2-1 帷幕牆之種類
帷幕牆的種類大致上以材料區分可分為兩大類:一為金屬帷幕 牆、一為非金屬帷幕牆;金屬帷幕牆有:鋁金屬帷幕牆等等。非金屬 帷幕牆有:P.C.帷幕牆、石材帷幕牆、玻璃帷幕牆等等。
帷幕牆
金 屬 帷 幕 牆
P.C. 帷 幕 牆 石 材 帷 幕 牆 玻 璃 帷 幕 牆 非 金 屬 帷 幕
鋁 金 屬 帷 幕 牆 不 銹 鋼 帷 幕 牆 琺瑯版面帷幕牆 烤漆版面帷幕牆
表 (一)金屬類帷幕牆
表(二)非金屬類帷幕牆
帷幕牆系統依構法可分為定製系統及標準系統,若依現場按 裝方式則可分為:
1.直橫料系統(STICK SYSTEM) 2.格版系統(PANELSYSTEM)
3.窗間牆系統(COLUMUCOUER AND SPANDREL SYSTEM) 4.單元化系統(UNITIZED SYSTEM)
5.複合式系統(UNIT AND MULLIONSYSTEM)。
1.直橫料系統 (圖一)
此系統特點在於線條明快突出,可搭配牆版變化造型:組合上牆 帷幕牆元件在工地上一件件組合,首先裝上固定系統,其次是直料、
橫料、窗間板,最後加上玻璃及內部裝飾。國內習慣上稱之為豆柱式 帷幕牆構法。
2﹒ 格版系統 (圖二)
本系統提供了整個牆面的造型,格狀的樣式有強烈的垂直及水平 韻律,每塊版在工廠整體鑄造,運至工地錨定組合而成帷幕牆。此系 統類似單元化系統,所不同者是單元化系統是由許多小零件組合,而 格版系統多指單片版,如預鑄混凝土版或金屬版沖壓而成之單片版。
3﹒ 窗間牆系統 (圖三)
其施工步驟,首先是裝上固定系統,其次是窗間牆、柱覆板,再 安裝玻璃;由於安裝之程序簡單,大部分之裝置都在工廠作業,因此 品質得以控制。
4、單元化系統 (圖四)
在美國 1970 年代以後,由於建築工人短缺,施工品質不易控制等 因素,單元化系統逐漸流行,成為近年來超高層建築外牆工法之主流。
其特點是把帷幕牆組合規格單元化,再依次固定於結構系統上。其尺 寸大小約 1.5m 寬 x 樓高長,相當於窗格跨距 x 樓高長。其缺點是:體 積龐大,在運輸時表面受損情況較為嚴重,搬運上需要裝箱保護。材 料使用除所需強度外,還要考慮排水系統及周邊的框架鋁料,因此用
量大。
5.複合式 (圖五)
此系統介於直橫料系統和單元化系統間的一種構法,屬改良的直 橫料系統。先錨定兩邊直框,在直框中再安裝預組單元;有時是一層 樓高的版片,有時分為裙板和玻璃窗兩單元。
2-2 帷幕牆之構件
一、 鐵件及鋼材
1.鐵件:用來連接帷幕牆版面與結構體外週區的結構鐵件,特性是:
(1) 高強度鐵件的設計—在固定鐵件的設計,採用高強度材料,如鍍鋅 銅板或 6063 系列鋁合金,以提高帷幕牆之安全性,並兼顧帷幕牆 吊掛點型式及其位置之設計,以增加單元式帷幕牆之現場施工性。
(2) 層間變位的吸收一在單元版片的兩個固定點,一個可吸收三向度 位移,另一個為鉸接點抵抗側滑,在固定鐵件的設計,可以有效 的吸收單元版片的伸縮變形及位移,因此對於「層間變位」的承受 性較好,使得版片不至於受到大量的擠壓而產生過度的變形甚至於 破壞。
(3) 在牆體的底部以鋁擠型框料、固定鐵件、披水板配合防水填縫處 理,牆體的頂部,則以壓頂處理。
SC-鐵件焊接於鋼骨結構體上
SRC-鐵件預埋、焊接於結構體上
RC-鐵件預埋於結構體上
2.鋼材:帷幕牆使用的鋼材大致上分為五類
種類 符號 概略用途
SS34 SS41
一般結構用軋鋼料 S12C(PHC) 熱軋軟鋼板鋼片及鋼帶 鋼板及型鋼
SPCC 冷軋碳鋼板及鋼帶 輕量型鋼 SSC41 一般結構用輕型鋼 鍍鋅鋼板 SECC 電鍍法鍍鋅鋼板及鋼帶 高耐候性鋼料 S(49)C(SCR)-H
