建筑幕墻是現(xiàn)代建筑設(shè)計中的一個重要方面。一方面，建筑幕墻體現(xiàn)了一個建筑外在的造型、顏色和質(zhì)感；另一方面，它又承擔(dān)著重要的功能，如為建筑提供包括靜力學(xué)、隔熱、隔音、隔潮及外形美觀等一系列的功能，保護(hù)建筑免于受到機(jī)械和化學(xué)的侵蝕等，總之它使一個建筑能夠按照人們的需要提供給人們一個舒適的享受空間。
根據(jù)這樣的要求，50年前人們就已經(jīng)開始了對幕墻的研究工作，建造幕墻的目的是使其起到隔離、絕緣作用，并且將空氣壓力分散到結(jié)構(gòu)中去，同時起到美觀的作用。
鋁塑復(fù)合板是置于幕墻中的起外裝飾作用的板材，像玻璃、人造陶瓷板、石材等其他材料一樣，必須在整個幕墻中起到必需的功能。這里有幾個問題需要解決，其一，因為鋁塑復(fù)合板是新型的復(fù)合材料，由金屬和塑料這兩種截然不同的材料經(jīng)黏合而成，首先需要了解它在建筑靜力學(xué)上的性能；其二，板材如何成型，如何連接固定，各種連接方式的受力和變形關(guān)系；其三，建筑的特殊性要求外裝飾材料必須具有長期穩(wěn)定的性能，鋁塑復(fù)合板是否具備這樣的性能。例如，表面烤漆、層間粘接強(qiáng)度等需要證明。以上幾點(diǎn)，在鋁塑復(fù)合板誕生的早期通過科研人員的試驗已經(jīng)獲得了解決。
金屬幕墻系統(tǒng)的分類
金屬板材在幕墻中應(yīng)用已有30年的歷史。其間，建筑幕墻本身有了很大的發(fā)展與變化，作為建筑幕墻中的一種主要的表面裝飾材料的金屬板材也隨之有了許多發(fā)展，逐漸建立了自己的理論與系統(tǒng)。
幕墻中的金屬板材除了起外墻裝飾作用外，還要起到諸多的功能性作用，例如保護(hù)建筑外墻結(jié)構(gòu)，隔聲、隔熱、隔潮、承受載荷等。要實現(xiàn)這些功能，必須從技術(shù)上加以保證。從系統(tǒng)技術(shù)方面來講，主要將金屬幕墻分為封閉式和開敞式兩大類。
封閉式幕墻就是將金屬板的所有接縫都封閉起來，具體封閉接縫的方法又分為濕法密封與干法密封。濕法即采用耐氣候密封膠，干法即采用橡膠條。具體采用哪一種密封材料取決于建筑結(jié)構(gòu)，也與成本控制有關(guān)。這兩種密封方法與材料對國內(nèi)幕墻界來說都不陌生，因為在玻璃門窗和幕墻結(jié)構(gòu)中都需要使用這些材料。但是對金屬板幕墻來說，因為在國內(nèi)還是一個比較新的行業(yè)，有關(guān)系統(tǒng)技術(shù)的研究還不多，另外由于成本的制約，所用系統(tǒng)技術(shù)還比較單一，需要我們不斷地總結(jié)和探討。
鋁塑復(fù)合板接縫采用了密封膠，鋁塑復(fù)合板的四周連接有鋁合金邊框龍骨，邊框龍骨的造型是結(jié)合具體的受力狀況經(jīng)計算后確定的，每一個項目會有所不同。但是這告訴我們，對鋁合金型材的形狀進(jìn)行合理的設(shè)計可以減少材料的用量，如果簡單的用鋁合金方管，則受力不合理，又浪費(fèi)材料。另外一點(diǎn)就是邊框鋁型材的設(shè)計必須要考慮鋁塑復(fù)合板的溫差位移量，這是保持鋁塑復(fù)合板幕墻平整度的重要部分。否則，鋁塑復(fù)合板幕墻就會出現(xiàn)鼓泡，不平整。
干式密封幕墻方法與上面的系統(tǒng)方法區(qū)別是接縫處的密封材料采用橡膠密封條，當(dāng)然這里只是許多處理方式中的一種，它的特點(diǎn)是將密封條放在里面，而接縫處并沒有密封材料露出。這是因為許多人也不愿意將黑色的橡膠條暴露，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)建筑設(shè)計師的要求和建筑的特點(diǎn)進(jìn)行處理，金屬幕墻的方法是很靈活的，這需要多了解不同地區(qū)和國家的最新的技術(shù)和理念。
