【摘要】本文介紹冷軋不銹鋼板的產(chǎn)品特性、生產(chǎn)工藝及其在不銹鋼幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工過程中應(yīng)考慮的因素;闡述了冷軋不銹鋼板幕墻的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、接縫處理、平整度的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，生產(chǎn)裝配的技術(shù)要求;并結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐分析技術(shù)具體應(yīng)用，板材施工失誤后的處理方案，及典型單元式冷軋不銹鋼的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與項(xiàng)目完成的技術(shù)成果介紹。
【關(guān)鍵詞】冷軋不銹鋼板（詞條“鋼板”由行業(yè)大百科提供）、平整度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)
1 冷軋不銹鋼板概述
1.1 冷軋不銹鋼板是用冷軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板，一般厚度在1.5mm~4.0mm左右。冷軋后的不銹鋼板表面可以形成特殊的紋理圖案(如圖1)，也提高了不銹鋼板材的強(qiáng)度（詞條“強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）與平整度，冷軋不銹鋼板在幕墻工程上的運(yùn)用可以起到特殊的金屬（詞條“金屬”由行業(yè)大百科提供）質(zhì)感的外墻效果，并且大幅提高了不銹鋼板外墻的平整度。
圖1：部分冷軋不銹鋼樣板
1.2 由于冷軋不銹鋼板自身的特性，其具有一定的強(qiáng)度，耐腐蝕性好，并且韌性較大及具有良好焊接性能，一般情況下是根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)結(jié)構(gòu)性能要求來進(jìn)行幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并根據(jù)不同使用地區(qū)的污染程度選擇恰當(dāng)?shù)呐铺?hào)，可按照?qǐng)D2進(jìn)行冷軋不銹鋼板材牌號(hào)的選擇：
圖2：不銹鋼板牌號(hào)選擇
各類不銹鋼牌號(hào)的國(guó)內(nèi)外規(guī)范對(duì)照表：
圖3：規(guī)范中不銹鋼牌號(hào)對(duì)照表
考慮到國(guó)內(nèi)環(huán)境空氣污染及防雨性能，在國(guó)內(nèi)的幕墻工程中常常使用的不銹鋼板的牌號(hào)為022Cr17Ni12Mo2(俗稱316L)。
1.3 典型的不銹鋼帶（詞條“鋼帶”由行業(yè)大百科提供）冷軋生產(chǎn)工藝流程:
a 退火→冷卻→酸洗→水洗→干燥→不銹鋼帶
b 不銹鋼帶的冷軋
c 不銹鋼帶的精整：平整、拋光、矯直、縱切、橫切等。
因?yàn)椴讳P鋼產(chǎn)品的特性，使用在幕墻工程上的冷軋不銹鋼板必須經(jīng)過以上工藝流程才可保證板材的平整度與表面效果。
2 冷軋不銹鋼幕墻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1 冷軋不銹鋼板材因材料的自身特性，其表面反射高，對(duì)光線非常敏感，輕微的變形都會(huì)造成明顯的視覺感受;其韌性大，熱脹冷縮或其他輕微的變形位移都會(huì)造成較大的平整度影響;這些特點(diǎn)決定了不銹鋼板幕墻相對(duì)于普通金屬板幕墻對(duì)平整度有更高的要求。
2.2 通常的不銹鋼幕墻是使用折邊加工及開V口的工藝，但是折邊加工會(huì)對(duì)板塊邊部產(chǎn)生輕微的弧度而影響平整度，所以對(duì)冷軋不銹鋼板幕墻來說，盡可能的選擇使用平板不銹鋼進(jìn)行設(shè)計(jì)使用;并且不銹鋼板的厚度對(duì)平整度的實(shí)現(xiàn)有重要的影響，不同的厚度也決定了板材使用不同的加工裝配工藝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
