外立面石材埋件、挂件、龙骨技术成本分析.doc

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1、预埋和后置埋板技术成本分析

1.1预埋件和后置埋板的相关规范要求

预埋件及后置埋板详见“金属与石材幕墙工程技术规范JGJ133-2001”及“混泥土结构后锚固技术规程JGJ145-2004”，国家目前还没有强制性条文规定必须使用预埋或后埋；

1.2使用范围

从使用范围讲，预埋件和后置埋件都相对用的比较广泛；

1.3施工工艺

预埋件就是随主体一起施工，后置埋件是主体做完后施工；住宅类及高层办公楼等项目优先考虑预埋件，在施工条件限制或工期影响无法预埋的，采用后置埋件补埋。

1.4费用比较

预埋件的成本要优于后置埋板。

1.5预埋件施工界面划分

预埋件的界面划分：

需总包与幕墙施工单位协调，针对施工进度计划来合理安排。

远洋万和公馆计划采用远洋装饰加工埋件，并由总包单位协助预埋，严格控制预埋偏差。

2、预埋件和后置埋件的比较

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2.1预埋件和后置埋件的区别

1）两种埋件的区别

先置预埋件和后置预埋件的区别取决于钢混结构施工在埋件安置的先后。

通常在确定幕墙分包前根据建筑师之图纸施设标准楼层的埋件。

若投标足够早（主体结构出正负零前），可由幕墙公司出埋件图并配合总包施工。

预埋件是在结构还没有完成之前，按照建筑师或业主的分格要求，依据最初的方案设计由土建进行施工，因为方案毕竟出图比较仓促，而且加上后来的修改，所以预埋件的利用率一般都不高。