開敞式幕墻系統(tǒng)是一種新的幕墻理論與實踐，所謂開敞是指幕墻的內(nèi)外部之間是開通的，因為在傳統(tǒng)的幕墻中，為了達(dá)到建筑對外幕墻功能如保溫、防水、隔聲等方面的要求，其內(nèi)外部一定是互相密封的。對這種新的幕墻形式的另一種直接翻譯過來的名稱是背后通風(fēng)幕墻。
開敞式幕墻是近20年來起源于歐洲并逐漸擴(kuò)展到世界其他地方的建筑外幕墻新論與實踐。因為一方面隨著越來越多新的建筑外墻裝飾材料的不斷出現(xiàn)，開發(fā)出更適合這些新產(chǎn)品的外幕墻系統(tǒng)也成為迫切的要求，另外一方面人類對天然能源的消耗越來越大，并產(chǎn)生了20世紀(jì)70年代的世界性的能源危機(jī)，因此痛定思痛，節(jié)能成為每一個發(fā)達(dá)國家必須花大力氣解決的大問題。
隨著人類生活水平的提高，對居住條件有了更高的要求，我們當(dāng)代的建筑能耗比從前要大許多，在世界性的節(jié)能浪潮中，建筑節(jié)能是一個十分重要的方面。我們既要保持人們舒適的居住條件，又要降低對能源的消耗。因此，在20世紀(jì)70年代，歐洲一些國家的建筑規(guī)范已經(jīng)要求新建的建筑必須進(jìn)行外保溫處理，而北歐國家瑞典甚至要求對包括建筑外墻、屋頂和地基在內(nèi)的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)都進(jìn)行保溫處理。
通過上面的介紹，可以對金屬板幕墻的種類有了一個大致的了解。金屬板幕墻發(fā)展到今天，已經(jīng)具備了一套成熟的系統(tǒng)技術(shù)，并隨著建筑幕墻新技術(shù)和品種的發(fā)展，不斷完善和發(fā)展著自己的技術(shù)。
開敞式幕墻原理與優(yōu)越性
為了達(dá)到建筑節(jié)能的目的，也為了使大量新開發(fā)的外墻裝飾產(chǎn)品能得到更好的應(yīng)用，建筑界的科技人員為此進(jìn)行了不懈地努力，經(jīng)過了大量的研究和試驗，掌握了開敞式幕墻的科學(xué)原理，隨后逐漸開發(fā)出了適合各種類型產(chǎn)品的安裝系統(tǒng)。開敞式幕墻的基本原理如下。
建筑外圍護(hù)主體結(jié)構(gòu)與裝飾性外幕墻組成了一個建筑外墻的整體，共同承擔(dān)建筑外幕墻的所有功能。由于幕墻安裝結(jié)構(gòu)的需要，在外圍護(hù)主體結(jié)構(gòu)與裝飾性外墻產(chǎn)品中間會有一個流動的空氣層，約為5～lOcm。在研究和測試中發(fā)現(xiàn)，只要加以適當(dāng)?shù)奶幚?，這個流動的空氣層可以發(fā)揮出許多優(yōu)越性，歸納起來有如下幾方面。
?、偻鈮ρb飾層材料作為建筑外皮，保護(hù)了建筑結(jié)構(gòu)墻體免受惡劣氣候和空氣污染的侵蝕，從而可減少維護(hù)成本，增加建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命。
?、谕鈮ρb飾材料作為建筑外皮，阻隔了太陽光線的照射，鋁板背后的空氣層通過空氣對流減少了熱轉(zhuǎn)換，可在炎熱的夏季減少建筑制冷成本，寒冷的冬季大大降低制暖費(fèi)用。
?、弁饽粔ρb飾材料層背后的空氣層的主要作用是，當(dāng)空氣溫度急劇變化時，更有效地保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)免于因溫差而受損，由于空氣層的存在，做到減少熱流傳導(dǎo)，并使建筑外墻不會龜裂。