2.3 使用幕墻中的冷軋不銹鋼板一般的使用方式有：折邊盒子型、平板型，復(fù)合板型。
折邊盒子型是指板塊四邊使用用開V口進(jìn)行折邊加工的工藝，并結(jié)合加強(qiáng)肋的布置進(jìn)行板塊加工的工藝方式。
平板型是指不銹鋼使用激光切割加工，用精切的平板直接作為幕墻面板使用，平板因?yàn)闆]有進(jìn)行折邊的工藝，故板材可以達(dá)到極高的要求。
復(fù)合板型是指不銹鋼板與背襯板或者鋁合金蜂窩板使用專用的粘合劑（詞條“粘合劑”由行業(yè)大百科提供）進(jìn)行粘接組合成板塊的方式，復(fù)合板型的不銹鋼板平整度可以達(dá)到較高的要求，但對(duì)其粘合劑的力學(xué)性能及耐高溫有嚴(yán)格的技術(shù)要求。
2.4 接縫處理：一般情況下，使用冷軋不銹鋼板幕墻建議使用開縫式接縫 處理，內(nèi)部形成等壓排水構(gòu)造系統(tǒng)。如選用接縫打膠處理，需要對(duì)不銹鋼板表面進(jìn)行除油污處理，再涂專用環(huán)氧底漆，否則很難保證密封膠與不銹鋼板材的粘接密封性能。
2.5 板塊分格：正常的冷軋不銹鋼板的寬度尺寸范圍: 50mm~1219mm，長(zhǎng)度尺寸范圍：500mm~4000mm。板塊的分格除了要根據(jù)幕墻建筑設(shè)計(jì)分格的要求，還要研究板塊的可加工性及平整度控制目標(biāo)要求，并且因?yàn)椴讳P鋼板的特性，對(duì)變形與平整度的設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)遠(yuǎn)高于規(guī)范要求。
2.6 連接設(shè)計(jì)：不銹鋼板與加強(qiáng)肋的連接一般有兩種方式：種焊釘法、膠粘法。為了防止焊接對(duì)不銹鋼板表面形成破壞，防止表面出現(xiàn)焊接糊點(diǎn)，一般厚度在2mm以上的板材方可使用種焊釘法，并對(duì)焊點(diǎn)的間距進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算確定，檢驗(yàn)焊點(diǎn)質(zhì)量可以焊接后進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，以母材撕裂或焊釘彎曲而焊縫不開裂為焊接合格。使用膠粘法固定的，應(yīng)通過試驗(yàn)確定平面拉伸性能、耐高溫能力及耐久性（詞條“耐久性”由行業(yè)大百科提供）等。
2.7 不銹鋼幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)示例:
圖4：開縫式平板型不銹鋼系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)一
圖5：開縫式平板型不銹鋼系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)二
2.7.1 圖四圖五是使用開縫式的不銹鋼平板系統(tǒng)設(shè)計(jì)，平板不銹鋼可以避免由于鋼板開V口折邊產(chǎn)生的輕微弧邊彎曲與出現(xiàn)內(nèi)部殘余應(yīng)力現(xiàn)象，并且在板厚度滿足要求的情況下，理論上板材可以達(dá)到極高的平整度。
2.7.2 圖四圖五系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)中，平板不銹鋼后面的鋁合金副框通過角碼組合成為鋁合金框架（詞條“框架”由行業(yè)大百科提供），在框架中通過連接橫豎向龍骨（詞條“龍骨”由行業(yè)大百科提供）型材形成井字加強(qiáng)筋副框網(wǎng)格，副框龍骨的尺寸大小與井字格間距可根據(jù)計(jì)算確定。并且由于不銹鋼板韌性大，在板塊加工裝配時(shí)應(yīng)充分考慮不銹鋼板自身內(nèi)部殘余應(yīng)力、連接安裝產(chǎn)生的安裝應(yīng)力、安裝后的溫度應(yīng)力，以實(shí)現(xiàn)無應(yīng)力生產(chǎn)。
