建筑师爱恨“胶”织的表皮分缝

建筑师设计作品时,脑海里先入为主的是一个完美无缝的建筑表皮,拥有丝滑般的表面和曼妙的曲线,理想中的表皮材质是连续不断的。但是在表皮深化设计过程中,我们会发现由于面材自身板幅限值的原因以及不同材料之间的拼接,导致建筑表皮不可避免地形成各种分缝,另外加工工艺和施工需要也会使得建筑表皮不得不分缝。

无缝处理
如何处理好建筑面板间的接缝,一直是建筑师关注的细节。而处理分格接缝无非几种方式:胶缝、嵌条缝、开放缝

胶缝设计

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胶缝宽度设计

对于胶缝,建筑师往往是恨多于爱,但又不得不与之共处。关于胶缝的宽度取值,我们这里现先给大做个知识普及吧~建筑接缝宽度需基于接缝细部材料属性:包括材料的膨胀系数、被粘材料表面特性,而宽度最小取值将取决于合理的位移量:包括建筑结构主体位移、构件的变形、外部荷载(风荷载、温度应力)引起的变形量等,同时考虑正向和切向位移;这些因素的综合考量后才能计算出胶缝的合理宽度。

所以在设计胶缝宽度时,并非我们经常期望的那样,越细越小都可以。

建筑用密封胶大都属于合成胶粘剂,其主体是聚合物,其性质可分为三类:本体性质、工艺性质和使用性质。本体性质取决于密封胶主体聚合物的化学和物理结构,是可以精确地重复测量出来的,工艺性质是指密封胶在制造过程中表现出的有关特性,使用性质(产品性能)则主要是指密封胶在形成胶结过程中到形成胶结接头的综合性能,包括伸缩性、耐候性、粘接性等。

建筑对密封胶的功能要求主要取决于环境因素:包括阳光紫外线UV的辐射老化、氧气和臭氧的氧化、水和水蒸气的侵蚀、环境的温度变化的影响、风荷载与剪切力的作用、循环机械(压缩/拉伸)荷载、侵害性的大气污染(如:酸雨、盐雾等)、微生物和大生物(真菌等)的影响。胶缝必须满足建筑防水、隔音、节能、防腐蚀、防污染、防火、装饰、结构弹性联接、结构安全耐久等功能。

如此多的性能要求之下,建筑胶缝的设计则需要更加精细的计算:

1、位移量的确定。
由温度引起的位移量可按下式计算:
△L=a×△T×L
△L:温度位移量(mm);
a:构件的温度伸缩系数(×10-6mm/℃)
△T:构件的温度差(℃)
L:构件的长度(mm)。
2、接缝设计是结构设计和防水设计的组成部分,达到预期效果成功的接缝主要依靠正确设计及选材。接缝处于永久性或瞬时性运动状态,限制运动可能会引起构件自身挠曲、开裂或端部破坏,产生难以控制的渗漏和更大的危害。设计必须充分考虑接缝的自由运动位移并设置适应位移和环境要求的密封,严禁三面粘着。胶缝宽度计算:
1)结构型宽度(只考虑风荷载)=最长短边(mm)×设计风压值(KPa)/2×138(KPa);深度(mm)≥幕墙玻璃的相对位移量(mm)/结构胶变位能力(2+结构胶变位能力)1/S;
结构胶宽度≥6mm,结构胶深度≥6mm,结构胶宽度≥结构胶深度;结构胶宽度与深度比必须在1:1~3:1之间;更详细的设计应遵循JGJ102规范要求。
2)耐候型宽度。宽度≥6mm,粘结面≥6mm;宽度与厚度比应至少为2:1,厚度不建议超过12mm。
2
密封胶颜色选择

一般情况下,耐候密封胶的颜色选择并不涉及成本问题,但是考验设计师的美学和细节处理。经常会遇到这样的情况,精挑细选的面板材料很高级,单独看面板的质感也很好,颜色与建筑意图也很和谐,但耐候密封胶一上墙,整个立面的质感就被摔到地板上一般,直接差评。耐候胶的颜色没有特别在意,或者没有与面板打样做必选,或者做同色胶时调配出的颜色不正,或者小样板的感觉与大面积区域不同。总之,胶的颜色选择不可轻视。