④建筑的潮氣可以透過建筑墻體被流動的空氣帶走，從而避免了凝結(jié)水產(chǎn)生，使建筑外墻體保持持續(xù)干燥，即使在潮濕的雨季，循環(huán)流動的空氣也可以迅速將潮濕空氣排出墻體。
?、萦裳b飾材料與墻體外保溫材料的組合的外墻，可以使室外的噪聲成倍降低，降低窗戶的降噪設(shè)計要求，室內(nèi)感覺更舒適。
?、拮饔迷诮ㄖ鈮ι厦娴娘L(fēng)載荷會由于開放通風(fēng)式節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)而降低，這樣將帶來不少好處，允許在較大的板型尺寸時無需加強(qiáng)肋，減少建筑外墻的框架結(jié)構(gòu)用量和固定點(diǎn)。
開敞式幕墻的防風(fēng)雨作用
在人們開始聽到開敞式幕墻的介紹時，都會提出一個問題，如何解決幕墻的密封性能。因為外幕墻的密封性能是非常重要的，它應(yīng)有建筑隔聲、隔熱和防潮等功能，保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)不受惡劣氣候的影響而導(dǎo)致破壞。對外墻產(chǎn)生破壞作用的因素中一個比較重要的就是所謂夾帶風(fēng)的雨（下面簡稱“風(fēng)雨”）。而開敞式幕墻不是全封閉的，雨水有可能大量進(jìn)入幕墻內(nèi)部從而破壞建筑結(jié)構(gòu)，甚至可能進(jìn)入室內(nèi)。在這方面，德國的不少專家曾進(jìn)行過大量工作，對開敞式幕墻的防風(fēng)雨作用進(jìn)行了探討，證明開敞式幕墻是能防風(fēng)雨的。
?。?）關(guān)于風(fēng)雨的負(fù)荷風(fēng)雨，是一種從天上落下的雨（雨滴）由于逐漸增大的風(fēng)速的作用在水平方向的沖擊力變得不斷增強(qiáng)的一種現(xiàn)象，它對建筑外墻有很大的影響。
為了研究風(fēng)雨對建筑結(jié)構(gòu)的影響，在德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN4108中，根據(jù)德國的具體氣候情況（雨和風(fēng)），把建筑物區(qū)分成3個負(fù)荷組。
①負(fù)荷組Ⅰ。較小風(fēng)雨負(fù)荷。一般年降雨量小于600mm，或者在有特別防風(fēng)措施的情況下也可允許稍微大一點(diǎn)的降雨量。
?、谪?fù)荷組Ⅱ。中等風(fēng)雨負(fù)荷。一般年降雨量600～800mm，或者在有特別防風(fēng)措施的情況下也可允許更大的降雨量。高房子和處于暴露或者空曠地帶的建筑物按當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)和雨的條件下以分在較小的沖擊雨負(fù)荷這一組為宜。
?、圬?fù)荷組Ⅲ。強(qiáng)風(fēng)雨的負(fù)荷。一般年降雨量在800mm以上，而且多風(fēng)的地區(qū)、高房子和處于暴露或者空曠地帶的建筑物按當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)和雨的條件下以分在中等的沖擊雨負(fù)荷這一組為宜。
