建筑外墙干挂石材幕墙施工技术研究.pdf

17现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 1 期2024 年 1 月Vol.3 No.1Jan.2024建筑外墙干挂石材幕墙施工技术研究朱庆潘1，曹秀敏2，刘 欢31.山东中骥建筑工程有限公司，山东济宁272000；2.济宁经开城市环境服务有限公司，山东济宁272400；3.嘉祥城市建设集团有限公司，山东济宁272400摘要：对干挂石材幕墙施工技术展开研究，着重关注石材选择、施工工艺、质量控制和验收标准。采用文献回顾、实地考察和数据分析等方法，详细考察了石材选择的关键因素，深入探讨了施工工艺和技术，提出相关数学模型和算法，以优化石材切割过程，减少浪费。在质量控制方面，强调了施工监督和质量测试的重要性。通过系统的研究和分析，得出结论：正确选择石材、精心设计施工工艺、严格执行质量控制措施和符合验收标准，是确保干挂石材幕墙施工高质量的关键因素。该研究可为干挂石材幕墙的施工提供重要的指导。关键词：干挂石材幕墙；石材选择；施工工艺；质量控制；验收标准中图分类号：TU767 文献标识码：AResearch on Construction Technology of Dry Hanging Stone Curtain Wall on Building External WallsZhu Qingpan1,Cao Xiumin2,Liu Huan31.Shandong Zhongji Construction Engineering Co.,LTD.,Jining,Shandong 272000;2.Jining Economic Development Zone Urban Environmental Services Co.,Ltd.,Jining,Shandong 272400;3.Jiaxiang City Construction Group Co.,Ltd.,Jining,Shandong 272400Abstract:Research on the construction technology of dry hanging stone curtain walls,with a focus on stone selection,construction technology,quality control,and acceptance standards.By using methods such as literature review,field investigation,and data analysis,the key factors in stone selection were thoroughly examined,and construction processes and technologies were thoroughly explored.Relevant mathematical models and algorithms were proposed to optimize the stone cutting process and reduce waste.In terms of quality control,the importance of construction supervision and quality testing was emphasized.Through systematic research and analysis,it is concluded that the correct selection of stone,careful design of construction technology,strict implementation of quality control measures,and compliance with acceptance standards are key factors to ensure high-quality construction of dry hanging stone curtain walls.This study can provide important guidance for the construction of dry hanging stone curtain walls.Keywords:dry hanging stone curtain wall;stone selection;construction technology;quality control;acceptance criteria作者简介：朱庆潘（1988），男，硕士，山东中骥建筑工程有限公司工程师，研究方向为建筑工程。