10.3幕墙工程
幕墙是由金属构件与玻璃、铝板、石材等面板材料组成的建筑外围护结构，幕墙工程实际上也是一种饰面工程。它大片连续，不承受主体结构的荷载，装饰效果好、自重小、安装速度快，是建筑外墙轻型化、装配化较为理想的形式，因此在现代建筑中得到广泛的应用。
幕墙结构的主要部分如图 10.11 所示，由面板构成的幕墙构件连接在横梁上，横梁连接在立柱上，立柱悬挂在主体结构上。为了使立柱在温度变化和主体结构侧移时有变形的余地，立柱上下由活动接头连接，使立柱各段可以上下相对移动。
幕墙按面板材料可分为
玻璃幕墙、铝合金板幕墙、石材幕墙、钢板幕墙、预制彩色混凝土板幕墙、塑料幕墙、建筑陶瓷幕墙和铜质面板幕墙等。建筑中用得较多的是玻璃幕墙、铝合金板幕墙和石材幕墙。
10.3.1玻璃幕墙
现代高层建筑的外墙面装饰，多采用玻璃幕墙。在我国玻璃幕墙的金属杆件以铝合金为主，彩色钢板和不锈钢板只占很小比重，故本节重点讨论铝合金玻璃幕墙。
1．玻璃幕墙分类
玻璃幕墙按构造可分为明框、全隐框、半隐框(横隐竖不隐和竖隐横不隐)、挂架式玻璃幕墙和无金属骨架玻璃幕墙。
1)明框玻璃幕墙
其玻璃板镶嵌在铝框内，形成四边都有铝框固定的幕墙构件。而幕墙构件又连接在横梁上，形成横梁、立柱均外露，铝框分隔明显的立面。明框玻璃幕墙是最传统的形式，工作性能可靠，相对于隐框玻璃幕墙更容易满足施工技术水平的要求，应用广泛。其骨架
主要有两种类型：
(1)型钢骨架。
型钢做玻璃幕墙的骨架，玻璃镶嵌在铝合金框内，然后再将铝合金框与骨架固定。型钢组合的框架，其网格尺寸可适当加大，但对主要受弯构件，截面不能太小，挠度最大处宜控制在5mm以内。否则将影响铝窗的玻璃安装，也影响幕墙的外观。
(2)铝合金型材骨架。
用特殊断面的铝合金型材作为玻璃幕墙的骨架，玻璃镶嵌在骨架的凹槽内。玻璃幕墙的立柱与主体结构之间，用连接板固定。安装玻璃时，先在立柱的内侧上安铝合金压条，然后将玻璃放入凹槽内，再用密封材料密封。支承玻璃的横梁略有倾斜，目的是排除因密封不严而流入凹槽内的雨水。外侧用一条盖板封住。
2)全隐框玻璃幕墙
全隐框玻璃幕墙的构造是在铝合金构件组成的框格上固定玻璃框，玻璃框的上框挂在铝合金整个框格体系的横梁上，其余三边分别用不同方法固定在立柱及横梁上。玻璃用结构胶预先粘贴在玻璃框上。玻璃框之间用结构密封胶密封。玻璃为各种颜色镀膜镜面反射玻璃，玻璃框及铝合金框格体系均隐在玻璃后面，从外侧看不到铝合金框，形成一个大面积的有颜色的镜面反射屏幕幕墙。这种幕墙的全部荷载均由玻璃通过胶传给铝合金框架，因此，结构胶是保证隐框玻璃幕墙安全性的最关键因素。
3)半隐框玻璃幕墙
(1)竖隐横不隐玻璃幕墙。
这种玻璃幕墙只有立柱隐在玻璃后面，玻璃安放在横梁的玻璃镶嵌槽内，镶嵌槽外加盖铝合金压板，盖在玻璃外面。这种体系一般在车间将玻璃粘贴在两竖边有安装沟槽的铝合金玻璃框上，将玻璃框竖边再固定在铝合金框格体系的立柱上；玻璃上、下两横边则固定在铝合金框格体系横梁的镶嵌槽中。由于玻璃与玻璃框的胶缝在车间内加工完成，材料粘贴表面洁净有保证，玻璃框是在结构胶完全固化后才运往施工现场安装的，故胶缝强度也能得到保证。
(2)横隐竖不隐玻璃幕墙。
这种玻璃幕墙横向采用结构胶黏贴式结构性玻璃装配方法，在专门车间内制作，结构胶固化后运往施工现场；竖向采用玻璃嵌槽内固定。竖边用铝合金压板固定在立柱的玻璃镶嵌槽内，形成从上到下整片玻璃由立柱压板分隔成长条形的画面。
4)挂架式玻璃幕墙
挂架式玻璃幕墙又名点式玻璃幕墙，采用四爪式不锈钢挂件与立柱相焊接，每块玻璃四角在厂家加工钻4个φ20孔，挂件的每个爪与1块玻璃1个孔相连接，即1个挂件同时与4块玻璃相连接，或1块玻璃固定于4个挂件上。
5)无金属骨架玻璃幕墙