2.7.3 平板不銹鋼通過種焊釘與鋁合金副框結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠連接，并根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)連接需要的掛鉤，而形成完整的不銹鋼板塊單元。
2.7.4 平板不銹鋼板塊單元豎向兩邊通過掛鉤掛接在現(xiàn)場(chǎng)安裝好的掛座上，板塊上端通過螺釘與預(yù)裝的連接件進(jìn)行連接，板塊下端通過公母料插接連接在下一板塊的上端的插翅上。
2.7.5 通過連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)無應(yīng)力安裝。由2.7.4條的板塊安裝方式，不銹鋼板塊單元上邊為固定連接，兩側(cè)邊與下邊均為為掛式插接連接，在掛接插接位置均預(yù)留可以適應(yīng)板塊垂直方向的變形空間，此預(yù)留的變形空間應(yīng)考慮安裝偏差、熱脹冷縮、層間變形等要素帶來的影響。這樣板塊在重力方向始終是處于垂直懸掛狀態(tài)，不銹鋼板塊的內(nèi)應(yīng)力、抗熱脹冷縮等其他變形均可以進(jìn)行有效的釋放，從而實(shí)現(xiàn)板塊無應(yīng)力安裝，使不銹鋼幕墻表面實(shí)現(xiàn)極高的平整度。
2.7.6 板塊安裝完成后，平板不銹鋼幕墻通過開縫讓不銹鋼背后的空氣層與室外能夠順暢的流通，使不銹鋼板背后的空氣層與室外的空氣相通等壓，從而防止雨水由于壓力差進(jìn)入室內(nèi)，冷凝水和可能的滲漏水可通過設(shè)置的排水通道有組織的排出。
2.7.7 不銹鋼幕墻的接縫處采用不打膠的工藝，減少了接縫的表面污染，使板面表面保持長(zhǎng)期清潔。
3 冷軋不銹鋼板幕墻的工程實(shí)踐運(yùn)用
蘇州某項(xiàng)目由2棟塔樓和3層裙樓構(gòu)成。外立面由玻璃、布紋冷軋不銹鋼板組成，使用單元體幕墻系統(tǒng)。其中冷軋布紋不銹鋼板幕墻用于幕墻立面、幕墻線條等部位。
該項(xiàng)目冷軋布紋不銹鋼幕墻實(shí)施過程中對(duì)平整度的實(shí)現(xiàn)可謂是一波三折，在項(xiàng)目的施工圖中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是在2mm冷軋布紋不銹鋼板內(nèi)使用2mm鍍鋅鋼板作為背襯板膠粘而成復(fù)合板材。
圖6是不銹鋼作為幕墻的橫向線條的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)圖，冷軋布紋不銹鋼復(fù)合板材通過連接件與連接壓板進(jìn)行連接在幕墻龍骨上。
圖6：不銹鋼幕墻橫向線條節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
圖7是正立面的不銹鋼幕墻系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)圖，2mm厚布紋不銹鋼線條包覆在2mm鍍鋅鋼板背襯板上，通過角碼連接在單元體幕墻公母料上。
圖7: 正立面不銹鋼幕墻系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)圖
但是現(xiàn)場(chǎng)安裝后的大面幕墻效果確讓人大跌眼鏡，不銹鋼幕墻板塊大多出現(xiàn)變形鼓包現(xiàn)象，見圖8。經(jīng)過檢查原因發(fā)現(xiàn)，圖紙上設(shè)計(jì)的鍍鋅鋼板背襯板沒有安裝，不銹鋼板的厚度也沒達(dá)到圖紙的要求，并且沒有進(jìn)行任何薄板的加強(qiáng)措施。
圖8：布紋冷軋不銹鋼板幕墻的變形鼓包
經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查及工程現(xiàn)狀，經(jīng)過討論最終確定整改方案，在不銹鋼板背部使用耐高溫?zé)o溶劑雙組份聚氨酯強(qiáng)力膠與15mm厚鋁蜂窩進(jìn)行熱壓而成不銹鋼板塊單元，再通過角碼與單元體幕墻龍骨進(jìn)行連接，節(jié)點(diǎn)見圖9，按照此方案整改后幕墻平整度較好，整改完成后效果見圖10。
圖9：使用鋁蜂窩的不銹鋼板幕墻