建筑外墙干挂石材幕墙在现代建筑中具有广泛的应用，它不仅为建筑物提供了防水、隔热、装饰等功能，还赋予了建筑物独特的外观和艺术价值。然而，一个高质量、持久耐用的石材幕墙需要精湛的施工技术和细致的质量控制。因此，对建筑外墙干挂石材幕墙施工技术研究就显得至关重要。1石材选择需考虑的因素1.1强度和耐久性在选择建筑外墙干挂石材幕墙的材料时，首要考虑的是石材的强度和耐久性。这是因为石材必须能够承受各种外部环境和气候条件不断影响，以确保幕墙的长期稳定性和安全性。具体而言，石材的抗风能力是一个重要方面，因为干挂石材幕墙通常位于建筑物的外立面，直接受到风载荷的作用。选用强度足够的石材可以有效减小风压带来的影响，从而确保幕墙不会发生变形或破坏。此外，耐候性也是一个关键因素，特别是在恶劣气候条件下。石材应该具备抗紫外线辐射、耐高温、耐低温等特性，以防止外观的褪色或损坏。抗污染性和抗腐蚀性同样重要，因为建筑物常常面临大气污染物、酸雨等环境因素的侵蚀，这可能会损害石材的质量和美观度。182024 年 1 月第 3 卷第 1 期现 代 工 程 科 技181.2外观和装饰性外墙干挂石材幕墙在建筑的外观和装饰方面发挥着重要作用，因此，在选择石材时，外观和装饰性是至关重要的因素。石材的颜色和纹理应与建筑设计和环境相协调。不同类型的石材拥有各自独特的颜色和纹理，可以为建筑赋予不同的风格和氛围。因此，选择合适的石材可以达到建筑师所期望的视觉效果，使建筑更加吸引人。此外，石材的外观不仅与颜色和纹理有关，还与表面处理和光泽度有关。一些石材可以通过抛光或其他处理方法获得光滑的表面，增加了装饰性。石材的可塑性也是外观和装饰性的一个因素，因为一些石材容易被切割和雕刻，从而为建筑增加个性化的设计元素。1.3成本和可持续性在选择建筑外墙干挂石材幕墙的石材时，成本和可持续性是另外两个至关重要的因素。一方面，成本考虑因素涉及采购、加工、运输和安装石材各个阶段的费用。不同类型的石材有不同的价格，而且石材的来源、加工和运输成本也会影响总成本。因此，建筑项目的预算需要与石材的选择相匹配，以确保项目的经济性和可行性。另一方面，可持续性是现代建筑中越来越重要的因素。选择具有可持续性的石材有助于减少对自然资源的消耗，降低环境影响，并延长建筑物的使用寿命。可持续性还包括了石材的来源，例如选择本地产的石材可以减少运输的碳足迹1。2施工工艺和技术2.1施工前准备在进行建筑外墙干挂石材幕墙的施工之前，必须进行充分的施工前准备，包括设计和规划，以及安全考虑。2.1.1设计和规划在施工前的设计和规划阶段，需要协调各方，确保项目的顺利进行。这一过程是为了明确石材的种类、规格和颜色，以及确定支撑结构、连接方式和施工流程（表1）。具体来说，石材选型需要根据项目要求进行详细考虑，确保所选石材具备所需的强度和装饰性。此外，结构设计必须满足建筑的荷载要求，确保幕墙的稳定性（表2）。详细的图纸和施工计划将规定石材的布局、支撑结构和安装步骤，使施工团队有明确的方向。成本估算则有助于确保项目在预算内完成，减少经济浪费。考虑到环保和可持续性，选择符合可持续建筑原则的材料是现代建筑项目不可或缺的一部分。表1石材选型示例石材种类强度等级颜色选择单位面积成本（元/m2）大理石A 级白色500花岗岩B 级灰色450石英石C 级棕色550表2结构设计示例表支撑结构类型连接方式最大荷载（N/m2）支撑结构类型钢结构螺栓连接2000钢结构铝合金悬挂系统1800铝合金钢筋混凝土螺栓连接2200钢筋混凝土2.1.2安全考虑施工安全始终是至关重要的。在施工前，必须制定详细的安全计划，确保施工现场的安全性。这个计划将明确安全要求和程序，包括应急计划、防护措施和事故处理流程。