第四节　金属幕墙施工工艺

20世纪90年代，新型建筑材料的出现推动了建筑幕墙的进一步发展，一种新型的建筑幕墙型式在全国各地相继出现，即金属幕墙。所谓金属幕墙是指幕墙面板材料为金属板材的建筑幕墙，简单地说，就是将玻璃幕墙中的玻璃更换为金属板材的一种幕墙形式。

目前，以铝塑复合板、铝单板、蜂窝铝板等作为饰面的金属幕墙，在幕墙装饰工程中的应用已比较普遍，它们具有艺术表现力强、色彩比较丰富、质量比较轻、抗震性能好、安装维修方便等优点，是建筑外装饰一种极好的形式。

一、金属幕墙对材料的要求

（一） 对材料的一般规定

（1）金属幕墙所选用的所有材料均应符合现行国家标准或行业标准，并应有产品出厂合格证，无出厂合格证和不符合现行标准的材料，不能用于金属幕墙工程。

（2）金属幕墙所选用的所有材料，应具有较足够的耐候性，它们的物理力学性能应符合设计要求。

（3）金属幕墙所选用的所有材料，应采用不燃型和难燃型材料，以防止发生火灾时造成重大损失。

（4）金属幕墙所选用的结构硅酮密封胶材料，应有与接触材料相容性试验的合格报告。所选用的橡胶条应有成分化验报告和保质年限证书。

（二） 对金属材料的要求

（1）金属幕墙所选用的不锈钢材料，宜采用奥氏体不锈钢材。不锈钢材的技术要求和性能试验方法，应符合国家现行标准的规定。

（2）金属幕墙所选用的标准五金件材料，应当符合金属幕墙的设计要求，并应有产品出厂合格证书。

（3）金属幕墙所选用的钢材的技术性能，应当符合金属幕墙的设计要求，性能试验方法应符合国家现行标准的规定，并应有产品出厂合格证书。

（4）当钢结构幕墙的高度超过40m时，钢构件应当采用高耐候性结构钢，并应在其表面涂刷防腐涂料。

（5）铝合金金属幕墙应根据幕墙面积、使用年限及性能要求，分别选用铝合金单板、铝塑复合板、铝合金蜂窝板。所用铝合金板材的物理力学性能，应符合现行的国家标准及设计要求。

（6）根据金属幕墙的防腐、装饰及耐久年限的要求，采取相应措施对铝合金板的表面进行处理。

（三） 对结构密封胶的要求

金属幕墙宜采用聚硅氧烷结构密封胶，单组分和双组分的聚硅氧烷密封胶应用高模数中性胶，其性能应符合表2-12中的规定，并应有保质年限的质量证书。

（四） 对铝合金及铝型材的要求

在金属幕墙的实际工程中，由于铝合金及铝型材具有质轻、高强、装饰性好、维修方便等特点，所以在金属幕墙中得到广泛应用。但对这种材料的有以下具体要求。

（1）金属幕墙采用的铝合金型材应符合现行国家标准 《铝合金建筑型材　第1部分：基材》（GB/T 5237.1—2017）中规定的高精级和《铝及铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜第1部分：阳极氧化膜》（GB 8013.1—2007）的规定；铝合金的表面处理层厚度和材质，应符合国家标准《铝合金建筑型材》（GB/T 5237.2—2008～GB/T 5237.6—2008）的有关规定。铝合金的表面处理层厚度和材质，应符合国家标准《铝合金建筑型材》（GB/T 5237.2—2008～GB/T 5237.5—2008）的有关规定。

（2）幕墙采用的铝合金板材的表面处理层厚度和材质，应符合行业标准《建筑幕墙》（GB/T 21086—2007）中的有关规定。

（3）金属幕墙应根据幕墙面积、使用年限及性能要求，分别选用铝合金单板 （简称铝单板）、铝塑复合板、铝合金蜂窝板（简称蜂窝铝板）；铝合金板材应达到国家相关标准及设计的要求，并有出厂合格证。