S(46)C(SCR)-C
高耐候大氣腐蝕性軋製鋼料
不銹鋼料 高耐候防鏽軋製鋼料
二、 鋁材及鋁合金
一般帷幕牆常用的鋁材種類及特性,以日本 JASS.14 帷幕工事,
JIS H4000、H4100、H5202(鋁板及鋁合金板)之規定分述如下
鋁帷幕牆之鋁材種類及特性
性長石、斜長石、雲母、角閃石等;商業用花崗岩除前述岩之花崗岩 室內用 SPUTTINRINC 法將金屬或金屬氧化物噴鍍在玻璃表面,使其 產生一層均勻的金屬膜,因此金屬膜厚度不同可呈現出不同的色彩及
(3) 和諧的建築物外觀,可呈現多彩的美姿。
1.矽橡膠(Silicone Rubber)
1944年在二次大戰期間,矽橡膠 (Silicone Rubber),由 G.E、
Dow-Cornig、U.C.C 等矽樹脂同時發展出來。這類材料有奇特的性能 包括抗老性、抗風化、及不平常的表面性質,尤其對水有抗拒性。其 優良物理性能在很廣的溫度範圍(-100℃- 190℃)以內保持,尤為難 得。
2.聚硫膠橡膠(Thiokol Rubber ) ( Polysulfide )
聚硫膠(又稱硫構橡膠)係合成橡膠為最早發展成功的一種。1929 年由 美國 Thiokol Corp 發展由二氯化乙烷與多硫化鈉反應而成 Thiokol A 原始型多硫化物系橡膠。此為最古老的商用合成橡膠,後發展成 (Thiokol LP) (LP指:Lisuid Polysulfide)液狀聚合體,又稱 Polysulfide 是由一個硫磺原子,一個原子架橋者稱單硫化 (Mono-sulfdide )結合,
硫醚(Thio-ether )由兩個原子架橋者稱雙硫化(Disulfide)結合,三個原子 以上者稱聚硫化(Polysulfide)結合。(全世界第一棟使用 Thiokol Rubber 之建築物為 California Telephone & Telegraph Compony 之平屋頂建築物 1947. )。
六、層間塞
防火層間塞以不燃材為主要要求,如:岩棉等,其構造形式可如 下圖所示。並依法規要求防火及防煙一個小時。
七、混凝土
一般用於預鑄混凝土,混凝土本身材料便宜並且耐用,唯重量較 一般帷幕牆版來的重,搬運時需小心。
2-4 帷幕牆資料調查整理-以台灣地區單元式帷
幕牆為例
(參考成大邱宏達碩論)單元式帷幕牆引進系統
根據調查結果,引進系統中以「美國系統」(64%)最多,「日本系 統」佔 7%,另外有 29%之個案採取「本土開發改良」方式設計製造單 元式帷幕牆。
引用設計規範
在眾多之規範中,以美國的「AAMA」及「ASTM」較常被引用,
佔了 77%之多,剩下的 23%則是參考「JCMA」、「JASS」、 「JIS」及
「CNS」等四種規範作為設計之依據。
單元式帷幕牆面材主要材料
在材料之使用上:按使用量來說依序是「玻璃」(42%)、「金屬」(32%) 及「石材」(26%)這三種,分佈還算平均,並沒有某一材料使用特別多 之現象。
性能測試項目
在眾多的性能測試項目中,以「層間變位」與「風雨試驗」兩者最多。
其次為「防火」、「隔熱」、「耐震」及「耐候」等四項,「隔音」及「鹽 水」兩項試驗則比較少被考慮。
連接鐵件材質
材質上以「鋼板」之使用量最多,有 75%之佔有率,其次為「鋁合金」,
佔 25%。
填縫材材質
在該項調查中「silicone 系」的使用率高達 93%,剩下的 7%使用「聚 硫膠系」之非成型填縫材。
結構體鐵件材質
在回函的案例中,全部都是使用「鋼板」來製造結構體鐵件,沒 有使用「不銹鋼」或者是「鋁合金」之案例。