前面介绍的四种玻璃幕墙，均属于采用金属骨架支托着玻璃饰面。无金属骨架玻璃幕墙与前四种的不同点是：玻璃本身既是饰面材料，又是承受自重及风荷载的结构构件。这种玻璃幕墙的骨架除主框架外，次骨架是用玻璃制成的玻璃肋做骨架，采用上下左右用胶固定，且下端采用支点，多用于建筑物首层，类似落地窗。由于采用大块玻璃饰面，使幕墙具有更大的透明性。为了增强玻璃结构的刚度，保证在风荷载下安全稳定，除玻璃应有足够的厚度外，还应设置与面部玻璃呈垂直的玻璃肋，如图10.12所示。
面部玻璃与肋玻璃相交部位的处理，其构造形式有三种：肋玻璃布置在面玻璃的两侧(如图10.13(a)所示)；肋玻璃布置在面玻璃单侧(如图10.13(b)所示)；肋玻璃穿过面玻璃，肋玻璃呈一整块而设在两侧(如图10.13(c)所示)。
在玻璃幕墙高度和宽度已定的情况下，应通过计算确定玻璃的厚度，单块面积大小，肋玻璃的宽度及厚度，也可按有关表格选择肋玻璃厚度。
2．玻璃幕墙常用材料
玻璃幕墙所使用的材料，概括起来，有骨架材料、面板材料(玻璃)、密封填缝材料、黏结材料和其他小材料这五大类型。幕墙材料应符合国家现行产业标准的规定，并应有出厂合格证。幕墙作为建筑物的外围护结构，经常受自然环境不利因素的影响，要求幕墙材料要有足够的耐候性和耐久性，具备防风雨、防日晒、防盗、防撞击、保温隔热等功能。这些性能，一方面靠设计来保证，另一方面则由施工来实现。因此，施工质量的优劣将直接影响玻璃幕墙的性能及安全。
幕墙无论在加工制作、安装施工中，还是交付使用后，防火都是十分重要的。因此，应尽量采用不燃材料或难燃材料。但目前国内外都有少量材料还是不防火的，如双面胶带、填充棒等。因此，在设计及安装施工中都要加倍注意，并采取防火措施。玻璃幕墙是用金属构件做骨架、玻璃做面板的建筑幕墙。金属杆件有铝合金、彩色钢板、不锈钢板等。
玻璃是玻璃幕墙的主要材料之一，它直接制约幕墙的各项性能，同时也是幕墙艺术风格的主要体现者。玻璃多采用中空玻璃，它由两片(或两片以上)玻璃和间隔框构成，并带有密闭的干燥空气夹层。结构轻盈美观，并具有良好的隔热、隔音和防结露性能。目前我国已能按不同用途生产不同性能的中空玻璃、夹层玻璃、夹丝(网)玻璃、透明浮砝玻璃、彩色玻璃、防阳光玻璃、钢化玻璃、镜面反射玻璃等。玻璃厚度为3～10mm，有无色、茶色、蓝色、灰色、灰绿色等数种。玻璃幕墙的厚度有6mm、9mm和12mm等几种规格。
隐框和半隐框幕墙所使用的结构硅酮密封胶，必须有性能和与接触材料相容性试验合格报告。接触材料包括铝合金型材、玻璃，双面胶带和耐候硅酮密封胶等。所谓相容性是指结构硅酮密封胶与这些材料接触时，只起黏结作用，而不发生影响黏结性能的任何化学变化。
3．玻璃幕墙安装施工
玻璃幕墙一般用于高层建筑的整个立面或裙房的四周围护墙体。施工时，按设计尺寸预先排列幕墙的金属间隔框及组合固定件位置，提出中空玻璃的性能要求、外形尺寸和配件等数量。库房存放应按编号分堆存放，存放时要垂直放平以防翘曲变形导致玻璃破裂。安装玻璃幕墙的部位应先进行水平测量和严格找平，安装第一块玻璃幕墙金属隔框时，要严格控制垂直度，以防前后倾斜。安装后先临时固定，经校正后方可正式固定。安装时，用吸盘把中空玻璃两面吸住，稳妥地镶入金属隔框内，随即将嵌条嵌入槽内固定玻璃，然后将胶黏剂挤入槽内，随即将密封带嵌入槽内压平，如胶黏剂外泄，应及时清理干净。安装完毕，当其他工种的工作已不影响玻璃幕墙的保护时，方可清理金属隔框的保护纸。
玻璃幕墙安装时，因其尺寸大且需数人配合安装，故必须有适宜的内外脚手架。玻璃幕墙现场安装施工有单元式和分件式两种方式。
A．单元式施工是将立柱、横梁和玻璃板材在工厂先拼装成一个安装单元(一般为一层楼高度)，然后在现场整体吊装就位。
B．分件式安装施工是最一般的方法，它将立柱、横梁、玻璃板材等材料分别运到工地，现场逐件进行安装，其主要工序如下。
(1)放线定位。
放线定位即将骨架的位置弹到主体结构上，目的是确定幕墙安装的准确位置。放线工作应根据土建单位提供的中心线及标高控制点进行。对于由横梁、立柱组成的幕墙骨架，一般先弹出立柱的位置，然后再将立柱的锚固点确定。待立柱通长布置完毕，再将横梁弹到立柱上。如果是全玻璃安装，则应首先将玻璃的位置弹到地面上，再根据外缘尺寸确定锚固点。放线是玻璃幕墙施工中技术难度较大的一项工作，要求先吃透幕墙设计施工图纸，充分掌握设计意图，并需具备丰富的实践经验。