（4）根据防腐、装饰及建筑物的耐久年限的要求，对铝合金板材 （铝单板、铝塑复合板、蜂窝铝板）表面进行氟碳树脂处理时应符合下列规定：氟碳树脂含量不应低于75%；海边及严重酸雨地区，可采用三道或四道氟碳树脂涂层，其厚度应大于40μm；其他地区，可采用两道氟碳树脂涂层，其厚度应大于25μm；氟碳树脂涂层应无起泡、裂纹、剥落等现象。

（5）铝合金单板的技术指标应符合国家标准《变形铝及铝合金牌号表示方法》（GB/T 16474—2011）和《变形铝及铝合金状态代号》（GB/T 16475—2008）中的规定。幕墙用纯铝单板厚度不应小于2.5mm，高强合金铝单板不应小于2mm。

二、金属幕墙的性能

金属幕墙的性能与玻璃幕墙、石材幕墙一样，主要包括风压变形性能、雨水渗漏性能、空气渗透性能、平面内变形性能、保温性能、隔声性能及耐撞击性能。

（一） 金属幕墙性能等级

金属幕墙的性能等级，应根据建筑物所在地的地理位置、气候条件、建筑物高度、体形及周围环境进行确定。

（二） 金属幕墙的构架

金属幕墙构架的立柱与横梁，在风荷载标准值的作用下，钢型材的相对挠度不应大于L/300（L为立柱或横梁两支点的跨度），绝对挠度不应大于15mm；铝合金型材的相对挠度不应大于L/180，绝对挠度不应大于20mm。

（三） 金属幕墙风荷载与渗漏

金属幕墙在风荷载标准值的作用下不应当发生雨水渗漏，其雨水渗漏性能应符合设计要求。

（四） 金属幕墙的热工性能

当金属幕墙有热工性能要求时，其空气渗透性能应当符合设计要求。

（五） 金属幕墙平面内变形性能

金属幕墙的平面内变形性能，是关系到幕墙装饰效果和使用安全的重要技术性能，应当符合以下规定：①平面内变形性能可用建筑物的层间相对位移值表示，在设计允许的相对位移范围内，金属幕墙不应损坏；②金属幕墙的平面内变形性能，应按主体结构弹性层间位移值的3倍进行设计。

三、金属幕墙的构造

金属幕墙主要由金属饰面板、连接件、金属骨架、预埋件、密封条和胶缝等组成。金属幕墙的设计要根据建筑物的使用功能、建筑立面装饰要求和技术经济能力，选择适宜的金属幕墙的立面构成、结构型式和材料品质。在一般情况下，金属幕墙的色调、构图和线型等方面，应与建筑物立面的其他部位相协调，幕墙设计应保障幕墙维护和清洗方便与安全。

金属幕墙的构造与石材幕墙的构造基本相同。按照安装方法不同，也有直接安装和骨架式安装两种。与石材幕墙构造不同的是金属面板采用折边加副框的方法形成组合件，然后再进行安装。

图2-5所示为铝塑复合板幕墙构造示例，它是用镀锌钢方管做为横梁立柱，用铝塑复合板做成带副框的组合件，用直径为4.5mm自攻螺钉固定，板缝垫杆嵌填硅酮密封胶。

在实际应用中对金属幕墙使用的铝塑复合板的要求是：用于外墙时板的厚度不得小于4mm，用于内墙时的厚度不小于3mm；铝塑复合板的铝材应为防锈铝（内墙板可使用纯铝）。外墙铝塑复合板所用铝板的厚度不小于0.5mm，内墙板所用铝板的厚度不小于0.2mm，外墙板氟碳树脂涂层的含量不应低于75%。