而后埋件则是由建筑师或业主确定分格后，由幕墙设计师再去订购后埋钢板，由幕墙施工队安装。

预埋件是用锚筋来连接到结构体；而后埋件通常用膨胀螺栓固定，现在也有用化学锚栓。

2）两种埋件的比较

普通预埋件成本很低，加工周期短，通用性大，可以库存。

受力大的地方可用先置预埋件，受力小的地方可以用后置埋件，受水平剪力及施工时需要现场定位（如大玻璃）的部位可采用后置埋件，其他地方尽量采用预埋件。

后置埋件无法与主体钢筋相连，避雷不好，而预埋件可以与主体相连。

先置预埋件由于是在现浇混凝土之前埋设，以扎丝及电焊与主体钢筋连接因此牢固是无庸质疑的，并且在防雷接地方面都非常好。

并且成本比较低大概在20-25元左右。

后置预埋件最主要的问题就是材料和施工管理的问题：

1）现在我们一般设计是2*12不锈钢膨胀＋2*12化学锚栓，以不锈钢膨胀为例，质量就相差很大。

2）施工过程中会碰到化学锚栓如果灰尘未完全清理就将影响其黏结效果、电锤打孔中打到钢筋等问题。

3）成本偏高，大概在30―35元左右。

但先置预埋件会由于混凝土的膨胀及其他因素有少数偏位，而后置预埋板在位置方面能较好的控制。

先置预埋成本低，可在板上电焊而不会影响强度；后置埋件成本高，而且在板上电焊不采取措施的话，会影响化学锚拴的强度，因为化学药剂遇热强度只有原来的十分之一，很危险。

3）埋件方式的选择

其实目前的埋件选择较以前有了更多的选择。

就形式而言有常规预埋件、哈芬槽式预埋件、槽式预埋件。

埋设方式又可以分为侧面埋、平面埋、后置埋等。

所以针对每个不同工程采取不同的埋件形式和埋设方式是很重要的。

一定要有针对性，不能千篇一律。

从埋设方式来看如果侧面埋可以选择槽式埋件。

如果是平面埋可以采用常规埋件（通常埋设需要衡量经济性）。

其实无论选择何种埋件形式以及埋设方式，有三点要综合考虑：

安全、成本、施工方便。

如果连接件是连接幕墙和主体结构的桥，那么预埋件就是桥墩。

埋件设计无论从安全角度考虑还是经济角度（设计成本）考虑，都是值得大家仔细推敲并认真考虑的。

从做幕墙的安全性考虑，先置埋件要好于后置式的，但有些特殊情况，不得已才做后置埋件。

2.2预埋件和后置埋件的优缺点总结

受水平剪力及施工时需要现场定位（如大玻璃）的部位可采用后置埋板，其他地方尽量采用预埋件。

两种埋件的优缺点总结如下：

1）预埋件：

预埋件是用锚筋来连接到结构体。

①优点：

a）普通预埋件成本很低，加工周期短，通用性大，可以库存；

b）受力大或受力小的地方都可用先置预埋板；

c）成本比较低大概在20―25元左右；

d）先置预埋板由于是在现浇混凝土之前埋设，以扎丝及电焊与主体钢筋连接因此牢固是无庸质疑的，并且在防雷接地方面都非常好；

e）先置预埋在板上电焊而不会影响强度。

②缺点：

a）是在结构还没有完成之前按照建筑师或业主的分格要求，依据最初的方案设计由土建进行施工，因为方案毕竟出图比较仓促，而且加上后来的修改，所以预埋件的利用率一般都不高。

b）先置预埋板会由于混凝土的膨胀及其他因素有少数偏位。

2）后置埋件：

后埋件通常用膨胀螺栓固定,现在也有用化学锚栓。

现在我们一般设计是2*12不锈钢膨胀＋2*12化学锚栓，以不锈钢膨胀为例，质量就相差很大。

优点：

a）后置预埋板在位置方面能较好的控制。

缺点：

1）受力小的地方可以用后置预埋板；

2）后置埋件无法与主体钢筋相连，避雷不好，而先置预埋件可以与主体相连；

3）成本偏高，大概在30―35元左右；

4）施工过程中会碰到化学锚栓如果灰尘未完全清理就将影响其黏结效果、电锤打孔中打到钢筋等问题；

5）后置埋件在板上电焊不采取措施的话，会影响化学锚拴的强度，因为化学药剂遇热强度只有原来的十分之一，很危险。

3、传统石材挂件技术成本比较分析

石材干挂件，将一块块几十分斤重的石材高挂在墙体上，以四两拔千斤的坚固和韧性为美化建筑装饰起着重要的作用，但它的质量却不得不让人们扰虑。

前几年的外交部大楼、今年的首都机场候机楼等均发生过石板从天而降砸汽车和其他物品的事件，在国际国内造成了一定的影响，导致事件的原因是因挂件质量低劣、焊接头焊缝不饱满，且经过高温退火产生氧化而断裂所造成。

2001年4月1日中央电视台《焦点访谈》节目因质量问题对江苏兴化生产的“不锈钢产品”质量不合格被曝光，曾引起国家有关部门的重视，随之进行了对不锈钢产品的质检等工作，但其生产的“不锈钢”干挂都被忽视，仍在大肆兜销，占居整个挂件市场的70%以上。

琳琅满目的产品有国标不锈钢的，有7075铝矽镁合金的、有镀锌板的，还有一种新兴产物“不锈铁”的等等，对以上产品的质量问题在调研过程中日渐清晰，估计业内人士尚不知它们的质量比重相差有多大。

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3.1传统石材挂件相关规范要求；

京建发〔2010〕326号文件关于发布《北京市推广、限制和禁止使用建筑材料目录（2010年版）》的通知强制条文要求禁止使用不锈钢T型挂件。

“三、禁止类

　　　　2、幕墙T型挂件

　　幕墙使用T型挂件后，单元板块不可独立拆装、不便于维修。

”

3.2传统石材挂件施工工艺；

挂件材质各异，样式更是繁杂，传统的石材挂件施工工艺有插销式、背栓式、蝴蝶式、插板式等等，而新兴的石材挂件则以2010版文件下发的SE型挂件为主。

1）插销式（针销式）：

最早由国外引进，为国内干挂装饰奠定了基础，同时也是建设部行业标准（JC830-1998）的照件，但经过几年的行业发展和技术进步，此工法因操作中费工、费时、费料（用胶量大、石材破损率高等）现已被淘汰。

图1：

插销式（针销式）挂件

2）背栓式：

由德国慧鱼公司率先面市，以国标铝合金材质和进产口产品的信誉赢得了装饰装饰业界的好评。

其工艺为在石材背部打孔，用钱栓与龙骨连接，由后切式锚栓及后支持系统组成的幕墙干挂体系，因机械式锚固结构，不以柔性结合，不能解决因温差造成的热胀冷缩变形问题，由于胶黏剂直接决定锚固件的牢固性能，且其繁琐的工法和昂贵的价格在市场的份额很小；相比而言由北京爱乐巾公司研制开发的背挂式（隐藏悬吊式）挂件以它国标7075铝矽镁合金材质、低廉的价格和先进的工法较受市场青睐。

