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清水砖墙作为饰面层的墙体构造——双层中空墙体


2017-11-22 10:32:33


    


提到清水砖墙,大部分建筑师的脑海里首先想到的是怎么样去通过砌筑玩出特殊的肌理,但这次我们先把砖砌图案、肌理放在一边,来说说在现有的技术、节能要求下清水砖墙的合理构造。

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各种不同的砖砌图案、肌理

传统构造的清水砖砌体


烧结黏土砖主要以黏土为主要材料,经过制胚、干燥、烧结而成,根据烧结工艺差别形成砖红色及青灰色的黏土砖,这种烧结砖从视觉上让人易感受到温馨、自然、纯朴。

最早,砖更多的是作为结构材料出现的。由于砌体结构特性的限制以及建筑对于空间及形式的要求越来越高等原因,现在以砖及砌块为主体结构材料的建筑除了一些小型建筑外已经越来越少,然而以砖及砌块作为建筑内外饰面材料的建筑依然较多。

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英国伦敦某古典建筑的砖砌体外墙

清水砖墙在以砖砌体或砖混作为结构形式时曾经理所当然地成为一种形式并在一段时间内广为出现,随后的发展出现了掩盖砖墙自然面貌的处理,如墙体抹灰、抹灰后刷涂料、贴面砖甚至挂贴石板等,传统的清水砖墙一度受到了冷落,砖的生产精度也较早期大幅下降。随着现代化水平的提高,当我们的周围充斥着太多的现代材料及工艺时,我们开始逐渐对现代冰冷的材料感觉到厌倦,传统砖砌体的真实感、自然气息重新打动了我们,清水砖墙又重新回到我们的周围。



艺术家艾未未设计的北京草场地系列建筑体现了艺术家的浪漫

为什么是用砖而不是面砖?


出于对传统砖墙效果的追求,同时为适应现代饰面材料所追求的轻、薄要求,酷似砖面效果但厚度较薄的面砖出现了。

由于大部分的面砖具有良好的耐久性、耐水性、耐酸碱性、耐磨损性、自清洁性等优点,同时其价格相对低廉,因此在我国建筑的内外墙、地面饰面材料中所占的比例特别大,甚至在一段时间内成了建筑外墙饰面的主要材料。

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从远处看,面砖好像与清水砖墙效果差异还不算太大。

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近看砖砌体饰面和面砖饰面——一个更为自然真实、富于变化,一个较为机械、虚假,缺少真实感。

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北京宋庄某小建筑

砖砌体外墙可以创造较面砖更多的丰富性、真实性。

除了效果较为机械、虚假之外,面砖面临的另外一个最大的问题是脱落,现今国内常见的现场粘结构造方法常常是不靠谱的。

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粘贴面砖常常出现的剥落

如何构造符合现代节能要求的清水砖墙?


突破了砖砌体承重的结构束缚,砖也就被解放出来。传统的清水砖墙是直接以单一清水砖砌体作为外围护材料,虽然可以达到清水砖的装饰效果,但只能通过增加墙体厚度或采取有一定弊端的内保温方式来达到节能保温要求。
为了达到更为合理的外保温效果,利用砖的装饰性及耐候性,以外层砖(砌块)砌体作为外饰面材料,以外覆保温层的内层墙体作为承受主体结构作用的结构墙体或围护室内空间的非结构墙体。这种双层墙体的构造也体现了现代建筑构造的基本原理——“分层组合、各司其职”。微信图片_2017112210195012.jpg
几种砖砌体外墙饰面比较——无疑,有保温层和空气层的构造更为合理。

双层墙体从构造原理分主要有两种基本做法:一种是背后灌浆式砖砌体,即在砖砌体与结构墙间采用灌浆的方法(类似于传统石板的湿挂法),砖砌体与结构墙体联为一体,其自身的稳定性较易得到保证,但缺点是易于受结构主体的变形影响出现开裂,同时灌注的砂浆也易在砖表面形成“白霜”,因此现在已较少采用。

双层墙体的另一种做法则是两层墙体脱开,通过固定于结构墙体的承重构件承受外层墙体重力,通过金属连接件将外层拉结固定于内层稳定的(结构)墙体上。这种墙体脱开的双层墙体,外层砖砌体受主体结构影响相对较小。在内外层墙体间一般留有空气流通层,内层墙体的外侧可以做各种保温层,更利于墙体的节能、隔声以及水汽的排除。

考虑外层墙体的自身稳定性,双层墙体常用于高度不大(一般为20m以下)的建筑,在一些特殊要求的建筑中则需要特殊的结构设计以验证外层砌体的稳定性。

由于外层墙体受室外自然风雨的影响,如采用清水墙体饰面时一般应选择不易透水的实心砖(砌)块,选用其他空心砌块时则应注意砌块的抗渗性能、砌块的壁厚、砌筑砂浆的性能、砖缝的处理等以适应当地的雨水情况,避免雨水渗入。考虑到墙体自身稳定性及经济性,一般外层墙体选用90~120厚的砖墙。

双层墙体,特别是有空气层及外保温层的双层墙体作为一种理想的墙体节能体系,在人们对环境、能源日益关注的今天无疑是值得推广的,它的应用在欧洲、日本的小型建筑中最为常见。在我国,由于受观念的影响、投资额的限制,这种双层墙体还较为少见,现知的已建成建筑有早年德国KBK设计公司设计的德国驻北京大使馆、近期北京钓鱼台7号院豪宅等。



德国柏林工业大学图书馆的砖砌体外墙饰面

中空砖砌体饰面墙体的典型识别特征——窗户上下的通气孔



柏林波茨坦广场的科尔霍夫大楼——罕见的以砖砌体为饰面的高层建筑



荷兰鹿特丹某建筑——简洁耐看的立面,砖砌体饰面的双层墙体构造。

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荷兰阿姆斯特丹某住宅——由于摆脱了结构限制,砖砌体饰面采用上下通缝砌筑,类似于常见面砖效果。即便如此,这种通缝的砌筑方式对于砌体饰面外墙来说同样稳定性较差,需做特别的构造处理。

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荷兰海牙某建筑——另一个上下通缝砌筑砖的砌体饰面

中空式墙体构造设计的重点主要在于外层砌体的支撑、稳定、模数以及与结构梁柱及门窗洞口的结合等。外层砌体通常以固定于结构墙体上的耐腐蚀的不锈钢件(如角钢、工字钢、槽钢)或混凝土结构直接挑出的牛腿作为承受重力的支撑结构,以不锈钢钢筋拉结网、拉结杆或拉结扁钢等将饰面砌体与主体结构联系在一起以抵抗水平荷载。由于金属件支撑断面小,形成的热量损失一般可忽略不计,混凝土牛腿断面大,一般须作保温处理。经过多年的实践检验,一般认为,拉结点水平及竖向的间距不宜超过600mm(德国标准规定为水平向间距≤750mm,竖向间距≤500mm),同时在门窗洞口部位、墙角部位等薄弱环节处应采取加强措施。具体的支撑及拉结方法不同的国家、不同的生产安装厂商以及不同的设计有所差异,但基本原理都是类似的。

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几种中空式双层墙体构造示意图

双层墙体的外层砖砌体作做法与传统的砖砌体较为类似,只不过砌体不承受主体结构荷载而只承受自身重量及所受作用,其排列、组合方式较传统砖墙更为自由。


本文作者介绍:

褚智勇,东南大学建筑系工学学士,北京建筑工程学院建筑学硕士,教授级高级建筑师,一级注册建筑师。曾著有建筑材料与构造类畅销书《建筑设计的材料语言》,现为北京工业大学建筑与城市规划学院讲师。


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