在金属幕墙中不同的金属材料接触处除不锈钢外，均应设置耐热的环氧树脂玻璃纤维布和尼龙垫片。有保温要求时，金属饰面板可与保温材料结合在一起，但应与主体结构外表面有50mm以上的空气层。金属板拼缝处，可以嵌填泡沫塑料材料和硅酮耐候密封胶进行密封处理，也可采用密封橡胶条。

金属饰面板组合件的大小根据设计确定，当尺寸较大时组合件内侧应增设加劲肋，铝塑复合板折边处，应当设置边肋，加劲肋可用金属方管、槽形或角形型材，并应与面板可靠连接和采取防腐措施。金属幕墙的横梁、立柱等骨架可采用型钢或铝型材。

在进行金属幕墙构造设计时，应当特别注意防雨水渗漏构造、不同金属材料接触处的处理、幕墙及结构变形缝的处理、幕墙保温构造的处理、幕墙防火构造的处理和幕墙防雷构造处理等。

（一） 幕墙的防雨水渗漏构造

在进行金属幕墙防雨水构造设计时应符合以下规定。

（1）幕墙构架　金属幕墙构架的立柱与横梁的截面形式，应当按照等压原理进行设计，即通过各种渠道使雨水能进能出。工程实践证明，只要有水、缝和压力差的存在，就会有水的渗漏问题，就应采取切实措施加以解决。

（2）排水装置　单元金属幕墙应设置相应的排水孔。在有霜冻的地区，应采用室内排水装置；在无霜冻的地区，宜在室外设置排水装置，同时应有防风装置。

（3）密封设计　当金属幕墙采用无硅酮耐候密封胶封闭设计时，必须有可靠的防风雨措施，以防止幕墙因雨水渗透而损坏。

（二） 不同金属材料接触处理

为防止不同金属相接触时发生不良化学反应，从而造成对金属幕墙的损坏，在金属幕墙中不同金属材料的接触处，除不锈钢材料外均应设置耐热的环氧树脂玻璃纤维布垫片或尼龙垫片。

（三） 金属幕墙及结构变形缝

当金属幕墙采用钢框架结构时，应按设计要求设置温度变形缝，以适应金属幕墙骨架系统的热胀冷缩变形。在实际幕墙装饰工程中，大多数金属幕墙习惯采用钢骨架，温度变形缝一般为两层一个。

（四） 金属幕墙的保温构造

金属幕墙的保温材料可与所用的金属板结合在一起，但应与主体结构外表面有50mm以上的空气层（或称通气层）。

（五） 金属幕墙的防火构造

金属幕墙的防火，除应符合《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014）和《金属与石材幕墙工程技术规范（附条文说明）》（JGJ 133—2001）中的有关规定外还应符合以下规定。

（1）设置防火隔层　金属幕墙的防火层应采取隔离措施，即在楼层之间设置一道防火隔层，这道防火隔层并不是指布置在幕墙板后面的保温层。防火隔层应根据防火材料的耐火极限决定防火层的厚度和宽度，并且应在楼板处形成防火带。

（2）防火隔层包覆　金属幕墙的防火层隔板应当用钢板进行包覆，包覆防火隔层的钢板必须采用经过防腐处理、厚度不小于1.5mm的耐热钢板，不得采用耐热性差的铝板，更不允许采用铝塑复合板。材料试验证明，铝板和铝塑复合板起不到防火的作用。

（3）防火层的密封　金属幕墙防火层的密封材料，应当采用防火密封胶。所用的防火密封胶，应当有法定检测机构的防火检验报告。不符合防火要求的密封胶，绝不能用于金属幕墙防火层的密封。

（六） 金属幕墙的防雷构造

金属幕墙的防雷构造应符合设计要求及国家标准的有关规定，其防雷装置设计及安装应经建筑设计单位认可，并还应符合以下规定。

（1）防雷装置　在金属幕墙结构中应当自上而下地安装防雷装置，并应与主体结构的防雷装置进行可靠的连接。

（2）导线连接　为了确保防雷装置的防雷效果，防雷装置中的导线应在材料表面的保护膜除掉部位进行连接。

四、金属幕墙的工艺流程和施工工艺

（一） 金属幕墙的工艺流程

根据工程实践经验证明，金属幕墙工艺流程为：测量放线→预埋件位置尺寸检查→金属骨架安装→钢结构刷防锈漆→防火保温岩棉安装→金属板安装→注密封胶→幕墙表面清理→工程验收。