图2：

背栓式挂件

3）蝴蝶式：

俗称两头翻；以“不锈钢”材质在市场占有一席之地，但其形状和工法显得有点笨拙，在加工成形时已破坏了其强度（优质不锈钢除外），在施工过程中因其上下翻插头的厚度和弯度迫所切沟槽必须加宽，导致石材破损率高，用胶量加大，相对成本校大。

图3：

蝴蝶式（不锈钢）挂件

4）插板式（缝挂式）：

既“T”型，此件最早由北京爱乐贴公司引进，材质为铝矽镁合金，其优势在于体积轻便，降低了栽种荷重，材质本身具有抗腐蚀的镁含量，经过高压静电喷涂，具有了抗老化、耐腐蚀、耐高温的特点，工法精练，构造合理，曾深受业界青睐。

其材质性能与背栓式挂件相同，而其施工方法优势在于定位切槽，保证整个幕墙的垂直度，挤压成型，强度大，牢固性强，提高了挑展性能。

TF组件可调整墙体倾斜，保证了饰面的垂直度要求，施工方法快速简便，能够提高工效，加快施工进度，降低劳动强度，减少用胶量、工时费、板材厚度（1.5-2.5cm）等，降低了综合成本。

但经2010版下发文件，考虑不易拆卸和维修等，目前禁止使用了该种T型挂件。

图4：

插板式（缝挂式）T型挂件

5）“不锈铁”T型挂件：

现在市场销售、工程选用较为广泛的是材质为“不锈铁”的T型焊接头挂件，此件在工程操作中通常以焊接操作（即：

将挂件与钢结构龙骨焊接相连），但其弊端在于两种不同材质的金属焊接会因主温加热产生“退火”现象，焊缝易氧化锈蚀、脱落，大大降低了载重力度，甚至还会断裂，幕墙石材从天而降。

再者，焊接头挂件其氧化锈蚀后的锈水会沿着沟槽中胶缝渗入石材体内造成污染，无法以养护弥补，致使整个幕墙如患“皮肤病”般严重影响着环保和美观，也因此有违于致力于“倡导环保、创造环保、建设环保”的宗旨。

另外，业内所谓的“不锈铁”是将回收的废铁、铅、钢等经二次加炉加工，通过脱“磁”处理而成，传统的检测方法是用吸铁石，而此品用传统方法是无法辨别的，自然是瞒天过海，蒙骗住了众多的工程选材，因此堂而皇之地进入了一个又一个装饰工地，登上了一幅又一幅豪华幕墙。

此名称是自《焦点访谈》曝光后诞生的，并且占据着大约65%的市场份额，而真正的国标SUS304不锈钢产品因价格较高而没有市场。

3.3传统石材挂件方式费用比较；

干挂件产品市场的混乱，同时也反映出其价格因素。

因为诸多的工程在承包装饰时，由于发包方压价使施工单位在承包装饰工程时，由于发包方压价使施工方利润见薄，选用材料时自然首选价格最低的，而质量问题自然是得过且过随大流。

目前市场中“不锈铁”产品能拥有65%的份额是其价格起着重要的作用，现国标不锈钢产品每吨的价格约2万元左右，国标铝合金每吨价约为2.6万元左右，而“不锈铁”的价格每吨仅为5000—7000元；进而再看这三种材质的抗拉强度分别为：

国标不锈钢530-620Mpa，国标铝合金540-560Mpa，“不锈铁”160-180Mpa。

显然“不锈钢”的抗拉强度还达不到不锈钢的1/3强度，用它做干挂件是不恰当的，极易发生严重事故，用它做成的挂件，将几十公斤重的石板挂在高空，危险性非常大。

3.4石材挂件其他材料；

与此同时，在石材幕墙施工过程中，还有两项较易忽视的材料是：

石材干挂胶和边接用螺栓。

通常普遍使用的大力士胶和外六角螺栓，基实一直处于错误之中。

大力士胶是石材与石英钟材之间相互黏结用胶，将它用于石材与金属间黏结是不科学的，其黏结强度要弱于石材干挂胶很多倍，并且当金属锈蚀时容易渗透腐蚀石材，而石材专用干胶具有不渗油、耐腐蚀等性能，因此专家建议采用干挂专用胶粘剂，效果会更佳。

