端面设有一滴水槽，巧妙地利用此滴水槽深处的光线比较阴暗，在陶棍的断头下端面处开设一段50mm左右的豁口，并在陶棍背面设置螺钉孔，以实现最后一步的安装。

5）陶板的加工

层间陶板设置六道大空槽和五道小空槽，用于穿固定龙骨和减少自重，同样在陶板后侧开螺钉孔，以实现最后的安装。

6）成型图

3.6.3陶棍、陶板幕墙的安装

为实现对金属龙骨件完美的包裹，本工艺摒弃了传统的安装工艺，专门研发了一套特有的安装方案。陶棍、陶板幕墙主要有以下下几个部件组成：陶棍肋板、陶板肋板、大端头件（用于陶板连接）、小端头件（用于陶棍连接）、陶土板、陶棍。

1）首先安装肋板龙骨（立柱）

肋板龙骨采用铝合金龙骨（立柱），立柱是通过螺栓与连接件固定。安装时，将竖骨料按节点图放入两连接件之间，在竖骨料与两侧连接件相接触面粘贴防腐垫片，穿入连接螺栓，并垫入平、弹垫，调平、拧紧螺丝。

铝合金立柱安装见右图。

2）首先进行陶土肋板和端头件的安装固定

（1）陶棍、陶板端头处陶土肋板及端头件的安装

在铝合金立柱上按水平放线位置安装托肋板小托件，再将陶土肋板放置在托件上，水平与铝合金立柱紧密相扣，利用陶土肋板上的卡勾与立柱上相反向的卡勾紧密卡和，卡和到位后在肋板前段安装大小端头件的部位安装紧固用的角铝顶件，即实现了陶棍处肋板的安装固定。肋板及端头件安装见下图。

（2）窗洞口处包柱肋板安装过程

窗洞口处包柱肋板安装过程安装方法同陶棍、陶板端头处陶土肋板的安装，只是没有端头件。先将最底层肋板放置到肋板托件上，将其与龙骨紧密搭钩，再将限位件从肋板的下方放置到肋板后端与龙骨间的空隙中，用不锈钢螺钉将其与龙骨侧向连接，从而与龙骨一起对肋板的前后位移起到限位作用。

再将第二层肋板以相同方式与龙骨进行连接，此次限位件是从肋板的上方放入，与龙骨固定。

将第三层肋板与下面两层肋板一样，与龙骨固定，限位件从肋板的上方放入，与龙骨固定。

分别将上下两端的陶棍安装到龙骨上。即实现了窗口处肋板的安装。

3）陶棍的安装

首先将陶棍端头件套到陶棍固定插件上，将不锈钢弹簧片塞到插件与端头件间的孔隙中，弹簧片与固定插件上的限位螺栓配合，既限制了端头件前后的活动，又限制了端头件左右移动，同时，限位螺栓的顶部与端头件内侧壁顶死，对端头件起到紧固作用。

将陶棍的一端沿滴水切一50mm长的豁口，陶棍内腔通长插入陶棍插件。将未开豁口端套到陶棍固定插件上，另一端自然放下，与另一端的固定插件自然搭接，落到位后，用螺栓穿过陶棍端头的圆孔，与陶棍固定插件连接，起到防盗的作用。此步骤完成即实现了陶棍的安装。

陶棍的安装见下图

4）陶板的安装

先将肋板固定，再将陶板端头件以陶棍端头件的固定方式将其固定。在陶板的空洞中分别插入两根角铝，在陶板的背面将铝合金角码与陶板内腔中的角铝用不锈钢螺栓连接固定。将装有配件的陶板自然地搭接到陶棍固定插件上，再将M4.2×16mm的机制螺栓连接到已钻好孔的铝角码上。小的机制螺栓起到对陶的前后位移起到了限位作用，同时固定铝角码的不锈钢螺栓冒又对陶板的上下位移起到了限制作用。

陶板的安装见下图

5）单元体安装

每个楼层高度×1333mm宽范围为一个单元体，根据施工进度安排顺序安装。单元体安装效果具体见下图。

4结论

本工艺成功实施，将改变幕墙陶土制品外墙装饰，只有陶板幕墙这一单一形式的状况，极大的丰富陶土制品外墙装饰的表现形式和效果。由原来单纯平板形式，改为线、面结合，表现出韵律和动感。对整个建筑立面效果，产生质的飞跃。

外围陶棍、陶板幕墙，既起到装饰格栅的作用，同时又要有遮阳的作用，秉承陶土产品作为新材料所具有的环保节能的特性，为整个建筑主体的节能起到一定的作用。陶制品与玻璃幕墙有机的结合，完美的表现了虚实相结合的效果。

陶棍幕墙即丰富了陶土制品外墙装修的效果，相比单纯的陶板幕墙降低了成品，节约了能源。和传统的石材幕墙以相比，更具价格、建筑效果的优势。因此本工艺的技术研究在其市场推广应用前景非常好。

参考文献：

[1]王林、陈子卿、王国灿福建华泰集团有限公司陶土板幕墙工程技术规范《Q/TOBSG-01》2010年03月

[2]张雕干挂陶板幕墙施工技术城市建设理论研究2012年第19期