圖10：使用鋁蜂窩不銹鋼板幕墻整改后的現(xiàn)場(chǎng)照片
蘇州信托大廈位于蘇州工業(yè)園區(qū)星海廣場(chǎng)北側(cè)(圖11)，外幕墻為單元式幕墻結(jié)構(gòu)形式，冷軋布紋不銹鋼板位于幕墻大面、雨棚、單元體幕墻線腳等部位。不銹鋼板使用了與鋁蜂窩相復(fù)合的板材結(jié)構(gòu)形式。
圖11：蘇州信托大廈現(xiàn)場(chǎng)實(shí)照
圖12為蘇州信托大廈冷軋不銹鋼幕墻局部節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)使用單元式幕墻結(jié)構(gòu)，1.5mm厚的冷軋不銹鋼板通過專用聚氨酯強(qiáng)力膠與鋁蜂窩進(jìn)行連接形成不銹鋼復(fù)合板塊，板塊通過硅酮結(jié)構(gòu)膠與單元式幕墻的龍骨進(jìn)行連接形成單元式幕墻板塊。對(duì)不銹鋼板的結(jié)構(gòu)膠打膠面，需進(jìn)行除油污處理，再涂專用環(huán)氧底漆，并需做相容性試驗(yàn)。1.5mm厚的冷軋不銹鋼因?yàn)殇X蜂窩復(fù)合的原因使用板材強(qiáng)度平整度均達(dá)到很高的要求，豎向邊通過硅酮結(jié)構(gòu)膠與單元式幕墻的公母料進(jìn)行連接，橫向邊使用機(jī)械連接在橫向龍骨上，通過單元式幕墻結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)幕墻的裝配安裝。圖13為蘇州信托大廈冷軋不銹鋼幕墻安裝完成后的現(xiàn)場(chǎng)照片，圖14為使用同樣的冷軋不銹鋼鋁蜂窩復(fù)合板工藝的蘇州信托大廈冷軋不銹鋼入口雨棚現(xiàn)場(chǎng)照片。
圖12：蘇州信托大廈冷軋不銹鋼幕墻局部節(jié)點(diǎn)
圖13：蘇州信托大廈冷軋不銹鋼幕墻現(xiàn)場(chǎng)照片
圖14：蘇州信托大廈冷軋不銹鋼入口雨棚現(xiàn)場(chǎng)照片
4 總結(jié)
隨著對(duì)建筑外立面更高的要求，冷軋不銹鋼板材作為建筑幕墻的高端材料得到越來越多的運(yùn)用，我們應(yīng)根據(jù)規(guī)范與工程實(shí)際選擇恰當(dāng)?shù)陌宀募斑M(jìn)行合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，冷軋不銹鋼幕墻的平整度至關(guān)重要，板材加工、板塊組裝、板塊安裝均應(yīng)實(shí)現(xiàn)無應(yīng)力生產(chǎn)安裝，在項(xiàng)目案例實(shí)踐過程中遇到問題應(yīng)能夠根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行問題的正確整改修正。
參考文獻(xiàn)：
建筑屋面和幕墻用冷軋不銹鋼鋼板和鋼帶：GB/T 34200-2017. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017
【作者簡(jiǎn)介】：李德生，高級(jí)工程師，現(xiàn)代幕墻系統(tǒng)技術(shù)(蘇州)有限公司總經(jīng)理，啟迪設(shè)計(jì)集團(tuán)幕墻研究中心主任、幕墻總監(jiān);長(zhǎng)期從事幕墻系統(tǒng)門窗系統(tǒng)研發(fā)工作。曾主持過十多項(xiàng)大型幕墻工程的技術(shù)與管理工作，擅長(zhǎng)高性能幕墻系統(tǒng)開發(fā)、高性能門窗系統(tǒng)開發(fā)、工程顧問。曾研發(fā)弧形單元幕墻系統(tǒng)、外挑玻璃肋單元幕墻系統(tǒng)、異形單元幕墻系統(tǒng)、華建現(xiàn)代節(jié)能幕墻系統(tǒng)、注膠節(jié)能單元窗墻系統(tǒng)、高性能門窗系統(tǒng)、超低能耗幕墻門窗系統(tǒng)等。發(fā)表過多篇學(xué)術(shù)論文，設(shè)計(jì)過十多項(xiàng)幕墻系統(tǒng)技術(shù)專利，開發(fā)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)越性能突出，被運(yùn)用于諸多工程項(xiàng)目。