（二） 金属幕墙的施工工艺

1.施工准备工作

在施工之前做好科学规划，熟悉图样，编制单项工程施工组织设计，做好施工方案部署，确定施工工艺流程和工、料、机具安排等。

详细核查施工图样和现场实际尺寸，领会设计意图，做好技术交底工作，使操作者明确每一道工序的装配、质量要求。

2.预埋件的检查

预埋件应当在进行土建工程施工时进行埋设，在幕墙施工前要根据该工程基准轴线和中线以及基准水平点，对预埋件进行检查和校核。当设计无具体的要求时，一般位置尺寸的允许偏差为±20mm，预埋件的标高允许偏差为±10mm。如有预埋件标高及位置偏差造成无法使用或漏放时，应当根据实际情况提出选用膨胀螺栓或化学锚栓加钢锚板（形成后补预埋件）的方案，并应在现场做拉拔试验，并做好记录。

3.测量放线工作

测量放线工作是非常重要的基础性工作，是幕墙安装施工的基本依据。工程实践证明：金属幕墙的安装质量在很大程度上取决于测量放线的准确与否，如果发现轴线和结构标高与图样有出入时，应及时向业主和监理工程师报告，得到处理意见进行必要地调整，并由设计单位做出设计变更。

4.金属骨架安装

（1）为确保金属骨架安装位置的准确，在金属骨架安装前，还要根据施工放样图纸检查施工放线位置是否符合设计要求。

（2）在校核金属骨架位置确实正确后，可以安装固定立柱上的铁件，以便进行金属骨架的安装。

（3）在进行金属骨架安装时，先安装同立面两端的立柱，然后拉通线顺序安装中间立柱，并使同层立柱安装在同一水平位置上。

（4）将各施工水平控制线引至已安装好的各个立柱上，并用水平仪进行认真校核，检查各立柱的安装是否标高一致。

（5）按照设计尺寸安装幕墙的金属横梁，在安装过程中要特别注意横梁一定要与立柱垂直，这是金属骨架安装中必须做到的要求。

（6）钢骨架中的立柱和横梁，一般可采用螺栓连接。如果采用焊接时，应对下方和临近的已完工装饰饰面进行成品保护。焊接时要采用对称焊，以减少因焊接产生的变形。

检查焊缝质量合格后，对所有的焊点、焊缝均需除去焊渣及做防锈处理，防锈处理一般采用刷防锈漆等方法。

（7）在两种不同金属材料接触处，除不锈钢材料外均应垫好隔离垫片，防止发生接触腐蚀。隔离垫片常采用耐热的环氧树脂玻璃纤维布或尼龙。

（8）待幕墙的金属骨架安装完工后，应通过监理公司对隐蔽工程检查验收后，方可进行下道工序。

5.金属板制作

金属幕墙所用的金属饰面板种类多，一般是在工厂加工后运至工地现场安装。铝塑复合板组合件一般在工地制作和安装。

现在以铝单板、铝塑复合板、蜂窝铝板为例，说明金属板加工制作的要求。

（1）铝单板　铝单板在弯折加工时弯折外圆弧半径不应小于板厚的1.5倍，以防止出现折裂纹和集中应力。板上加劲肋的固定可以采用电栓钉，但应保证铝板外表面不变形、不褪色，固定应牢固。铝单板的折边上要做耳子用于安装，如图2-6所示。

耳子的中心间距一般为300mm左右，角端为150mm左右。表面和耳子的连接可用焊接、铆接或在铝板上直接冲压而成。铝单板组合件的四角开口部位凡是未焊接成形的，必须用硅酮密封胶密封。