石材打胶前,开缝状态

石材胶颜色比选

石材胶颜色比选

义乌下车门悦府 ——CAC顾问

胶缝颜色选择时经常会纠结于同色还是非同色胶缝,没有办法去评判那种颜色的处理方式更好,需要根据建筑风格和设计意图来确定色系问题。但有点可以明确的建议是,如果胶厂反复调试的颜色都无法达到想要的同色,尽可跳出同色怪圈,选择一款与面板颜色同系但能看出胶缝线条的颜色。没准效果更好。因为所谓的调试色其实都是非标准色,经常会出现颜色不正或颜色轻佻塑化效果,选择标准色号或厂家已有的标准产品相对可靠。

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打胶注意事项

打胶施工注意事项:雨季必须停止打胶,雨停后确保施胶表面干燥后再打胶;施胶表面的温度过高、一天内温差过大、泡模棒的不合适或破裂、施打胶的不密实及胶表面的水气等都是造成胶面变形、起泡与粘接失败的主要原因。

接缝打胶施工成功与否完全依赖接缝施工和密封作业是否规范。密封作业不仅需要正确熟练的操作技巧,而且必须认真负责,有耐心,从而避免发生缺陷。大量事实表明,接缝施工缺陷和密封施工不当是造成渗透的重要原因,且后续查找漏源和弥补密封十分困难,既费时、费工,又增加不必要的费用。

采用胶缝处理的建筑设计时,打胶施工作业看似无关紧要,实则是最关键的“临门一脚”,它会很大程度上影响到建筑外观品质和落地效果,严重的将产生渗漏影响正常使用功能。

韩涛

小结

我们经常谈“胶”色变的原因还是打胶质量较差导致,要么不顺直平整,要不宽度超出你的想象。但是如果采用较好品牌的产品,精挑细选胶的颜色,并且施工质量良好的话,胶缝的外观效果也是可以做好良好的。

嵌条缝设计

拼缝内嵌金属线条是建筑精细化设计带来的建筑细节元素,使得建筑立面更加有层次和精致感。而我们在对建筑表皮进行深化设计时,经常会提出一种“更好”的设计手法,就是借助建筑细节上本就存在的线条,将板块间的胶缝隐藏其中,这样既满足建筑的细节设计效果,又将我们不希望呈现出来的胶缝隐藏起来。

杭州万科亚运村项目——CAC顾问

嵌条盖住胶缝

装饰线条盖住胶缝

开放缝设计

所谓开放式拼缝处理就是对板块间拼缝不作任何处理,让缝隙敞开空气和雨水可自由流通,保持板块边缘利索、挺括、锐利,无论是金属板墙面或是石材墙面,立面的观感是比较纯粹的单一材质,整体效果相比胶缝处理的立面更加工整、笔直。

开缝式幕墙系统的构造设计并非简单地将原有的拼缝胶去除即可,而应在敞开式的面板内部构造上做必要的设计。敞开的缝隙允许雨水自由流入,那么构造设计时应考虑内侧的二道防水层和可靠的导水、排水方式,或采用主体外保温层外侧的防水透气膜作为二道防水,或采用热镀锌钢板、铝板覆盖钢龙骨作为二道防水层。如采用第一种外保温防水层的方式,则面板的支承龙骨应采取防锈较为可靠铝合金、耐候钢、或防腐处理可靠的钢龙骨,以保证龙骨的耐候持久性。

青岛灵湾壹号——CAC 顾问
开放式石材
开放式铝板

在北方严寒地区,一般不建议做开缝石材幕墙,避免冬季雨水侵入后发生石材冻裂情况,而常规情况下如果采用开放式石板系统,石材面板后应采取玻璃丝网布等防碎坠落措施。

除了石板、金属板幕墙系统之外,其他一些人造面板的幕墙如水泥板、陶土板、GRC板、UHPC板、PC板等,都可以采用合适构造的开放式幕墙系统。

无论是开放式幕墙系统,还是密封式幕墙系统,控制材料工艺和施工质量是关键,设计和施工控制得当,高品质的胶缝一样是美的。

更好即是创新

BETTER DESIGN BETTER INNOVATION

CAC 楷宴建筑咨询(上海)有限公司专注建筑表皮设计与顾问服务,坚持为客户创造更多价值,提出 “更好即是创新” 的设计理念,秉承匠心与责任心。我们认为表皮设计的价值在于辅助建筑方案实现完美的落地品质,坚持更好的设计理念,不断挑战自我创造更好,竭力为每一个建筑作品呈现更好的品质。

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