浅谈陶土砖幕墙的安装质量控制

王小勇

（上海建科工程咨询有限公司， 上海 200032）

0 引 言

陶土砖属于一种黏土砖，采用高温烧制成型，色调特殊，是一种绿色环保材料，主要应用于建筑墙地部位。陶土砖幕墙则主要利用陶土砖材料特殊的外观效果，通过陶土砖紧密排列组合达到建筑幕墙设计效果，使整个建筑的外立面在陶土砖特殊的色调下，达到一种强烈的艺术效果，使传统材料与具有现代艺术气息要求的建筑完美地结合起来。

现有建筑市场上以陶土砖作为建筑幕墙且在整个单体上大面积使用尚不多见。为此，本文以使用陶土砖作为建筑幕墙的上海交响乐团迁建工程为例，对陶土砖幕墙建筑外立面现场施工过程中的技术难点、特点和主要安装方式进行了探讨。可为日后采用陶土砖幕墙的工程施工过程的技术质量控制提供参考。

1 工程概况

上海交响乐团迁建工程位于上海市徐汇区复兴中路1380 号，东邻汾阳路 200 m，南邻复兴中路，西到宝庆路150 m；建筑面积约 19 950 m2，建筑结构形式为钢筋混凝土框架剪力墙结构，建筑结构安全等级为一级。地上建筑为 2 层，总建筑面积约 5 270 m2，其中排演厅 A 最大高度为 18.03 m；地下为 4 层，建筑面积约 14 680 m2。

本工程排演厅 A 及排演厅 B 两个单体建筑外立面均采用陶土砖幕墙，安装结构形式为构件式，属开放式幕墙，设计结构使用年限为 25 a，幕墙结构构件安全等级为一级(见图 1)。

图1 工程效果图

2 陶土砖幕墙施工过程难点控制

由于本工程采用陶土砖幕墙，其材料规格、安装形式特殊，需要进行针对性加工制作。在施工之前，在我国尚无一例像本工程一样大面积使用陶土砖作为建筑外立面幕墙的先例。而这些仅在建筑室内的装饰装修及室外的局部有使用的陶土砖做墙地砖，在当时的建筑市场中的采购难度较大。根据建筑设计要求，为了达到幕墙外立面的建筑效果，需要运用四种颜色进行混搭，所以，陶土砖的加工制作对本工程的施工安装及建筑效果起到关键的作用。

2.1 陶土砖加工制作难点及质量控制要求

本工程选用厚 50 mm 的陶土砖，要求质地良好、坚硬、耐久、成色好，具有统一的强度、颜色和纹理；不含石坑水、缺陷、裂纹、缝隙、突变等，并要求陶砖最大含水率不大于 6%。由于陶土砖模块较小，砖体为多孔型。建筑设计对施工过程技术质量控制要求高，对外立面效果要求高，因此陶土砖幕墙施工的质量控制难度较大。本工程陶土砖加工制作难度大，主要形式如图 2 和图 3 所示。

图2 A型及A-1型陶土砖视图

图3 B型及B-1型陶土砖视图

陶土砖为多孔砖，型号共有两种：A 型的尺寸225.3×50；B 型的尺寸 229.8×50。其中每块陶土砖圆孔的中距为 116.7 mm；圆孔为定位孔，内穿直径 12 mm 的304 不锈钢杆连接贯通整个陶土砖幕墙。陶土砖分为劈岩面和拉毛面陶土砖两种，给加工及制作增加了难度。对每一块陶土砖加工制作精度要求非常高，普通磨具铸铁是无法满足陶土砖的精度要求。

鉴于上述陶土砖加工制作的难度，本工程通过组织项目各参建单位多次召开关于陶土砖加工制作的专题会议，并及时把会议商定的情况反馈给加工厂。经过多次试验，最后定出用铝合金模具满足本工程陶土砖烧制的要求。根据建筑设计要求，陶土砖分为 4 种颜色。为防止施工过程中颜色搭配混乱，最后通过各方商定，要求陶土砖加工厂家在出厂包装前，预先对 A 类、B 类、C 类、D 类 4 种颜色按 A 类 30%、B 类 30%、C 类 20%、D 类 20% 比例调配好后，再进行包装出厂，以便现场安装过程能够满足设计要求的自然搭配效果。

同时，为了确保陶土砖加工质量符合设计要求，本工程设计单位结合相关经验及各参建方意见，明确了陶土砖的材料性能和技术安装要求等相关依据。主要参考依据为：GB/T 4100—2006《陶瓷砖》；GB/T 3810—2006《陶瓷砖试验方法》；JC/T 1080—2008《干挂空心陶瓷板》。

陶土砖材料性能的检测，除了借鉴上述要求外，还要满足弯曲强度大于 18 MPa、含水率不大于 6% 要求，且要满足上海市工程建设规范 DGJ 08-56—2012/J 12028—2012《建筑幕墙工程技术规范》的相关要求。

2.2 陶土砖主要安装过程质量控制

本工程陶土砖幕墙的施工安装过程严格按方案实施。同时，针对具体问题及时采取相关技术措施进行动态调整。为了达到建筑外立面的效果，在施工过程中每进行一道工序都是一次探索。施工过程中遇到如下一些主要问题。

