隨著幕墻技術的快速發(fā)展，各種先進的幕墻設計理念和結構在不斷應用于各個工程中。本文將探討開縫式鋁板幕墻系統(tǒng)的設計方法。
傳統(tǒng)的鋁板幕墻通常采用密封打膠工藝來保證其水密性和氣密性。雖然這種工藝安裝方便、施工簡單，但也存在以下缺點：現(xiàn)場打硅酮膠進行接縫處的密封，容易使接縫積塵和污染幕墻表面；不能消除內外壓力差，一旦密封膠開裂，會造成滲水隱患。而且由于四邊使用螺釘固定，鋁板難以消除熱脹冷縮對其的影響，容易導致鋁板表面變形，影響幕墻的平整度。相比之下，采用等壓原理掛鉤設計的開縫式鋁板幕墻系統(tǒng)可以解決這些問題。
開縫式鋁板幕墻系統(tǒng)是指在鋁板板塊的接縫處不采用打膠工藝，通過開縫讓鋁板背后的空氣層能夠順暢地流通，從而起到良好的絕熱和吸聲效果，同時在空氣層流通的過程中，還可以將冷凝水揮發(fā)掉。由于接縫處不使用打膠工藝，因此減少了鋁板表面的污染，使鋁板表面保持長期清潔。同時，鋁板背后的空氣層與室外空氣相通等壓，從而防止雨水由于壓力差進入室內，冷凝水和水量的滲漏水可以通過每層設置的排水板（同時兼作隔氣板）分層排出。鋁板背后的空氣層通過空氣對流減少了熱轉換，在夏季可以減少建筑制冷成本，在冬季則可以大大減少采暖費用。
下面通過兩個開縫鋁板系統(tǒng)的實際設計案例進行分析。
系統(tǒng)一采用3mm厚的鋁單板板塊，通過鋁掛板掛接在立柱的螺桿上，如圖一和圖二所示。
該系統(tǒng)為無橫梁結構，立柱采用U形設計，上方安裝M8掛接螺栓，螺桿上放置了2mm厚的抗震防噪音尼龍?zhí)?，鋁板通過U型鋁加強筋加固，并通過4mm厚的鋁掛板掛接在M8掛接螺桿上。在板塊的上部通過螺釘固定在立柱兩邊的角碼上進行板塊的定位，其中一邊的螺釘是固定的，而另一邊在鋁板副框上開長圓孔，使其在橫向可以消化掉熱脹冷縮對其的影響，如圖六所示。防雨屏由1.5mm厚的防水背板和50mm厚的保溫棉構成，保溫棉通過保溫棉釘固定在背板上，保溫棉后面設置了針孔鋁箔，可以揮發(fā)掉可能產生的水氣，保證保溫棉處于干燥狀態(tài)。鋁板板塊之間的12mm接縫完全開敞，使面板與背板之間的空氣腔與室外相通，空氣層內的壓力Pe與外界壓力Po基本相等，形成了等壓腔，抑制了由于壓力差產生的水的逆流通，少量的滲漏水與冷凝水通過每層設置的排水板（兼作隔氣板）排出室外，從而形成完善的排水系統(tǒng)。幕墻的氣密性通過防雨屏與龍骨的打膠密封來實現(xiàn)。
為了實現(xiàn)更佳的空氣等壓效果，每層設置了一道隔氣板。通過分隔空氣，使每層形成一個等壓空氣腔，有效降低了因高度變化引起的氣壓差。同時隔氣板兼作排水板，冷凝水和滲漏水可以分層排出。
該系統(tǒng)中，由于板塊是通過掛板掛接在螺桿上，只有上邊用螺釘固定定位，板塊在重力作用下處于自由懸掛的狀態(tài)，因此板塊的受力和抗熱脹冷縮的能力均具有良好性能。
系統(tǒng)二采用了不折邊鋁板的開縫設計，該工藝可以使幕墻達到極高的平整度，避免了由于鋁板折邊產生的弧邊彎曲現(xiàn)象，如圖三、圖四所示。
該系統(tǒng)的豎龍骨采用熱鍍鋅方鋼管，橫龍骨則使用熱鍍鋅角鋼。在鋁板掛點位置，采用4mm鋼板和4號角鋼制成鋼支座焊接在豎龍骨上，將鋁合金掛板底座固定在鋼支座上，鋁合金掛板底座上設置了防滑的咬合齒紋。鋁板板塊通過鋁制掛鉤掛接在掛板底座上。由于鋁板采用不折邊工藝，因此鋁板與加強筋通過電栓焊進行固定，板塊的上邊副框型材與彎曲鋼板用螺釘連接。防雨屏的設置方式與系統(tǒng)一相同，由1.5mm厚的防水背板和50mm厚的保溫棉構成。通過每層設置的隔氣板，使少量的滲漏水與冷凝水能夠層層排出。與系統(tǒng)一不同的是，板塊接縫沒有完全敞開，而是通過設置擋水膠條形成連續(xù)的雨幕，使水密性能更加優(yōu)越。
在外墻轉角位置，為了防止空氣串通和負風壓的影響，可以在轉角的兩邊約500mm處設置豎向隔氣板，通過豎向隔氣板可以有效防止負風壓對等壓腔的破壞。
采用掛鉤系統(tǒng)的幕墻鋁板板塊可以在工廠加工成單元成品，可根據(jù)實際情況每層或每兩層制作一個板塊，安裝方便且速度快。鋁板單元中的分割接口部位通過背面的連接鋁材將兩塊或三塊鋁板連接成一個單元板塊，具體設置和掛鉤見圖五。圖六展示了一個不折邊鋁板單元的制作組裝圖，板塊大小為1200mm*3300mm。根據(jù)強度要求，每300mm左右需布置一根加強筋，板塊四周需布置鋁副框，掛鉤安裝在鋁副框上。在鋁板分割處需留10mm分割縫，后用連接鋁材固定加強。圖六還展示了鋁板板塊在消化熱脹冷縮對其影響的示意圖，避免了鋁板“臌肚子”現(xiàn)象，且在影響結束后能自動復位。
綜合上述兩個系統(tǒng)的設計，開縫鋁板幕墻的核心是等壓原理的應用和防雨屏隔氣板的設置。通過開敞的接縫，使等壓腔內的壓力Pe與外界壓力Po基本相等。防雨屏保證了水密性和保溫性能。隔氣板有效地降低了因高度變化而引起的氣壓差，同時形成了合理的排水通路。防雨屏與龍骨的密封是一個關鍵因素，接縫打膠部位必須認真檢查后方可安裝面板。對于系統(tǒng)一來說，由于接縫完全開敞，如果空氣中灰塵顆粒太多，則易產生污染，因此建議不在重污染地區(qū)采用。而對于系統(tǒng)二，則采用了連續(xù)的膠條形成一道屏障，可以阻擋空氣中的灰塵顆粒，因此適用于污染地區(qū)和多雨水地區(qū)。