(2)预埋件检查。
为了保证幕墙与主体结构连接可靠,幕墙与主体结构连接的预埋件应在主体结构施工时,按设计要求的数量、位置和方法进行埋设。施工安装前，应检查各连接位置预埋件是否齐全，位置是否符合设计要求。如预埋件遗漏、位置偏差过大、倾斜时，要会同设计单位采取补救措施。
(3)骨架安装施工。
依据放线的位置，进行骨架安装。常采用连接件将骨架与主体结构相连。连接件与主体结构可以通过预埋件或后埋锚栓固定，但当采用后埋锚栓固定时，应通过试验确定其承载力。骨架安装一般先安装立柱(因为立柱与主体结构相连)，再安装横梁。横梁与立柱的连接依据其材料不同，可以采用焊接、螺栓连接、穿插件连接或用角铝连接等方法。
(4)玻璃安装。
玻璃的安装，因玻璃幕墙的类型不同，故固定玻璃的方法也不相同。钢骨架，因型钢没有镶嵌玻璃的凹槽，多用窗框过渡，将玻璃安装在铝合金窗框上，再将窗框与骨架相连；铝合金型材的幕墙框架，在成型时，已经将固定玻璃的凹槽随同整个断面一次挤压成型，可以直接安装玻璃。玻璃与硬金属之间，应避免直接接触，要用封缝材料过渡。对隐框玻璃幕墙，在玻璃框安装前应对玻璃及四周的铝框进行清洁，保证嵌缝耐候胶能可靠黏结。安装前玻璃的镀膜面应粘贴保护膜加以保护，交工前再全部撕去。
(5)密缝处理。
玻璃或玻璃组件安装完毕后，必须及时用耐候密缝胶嵌缝密封，以保证玻璃幕墙的气密性、水密性等性能。
(6)清洁维护。
玻璃幕墙安装完成后，应从上到下用中性清洁剂对幕墙表面及外露构件进行清洁，清洁剂使用前应进行腐蚀性检验，证明对铝合金和玻璃无腐蚀作用后方可使用。
10.3.2铝合金板玻璃幕墙
1.铝合金板(以下简称铝板)玻璃幕墙强度高、质量轻；易于加工成型、精度高、生产周期短；防火防腐性能好；装饰效果典雅庄重、质感丰富，是一种高档次的建筑外墙装饰。但铝板幕墙节点构造复杂、施工精度要求高，必须有完备的工具和经过培训有经验的工人才能操作完成。铝板玻璃幕墙主要由铝合金板和骨架组成，骨架的立柱、横梁通过连接件与主体结构固定。铝合金板可选用已生产的各种定型产品，也可根据设计要求，与铝合金型材生产厂家协商定做。常见断面如图10.14所示。承重骨架由立柱和横梁拼成，多为铝合金型材或型钢制作。铝板与骨架用连接件连成整体，根据铝板的截面类型，连接件可以采用螺钉，也可采用特制的卡具。
2.铝板幕墙的主要施工工序为：放线定位→连接件安装→骨架安装→铝板安装→收口处理。
铝板幕墙安装要求控制好安装高度、铝板与墙面的距离、铝板表面垂直度。施工后的幕墙表面应做到表面平整、连接可靠，无翘起、卷边等现象。
10.3.3石材幕墙
在20世纪50～70年代，建筑中主要采用玻璃幕墙，石材幕墙一般只在裙房部分作为基座采用。施工中也使用传统的钢钩加水泥砂浆的做法。20世纪80年代，建筑中开始大规模采用干挂石材工艺，用不锈钢的挂具直接固定石板，石板之间用密封胶嵌缝。这种施工方法可使石材更能适应温度和主体结构位移的影响，而且工艺简单，因此迅速获得推广使用。干挂石材的实墙面与玻璃的虚墙面混合使用，虚虚实实的效果充分体现了建筑的另一种美感。因此石材与玻璃、铝板成为20世纪80年代～90年代幕墙的三大主要面板材料。
干挂石的尺寸一般在lm以内，块材较小，厚度为20～30mm，常用25mm。干挂石材可以安放在钢型材或铝合金型材的横梁和立柱上，与玻璃幕墙的构成方式类似。另外，在实体结构墙上(如钢筋混凝土墙)，石材也可以直接通过金属件与结构墙体连接，每块石材单独受力，各自工作。
石材为天然材料，力学离散性大；石材本身会有很多微裂缝，随时间推移裂缝会有所发展；石材重量大，固定困难；另外，石材是脆性材料。基于以上原因，石材幕墙必须精心设计、精心施工，且要留有一定的安全储备，以保证其质量和安全。