?。?）沖擊雨的防護(hù)，為了觀察不同外墻的防風(fēng)雨作用，德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN4108根據(jù)防護(hù)風(fēng)雨的性能好壞為一系列外墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類排隊。得出的結(jié)論是，背面通風(fēng)的懸掛式護(hù)墻板防護(hù)風(fēng)雨的性能特別穩(wěn)定。認(rèn)為其主要原因是，在有風(fēng)雨的情況下背面通風(fēng)的空間可以阻斷呈毛細(xì)狀態(tài)侵入的潮濕（水分）。護(hù)墻板在這里的作用就像是“第二防水層”。這是由于背面通風(fēng)的空間與外界相通，護(hù)墻板內(nèi)、外兩邊的氣壓相等，使風(fēng)雨不可能穿透護(hù)墻板侵入通風(fēng)的空間。多年來實踐也證明了這一點(diǎn)。
但是負(fù)荷組Ⅲ情況有些不同。這一組的防護(hù)風(fēng)雨的性能與護(hù)墻板材料的尺寸及鋪設(shè)方式均無關(guān)系，而是與外墻面是否鋪設(shè)了水平方向開口大于l0mm的開縫有關(guān)。這種類型的開縫還兼有不易污染外墻面的優(yōu)點(diǎn)，這可是封閉式或背面鋪設(shè)式開縫所不具備的特點(diǎn)。
風(fēng)雨產(chǎn)生的負(fù)荷其基本動力是由風(fēng)力產(chǎn)生的。在一堵沒有鋪設(shè)背面通風(fēng)空間的外墻面上，由房屋或建筑物周圍的風(fēng)繞流所產(chǎn)生的滯止壓力會使雨水通過可能存在的細(xì)縫、護(hù)墻板或裂隙直接侵入到外墻后面的隔熱保溫層里面，產(chǎn)生浸濕效應(yīng)。背面通風(fēng)空間可以阻斷這個過程，并且有能力通過背面通風(fēng)的氣流將侵入進(jìn)來的潮氣 （水分）重新蒸發(fā)出去。試驗可以確定，通常在5～l0mm寬度開縫的情況下，只有特別猛烈的狂風(fēng)暴雨才有可能使少量雨滴因壓力不平衡穿過開縫進(jìn)入到護(hù)墻板背面來。
鋁塑復(fù)合板的應(yīng)用前景
前面講到，開敞式幕墻的研制開發(fā)也是為了給新的幕墻材料尋找更適合的系統(tǒng)技術(shù)，這些新的外墻產(chǎn)品里面，嘗試建立開敞式幕墻安裝系統(tǒng)的比較早和重要的產(chǎn)品就是鋁塑復(fù)合板。最早的鋁塑復(fù)合板生產(chǎn)廠家———加鋁德國辛根公司，為了開發(fā)用于建筑外幕墻的鋁塑復(fù)合板安裝系統(tǒng)技術(shù)，進(jìn)行了大量的金屬幕墻系統(tǒng)的設(shè)計和性能測試工作，建立了鋁塑復(fù)合板開敞式幕墻系統(tǒng)理論。在長期實踐中，總結(jié)出6個代表性的開敞式鋁塑復(fù)合板幕墻系統(tǒng)技術(shù)，在產(chǎn)品銷售中向用戶提供技術(shù)支持服務(wù)，為鋁塑復(fù)合板的應(yīng)用和日后的迅速普及推廣打下了堅實的基礎(chǔ)。
在眾多的建筑外裝飾產(chǎn)品中，人們發(fā)現(xiàn)，具有優(yōu)異產(chǎn)品特性的鋁塑復(fù)合板及產(chǎn)品生產(chǎn)商配套提供的開敞式金屬幕墻系統(tǒng)，是非常適合于舊建筑外墻改造的產(chǎn)品及系統(tǒng)技術(shù)之一。這主要表現(xiàn)在如下幾個方面：
?、凫`活的規(guī)格尺寸和強(qiáng)大的造型能力，適合居民建筑的造型特點(diǎn)；
?、诳梢袁F(xiàn)場加工和成型，大大提高了施工的速度和精度；
?、蹣O輕的質(zhì)量可以滿足舊建筑承重能力有限的特殊情況；
④施工作業(yè)不干擾樓內(nèi)居民的生活；
⑤鋁塑復(fù)合板廠家專門為舊樓改造開發(fā)的多種系統(tǒng)技術(shù)方便了施工設(shè)計并且有利于提高施工質(zhì)量。
鋁塑復(fù)合板的上述優(yōu)點(diǎn)使得其在歐洲幕墻市場近年來的市場份額迅速提高，同時新的表面處理技術(shù)和產(chǎn)品品種也陸續(xù)出現(xiàn)。
【作者】：維雄