（2）铝塑复合板　铝塑复合板面有内外两层铝板，中间复合聚乙烯塑料。在切割内层铝板和聚乙烯塑料时，应保留不小于0.3mm厚的聚乙烯塑料，并不得划伤外层铝板的内表面。铝塑复合板面板示意如图2-7所示。

打孔、切口后外露的聚乙烯塑料及角缝处，应采用中性的聚硅氧烷密封胶密封，防止水渗漏到聚乙烯塑料内。加工过程中铝塑复合板严禁与水接触，以确保质量。其耳子材料一般宜采用角铝。

（3）蜂窝铝板　应根据组装要求决定切口的尺寸和形状。在去除铝芯时不得划伤外层铝板的内表面，各部位外层铝板上，应保留0.3～0.5mm的铝芯。直角部位的加工，折角内弯成圆弧，对于蜂窝铝板边角和缝隙处，应当采用硅酮密封胶进行密封。边缘的加工应将外层铝板折合180°，并将铝芯包封。

（4）金属幕墙的吊挂件和安装件　金属幕墙的吊挂件、安装件应采用铝合金件或不锈钢件，并应有可调整范围。采用铝合金立柱时立柱连接部位的局部壁厚不得小于5mm。

6.防火、保温材料安装

（1）金属幕墙所用的防火材料和保温材料，必须是符合设计要求和现行标准规定的合格材料。在施工前，应对防火和保温材料进行质量复检，不合格的材料不得用于工程。

（2）在每层楼板与石材幕墙之间不能有空隙，应用1.5mm厚镀锌钢板和防火岩棉形成防火隔离带，用防火胶密封。

（3）在北方寒冷地区，保温层最好应有防水、防潮保护层，在金属骨架内填塞固定，要求严密牢固。

（4）幕墙保温层施工后，保温层最好应有防水、防潮保护层，以便在金属骨架内填塞固定后严密可靠。

7.金属幕墙的吊挂件、安装件

金属面板安装同有框玻璃幕墙中的玻璃组合件安装。金属面板是经过折边加工、装有耳子（有的还有加劲肋）的组合件，通过铆钉、螺栓等与横竖骨架连接。

8.注胶密封与清洁

金属幕墙板的拼缝的密封处理与有框玻璃幕墙相同，以保证幕墙整体有足够的、符合设计的黏结强度和防渗漏能力。施工时注意成品保护和防止构件污染，待密封胶完全固化后或在工程竣工验收时再撕去金属板面的保护膜。

9.施工注意事项

（1）金属面板通常由专业工厂加工成型。但因实际工程的需要，部分面板由现场加工是不可避免的。现场加工应使用专业设备和工具，由专业操作人员操作，以确保板件的加工质量和操作安全。

（2）各种电动工具使用前必须进行性能和绝缘检查，吊篮必须做荷载、各种保护装置和运转试验。

（3）金属面板在运输、保管和施工中不要重压，在条件允许时要采取有效的保护措施，以免发生因重压而变形。

（4）由于金属板表面上均有防腐及保护涂层，应注意硅酮密封胶与涂层黏结的相容性问题，事先做好相容性试验，并为业主和监理工程师提供合格成品的试验报告，保证胶缝的施工质量和耐久性。

（5）在金属面板加工和安装时应当特别注意金属板面的压延纹理方向，通常成品保护膜上印有安装方向的标记，否则会出现纹理不顺、色差较大等现象，严重影响装饰效果和安装质量。

（6）固定金属面板的压板、螺钉，其规格、间距一定要符合规范和设计要求，并要拧紧不松动。

（7）金属板件的四角如果未经焊接处理，应当用硅酮密封胶来进行嵌填，保证密封、防渗漏效果。

（8）其他注意事项同隐框玻璃幕墙和石材幕墙。