【幕墙材料】陶瓷管幕墙应用研究及启示幕墙材料复试检测清单

（有趣，我们学习一下吧！）

陶瓷板、陶瓷管在幕墙工程中的应用

可以帮助建筑物表达特定的外观效果

01.

介绍

幕墙作为建筑的外部维护结构，原本是建筑外承重墙的替代品，只具有让建筑更加美观的单一功能，如今则日益向多重深度探索，室内彰显建筑个性，彰显地位；室外与城市环境和谐共存，让建筑内外的互动更加舒适。

幕墙早已超越了建筑的范畴，被赋予了越来越多的时代特征，以各种方式诠释着丰富多彩的建筑性格，或热情活泼，或沉稳内敛；或自由奔放，或委婉动人。

陶瓷的诞生，赋予了建筑一件文化的长袍，无论是陶板、陶土板还是陶瓷管，在这种最贴近自然的材料的衬托下，建筑仿佛失去了世俗的浮华，放慢了一切的脚步，仿佛有很多故事要告诉你。

02.

工程材料

中国是陶瓷的发源地，制陶烧制工艺在中国源远流长，从秦汉时期的亭台楼阁到现代建筑的陶土构件，无论从美观度还是实用性上都堪称一绝。

陶器作为文明的具体符号，已由原始的“产品”转变为艺术的“作品”，被当代建筑师发掘后，越来越多地运用在创新型城市建筑中。

△杭州东园·未来生活体验中心陶瓷构件

△仪征市综合体育馆、陶棒

2.1 陶瓷产品类别

幕墙所用的陶瓷产品一般分为陶瓷板和陶瓷管。

外表面处理有以下几种类型：

自然面、釉面、砂面、槽面、仿古面

此外，丰富的色彩

也为建筑师提供了更多的选择

△陶瓷板颜色分类

△表面处理方式

△陶瓷板剖面

2.2陶瓷产品的理化性能及应用优势

陶板以天然粘土为原料，生产过程不产生废气、污水、废渣，与普通陶瓷相比，节水50%以上，能耗低，是绿色环保的建筑材料。此外，陶板具有的诸多优异的物理化学性能，也决定了其作为幕墙外饰面材料的优异性能。

理化性能参数

从上表可以看出，更轻的自重降低了陶瓷幕墙的施工难度和安全隐患；更强的抗冻、抗腐蚀及自清洁性能大大降低了材料的维护成本；

此外，更高的防火等级和耐热性、更强的隔音效果以及极低的放射性都决定了陶板有潜力成为一种优秀的绿色环保低能耗外墙材料。

然后从建筑效果和结构适用性的角度

施工方便

陶瓷幕墙与其他幕墙相比有哪些优势？

不同非透明幕墙系统的比较

从上表可以看出，与石材幕墙相比，陶瓷幕墙自重轻，工厂预留凹槽，施工更加便捷；色差小，自洁性强，外观效果更容易长期保证。

与铝幕墙相比，不褪色、不易污染、保温性能强，更符合绿色建筑的整体趋势；与瓷质幕墙相比，陶瓷幕墙的吊装方式更便捷，隔音性能更好，材料破损率更低。

03.

工程技术分析

3.1陶瓷管产品及其单元结构

本文重点分析了现有的陶瓷管幕墙项目

项目外观采用白釉陶瓷管。

每三根独立陶瓷管之间通过连接件连接

端部组件与沉头自攻螺钉组成陶瓷管单元

然后将其连接到龙骨系统

由于陶瓷棒为脆性材料，在清理、施工过程中可能因外力等外界因素而断裂、脱落，因此在陶瓷棒内壁衬有防爆膜，并在腔体处加装铝合金芯管。

末端通过铝合金高强度吊架系统与电缆连接，铝合金芯管末端通过EPDM柔性连接在陶瓷棒内部。这样，主要承重部件就是铝合金芯管，陶瓷棒只是装饰材料，即使损坏，也能有效避免整根棒脱落的潜在危险。

△陶瓷管部件

△陶瓷管单元

3.2 陶瓷管挂具系统分析

3.2.1陶瓷管幕墙的外观及挂装方式

从图中可以看出，这个项目的外立面其实是双层幕墙，内侧是铝板幕墙，中间是检修栈道，外侧是陶瓷管幕墙。

△斜拉陶瓷管幕墙标准断面图△内外幕墙实景图

外置陶瓷管系统以拉索作为结构受力构件，有利于外观效果的整体性，同时拉索为柔性结构，易于找造型。陶瓷杆以三根为一组布置，间隙错开。由于陶瓷管幕墙所在立面为双曲抛物面，从下至上的间距由40至100mm逐渐变化，每隔几层变化一次，确保立面上陶瓷管曲线的布置流畅。

△陶瓷管幕墙干挂样品

3.2.2 电缆结构

拉索作为陶瓷管幕墙的龙骨系统，固定在从主体钢结构悬挑出来的圆形钢梁上。

△ 电缆安装施工

为了合理使用拉索，最大限度提高拉索的利用率，结构设计考虑采用φ16不锈钢拉索，每四层作为一个张拉段，顶部和底部设置调整端，其他中间层为滑动支撑，控制水平力和立面形状。此方案可省去3/4的调整端，节省成本，降低张拉成本。

索缆固定端布置在张拉段底层和顶层，为控制索缆整体水平挠度，可控制调整预应力，中间层起滑动支撑作用，不承受竖向力。张拉调整完毕，陶瓷管吊装完毕后，进行最后的锁紧固定。

拉索的选取需通过计算协调，并考虑边界条件，本例中拉索幕墙为最外层陶瓷管幕墙的承重构件，仅需考虑幕墙体系的初始预拉力、自重、水平风荷载及地震荷载、竖向活荷载、温度荷载。

缆索结构无需考虑主悬臂钢结构变形的影响，另外在边界条件方面，每隔四层对缆索设置竖向位移约束，其余楼层仅设置水平位移约束。

△陶瓷管幕墙面积分布/陶瓷管幕墙计算模型

3.2.3 陶瓷管的吊挂

每三根陶瓷管组成一个陶瓷管单元，通过连接件等部件组装而成，最外侧的连接件有两个挂孔，每根电缆在对应陶瓷管单元接头处有一个开槽卡箍，开槽卡箍穿过两个挂螺栓和一个限位螺栓。

全部电缆施工完成后，将每个陶瓷管单元挂在两根挂螺栓上，并由中间M5不锈钢螺栓限位，防止陶瓷管单元脱落。

△ 安装螺栓及限位螺栓前后

△陶瓷管端吊架△陶瓷管挂节点

3.2.4陶瓷管角接

幕墙转角的处理没有采用开模弯曲造型的陶瓷管，而是采用型材作为过渡。

两侧陶瓷管单元通过铰链式连接件与角型材连接，可适应任意角度的弯曲造型。

这种巧妙的方法避免了使用不同的模具来加工弯曲的一体式陶瓷管以适应不同角度的转角的昂贵做法。

△转角过渡型材

△ 转角陶瓷管单元端专用角码/铰链式转接器

△ 角落外景 / 角落内景

04.

总结

国内建筑幕墙经过30多年的发展，已建立起国家行业标准体系，并完成了巨量的工程实践，同时与建筑设计的结合程度也得到了很大的提高，但在性能和质量上仍有很大的提升空间。未来随着陶瓷管幕墙项目个性化设计比例的提升，越来越多的项目涉及到新技术、新材料、新工艺的改造与开发，预计建筑项目产值将持续增长。