培训和教育也是确保工作人员安全的关键因素，因此所有工作人员都需要接受相关的安全培训，了解如何在施工现场安全操作。此外，施工现场需要符合所有适用的安全法规和标准，以确保工作人员的安全。安全考虑不仅关系到工作人员的生命安全，还可以防止意外事故对项目进度和质量的不利影响，因此其在施工前准备中占有重要地位。2.2干挂系统在外墙干挂石材幕墙的施工中，干挂系统扮演着至关重要的角色，它是保证石材幕墙稳定性和外观的关键技术组成部分。现在，将详细阐述干挂系统的结构概述和安装步骤，以确保项目的成功施工。2.2.1结构概述干挂系统的结构是外墙干挂石材幕墙施工中的关键组成部分。该系统由三个部分构成，分别是支撑结构、悬挂系统和石材支座。支撑结构是由钢材或铝合金制成的，其主要功能在于支撑和固定石材，同时负责承受风荷载和石材自重。支撑结构的稳定性和准确性对于整个幕墙系统的性能至关重要。悬挂系统包括各种固定夹具、挂件和支架，用于连接石材与支撑结构。这些组件的选择和安装对于石材的垂直和水平安装，以及整体幕墙的稳定性都有着重要影响。悬挂系统的合理设计和精确安装是确保幕墙质量的关键步骤之一。石材支座位于支撑结构和石材之间，其作用是分散石材的重量，确保石材得到均匀的支撑并具备适当的排水功能。石材支座的设置必须精19朱庆潘，曹秀敏，刘 欢：建筑外墙干挂石材幕墙施工技术研究建造科技确，以满足石材的要求，同时确保石材的稳定性和外观 适宜。2.2.2安装步骤安装干挂系统是外墙石材幕墙施工中的核心环节，其质量和稳定性直接关系到整个项目的成功。支撑结构的安装至关重要。支撑结构通常由高强度的钢材或铝合金制成，其任务是支撑石材的重量并承担外部荷载。支撑结构必须被准确地安装在建筑结构上，确保垂直和水平的准确性；悬挂系统的安装，这包括各种固定夹具、挂件和支架的正确安装，以确保石材与支撑结构之间的可靠连接。这些组件的选择和安装必须严格遵循制造商的建议，以确保它们与支撑结构的连接稳固，并且满足垂直和水平的要求。悬挂系统的质量和精确性直接影响到石材幕墙的平整度和稳定性，因此需要特别关注；石材支座的安装，这些支座的作用是分散石材的重量并减少振动传递。支座的正确设置和安装是关键，以确保每块石材得到均匀的支撑并维持适当的排水功能；进入石材的安装阶段是逐一将石材安装到支座上的过程。在这个过程中，必须确保每块石材与悬挂系统的连接稳固，位置准确，并且满足水平和垂直方向的要求。使用适当的螺栓和固定件来确保石材的牢固固定，以保证石材幕墙的整体质量和外观；绝缘层的安装是最后一步。绝缘层通常位于支撑结构和石材之间，其作用是隔热和防潮。绝缘层必须被准确切割和固定，以覆盖整个干挂系统，并确保其性能不受影响。2.3石材安装2.3.1石材切割和加工石材的切割和加工在石材幕墙施工中具有关键性的技术要求。这一步骤的专业性和准确性对于确保石材与幕墙完美契合至关重要。切割石材通常使用水切割机或砂轮机等专业设备。水切割机利用高压水流与磨料混合物，以高速切割石材。这种方法的优点是切割精度高，能够满足设计尺寸的要求。其切割速度和刀具使用寿命可以通过调整水流压力和磨料颗粒大小来控制2。切割速度（V）可以使用以下方程来计算。V=Q/A（1）式（1）中，Q表示水流量，A表示切割截面积。通过优化水流量和磨料颗粒大小，可以实现高效的切割。考虑到石材的天然纹理和颜色差异，切割和加工必须在尽可能减少浪费的前提下进行。为了最大限度地利用石材原材料，可以使用优化切割方案，通过数学模型和优化算法来确定切割模式。这可以减少石材浪费，提高资源利用效率。假设有一块大理石板，需要从中切割出多个小石板，每个小石板都有特定的尺寸和形状要求。目标是找到最佳的切割模式，以最小化原始大理石板的浪费。定义决策变量：式（2）中，Xij表示在原始大理石板上是否选择切割出第i个小石板（1表示选择，0表示不选择）。Li表示第i块小石板的长度要求。Wi表示第i块小石板的宽度要求。目标函数：最小化浪费，即最大化已切割小石板的总面积。（2）约束条件为每个小石板只能切割一次：（3）切割出的小石板尺寸不能超过原始大理石板的尺寸：（4）（5）切割出的小石板必须满足其尺寸要求：（6）（7）这个简化的数学模型可以帮助确定最佳的切割方案，以最大程度地减少石材浪费。