(1)在主龙骨及横梁施工时，沉降加上层间滑动，位移较大，对于普通材料幕墙影响不大，但陶土砖块体小且顺向缝隙 8 mm，水平向缝隙只有 5 mm。

(2)陶土砖安装过程中圆孔内注环氧树脂胶，累计几层后产生挤压变形。

(3)陶土砖生产一定数量后，安装过程中发现陶土砖出现弯曲变形较多(及时联系厂家，产出一定数量后更换模具)。

(4)在施工过程中经常出现水平及顺向砖缝不齐，建筑幕墙外观效果不佳。

(5)做到几层后，底部出现平面变形严重。

对上述主要问题的处理方法，详见本文 2.3 节阐述。

陶土砖幕墙主要材料、配件参数如表 1 所示。

表1 陶土砖幕墙主要材料、配件参数

根据设计要求，外墙干挂陶土砖幕墙的主要安装流程：横梁采用铝合金托件、次龙骨采用不锈钢杆支撑，杆件与陶土砖连接孔缝隙采用环氧树脂填充灌实，背支撑结构为钢结构。

2.3 陶土砖施工质量验收标准

本工程选用陶土砖作为建筑幕墙，但现今建筑行业中暂无关于陶土砖幕墙的任何施工规程及质量验收标准，施工过程中主要参考现行的 DGJ 08-56—2012/J 12028—2012《建筑幕墙工程技术规范》。为了保证后续陶土砖幕墙大面积施工的顺利开展，本工程在陶土砖幕墙施工之前，组织各参建单位及两家设计单位会商确定：先行施工240 m2样板段，以样板先行指导后续现场施工。

但在后续施工过程中仍然存在相关问题需突破规范的情况。例如：由于现场陶土砖对外观建筑效果要求高，每层砖缝隙只有 5 mm，现场施工无法保证累计沉降和外界风压变形导致的挤压变形。对此，现场立即组织各相关参建方召开专题协调会，明确了以点焊形式解决现场的实际问题。

通过本工程前期样板实施和施工过程中的积累，在参考 DGJ 08-56—2012/J 12028—2012《建筑幕墙工程技术规范》的前提下，结合本项目特殊性，总结得出以下陶土砖幕墙具体问题的验收标准。

(1) 先进行拉钢丝绳水平、垂直定位线，对每一道工序均进行测量复核定位放线，每一层都进行垂直度测量复核定位，定位及施工偏差不允许超过 2 mm。

(2) 主钢龙骨下口及中间连接套管全部经过稳定沉降后进行点焊固定，防止挤压变形造成水平向缝隙的不均匀。

(3) 铝合金横梁与主钢龙骨连接角钢采用点焊固定，防止顺向缝隙不均匀沉降导致影响感观质量。

(4) 取消图纸中的 304 不锈钢杆内的环氧树脂填充，原因是由于环氧树脂填充时的热涨冷缩效应，会导致陶土砖的挤压变形。

(5) 图纸中的 304 不锈钢杆定位 4 mm 厚尼龙垫片，更改为 4 mm、5 mm、6 mm 垫片，对累计误差处进行更换。

(6) 下口增加 6 mm 厚弯折钢。

在施工过程中虽然存在突破规范的情况，但总体施工质量、技术要求和建筑外立面效果均得到了设计和建设方的一致认可，并最终通过了竣工验收。

3 陶土砖幕墙特点及后续应用价值

3.1 陶土砖优良的性能特点[1]

(1) 具有良好的耐冻融的特性，可适用于严寒地带。

(2) 具有良好的耐光污染特性，可以吸收紫外线、长时间保持色泽。

(3) 具有良好的吸附噪声特性，可以适用嘈杂的环境。

(4) 具有良好的透气、透水特性。

(5) 具有良好的耐风化、耐腐蚀的特性。

(6) 具有良好的绿色环保特色，可以回收再次利用。

(7) 具有良好的自我清洁特性。

(8) 具有良好的防火特性。

(9) 外观新颖，颜色变化多，绚丽多彩。

(10) 性能稳定，自重轻、强度高。

(11) 方便灵活，安装方便，无须机械辅助。

(12) 建筑外观风格独特，有较强的艺术感，也可以和其他材料完美结合。

3.2 陶土砖幕墙的价值与应用

陶土砖幕墙最大的应用价值后续体现在绿色建筑中。陶土砖属于一种黏土砖，国家禁止使用低温烧制黏土砖工艺以防止浪费资源，后经过传统工艺技术的革新，采用了高温烧结制成新的陶土砖材料并且符合绿色节能环保的要求。住建部在全面推进公共建筑实施绿色建筑，并且出台了大力发展绿色建筑的相关政策。陶土砖建筑外幕墙与绿色施工相结合，也是未来建筑外幕墙的一种发展方向。

陶土砖的原材料性能特点优良，有降低噪声、提高环境舒适度及防火等效果。陶土砖幕墙外立面可以应用到文化多元化及艺术立体感要求较高的歌剧院、学校、会展中心、地铁车站等大型公共建筑中。

4 结 语

我国建筑行业的高速发展、人民生活水准及舒适度的提高、绿色环保意识的增强，有利于陶土砖幕墙与绿色建筑的结合。通过本工程陶土砖外幕墙应用的成功案例，将相关经验总结后，为后续类似工程施工提供参考。