至于连接螺栓普遍采用的外六角螺栓其实并不合理，在幕墙狭小的空间内，要用上下两支扳手紧固，常规意义上无法真正副紧，而内四方马车螺栓较为科学，内四方角卡于孔槽中已稳固，只用一支扳手紧固时能够真正逼紧，提高了安全性能。

4、SE石材幕墙挂件的性能、特点及经济分析

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4.1SE石材幕墙挂件的技术性能依据

  执行国家行业标准《金属与石材幕墙工程技术规范》（TGJ133—2001），选用材质为6063—T5（LD31—RCS）铝合金《GB5237—2000规范》，挤压成型，体积轻，抗老化，耐腐蚀，耐高温等。

同时，满足建设部行业标准《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》（JC887—2001）的规范要求，也就是工厂化生产----在小单元工厂化程度最高的一种石材幕墙加工组装，将石材板面和挂件中的SE件工厂化生产用石材干挂胶粘接加工完成，形成小单元组合。

图5：

SE型挂件固定方式

图6：

SE型挂件样品

4.2SE石材幕墙挂件的技术特点

  定位切槽，保证整个石材幕墙的垂直度的平整，该件为小单元式挂件，其强度大，牢固性强，独立承载，提高了抗震性此件上下板连接处相互之间无联系，不会产生相互连接造成不可确定性应力集中和应力积累，受力简洁明确，在正常使用状态下能充分利用板材扩弯强度，当主体结构产生较大位移或温差变化时，不会在板内部附加应力。

4.3SE石材幕墙挂件适用范围

  特别适用于高层建筑和抗震建筑的石材幕墙，真正意义上可拆装，能移动的石材幕墙。

4.4石材干挂件的性能VS经济分析

类型项目

插销式挂件

T型挂件

背栓式挂件

SE小单元挂件

备注

石材板可拆换性

相邻板材用插销连接，可拆装性较差

相邻板材用一个挂件，可拆装性较差

相邻板块独立支撑，可内拆装

相邻板块（单元）支撑，外拆装很容易

SE小单元适用于高层装饰，通风呼吸幕墙

安装质量

根据板材的加工精度，相邻板材调整精度较差

根据板材的加工精度，随层变形的能力较小

相邻板材平整度较差

定位切槽，相邻板材平整度较好

SE挂件小单元适当工厂化生产

抗震性能

较差

较差

较好

较好

石板抗风强度

低层较好

低层较好

高、低层较好

高、低层较好

挂件强度

较差

较差

较好

较好

SE型属铝矽镁挤压成型

经济性

最小

最小

较大

较小

  目前，诸多的石材幕墙其实都属于干挂石材，非真正意义上的石材幕墙，其工法各异，如前文叙述过的针销式、缝挂式、背挂式和背栓式等，技术特征各有千秋，为石材干挂的发展和石材幕墙的逐步奠定了基础，提供了可参考的依据。

而真正意义上的石材幕墙应该是可移动的，可拆装式的，这只能依靠SE型的工法和挂件才能使干挂的石材移动起来，真正展现其“幕”墙的作用和意义。

  随着科学技术的高速发展和国民经济的不断增长所带来的需求，建筑幕墙行业得到迅猛的发展，建筑幕墙技术飞速进步，各种新型的建筑幕墙层出不穷。

作为外围护结构的幕墙，虽然不承受主体结构的荷重，但由于处在建筑物的外表面，除承受本身自重外，还要承受风载荷，地震作用和温差变化作的影响，而其材料是保证幕墙质量和安全的物质基础，应保证符合国家和行业标准的要求和规范。

所以，开展各种高性能的环保化、安全化、节能化、智能化的幕墙技术研发，增进建筑幕墙行业的科学技术水平，为提高人们的生活质量，推动社会进步，为促进行业整体规范和可持续发展，具有巨大的意义。

5、分格尺寸与龙骨成本优化的关系

分格大小与龙骨布置没有关系，龙骨间距1200mm布置，石材面板可大可小。

但是面板最大不能够超过国标1.5平米。

还有要考虑施工安全，特别是高层施工，如面板过大，工人搬运及安装难度非常大，施工过程也存在安全隐患。

所以，如果龙骨想优化至20kg/m2以下（单平米展开面积），并不是分格越大越好。