实际应用中，可能需要更复杂的算法和工程软件来考虑更多的约束条件和变量，以更准确地优化切割模式。此外，边缘处理也是切割和加工过程的关键步骤。石材的边缘必须经过精细磨削和抛光，以确保其平滑度和一致性，以及与相邻石材的契合。这一过程可能涉及磨削机械的参数设置，如转速和磨料选择，以满足表面质量要求。具体的参数数据将取决于所使用的磨削机械设备和石材类型，这些参数通常需要在实际操作中进行调整和优化。磨削机械的转速通常以每分钟转数（rpm）为单位表示。对于一般的大理石石材，初始转速可能为15003000rpm。这个数值可以根据具体的切割和磨削任务来调整。同时，磨削过程中使用的磨料种类和颗粒大小可以根据石材的硬度和所需的表面质量而变化。例如，对于大理石，初期可以使用4060号的磨料进行粗磨，然后逐渐过渡到200400号的细磨料以提高光滑度。磨削机械通常具有可调节的磨削压力，单位可以是牛顿（N）或磅力（lbf）3。初始压力通常可以设置为202024 年 1 月第 3 卷第 1 期现 代 工 程 科 技20100500N，但具体数值将根据磨削任务和石材类型来调整。冷却液的流量通常以升/分钟（L/min）或加仑/分钟（gal/min）表示。冷却液的类型可以是水或专用的切割液体。流量和类型将根据磨削机械和工作条件进行调整。磨削轮的规格通常包括直径和磨料颗粒大小。例如，直径可能为100200mm，颗粒大小可能为40400m，具体的选择将取决于磨削任务和石材类型。2.3.2安装方法石材的安装方法对于石材幕墙的稳定性和外观至关重要。通常，安装可以采用干挂系统或粘贴系统。在悬挂系统中，石材通过悬挂系统与支撑结构连接；而在粘贴系统中，石材直接黏附在墙面上。选择合适的安装方法取决于石材的类型、幕墙设计和建筑要求。无论采用哪种方法，安装过程必须严格按照设计图纸和制造商的建议进行，确保每块石材牢固、垂直和水平地安装，并满足防水和隔热要求。2.3.3保护和维护石材幕墙的长期性能需要定期维护。这包括定期检查石材表面的污垢和腐蚀，并采取适当的清洁和维护措施。同时，定期检查悬挂系统和支撑结构的稳定性，以确保其正常运行。对于特殊材料，如大理石或花岗岩，可能需要额外的密封和保养以保持其美观。保护和维护工作应该成为石材幕墙项目的长期计划的一部分，以确保其外观和性能在时间推移中保持稳定。3质量控制和验收3.1质量控制措施在干挂石材幕墙施工过程中，质量控制措施起着至关重要的作用，以确保最终成品的质量满足项目要求。3.1.1施工监督施工监督是质量控制的核心部分。专业监督人员应定期检查施工现场，确保所有工作按照设计和规范进行。监督人员需要关注支撑结构的安装质量、石材的正确安装、支座的位置和数量等关键细节4-5。任何问题或不合格的工作都应及时纠正，并确保符合质量标准。3.1.2质量测试和检查除了视觉检查，还需要进行一系列质量测试和检查，以验证干挂石材幕墙的性能。这可能包括石材的强度测试、支座的承载能力测试、安装后的结构稳定性分析等。这些测试和检查可以提供客观的数据，确保幕墙的质量符合标准。3.2干挂石材幕墙的验收标准完成施工后，必须进行全面的验收，以确保干挂石材幕墙达到预期的质量。3.2.1外观质量外观质量是幕墙验收的关键标准之一。外观应该整洁、平整，石材之间的接缝应该匹配且无明显裂缝。颜色、纹理和光泽应一致，并与设计图纸相符。任何可见的缺陷、污渍或损伤都需要纳入评估，并确保得到修复或更换。3.2.2结构完整性干挂石材幕墙必须具备良好的结构完整性，能够承受风荷载、自重和其他外部力的影响。验收时需要检查支撑结构、悬挂系统和石材支座的稳定性，确保其符合相关建筑标准和规范。3.2.3防水性能干挂石材幕墙的防水性能至关重要，以防止雨水渗透到建筑内部。验收时需要进行水密性测试，模拟雨水冲刷并观察是否有渗漏现象。防水层和密封材料的质量也需要仔细检查5。4结语总之，建筑外墙干挂石材幕墙作为一种常见的建筑外观装饰和保护材料，需要在施工过程中充分考虑材料选择、工艺技术和质量控制，以确保最终的建筑外墙具有美观、耐久和功能性。通过深入研究和实施上述技术和措施，可以为建筑行业提供更高质量的外墙解决方案，同时满足设计和可持续性要求。参考文献1 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