石材幕墙用于建筑外立面的设计

石材幕墙用于建筑外立面的设计

姜东魁

上海凯腾幕墙设计咨询有限公司 上海市 200000

摘要：石材幕墙可以增加建筑物的质感，应用于建筑物外立面可以提升建筑物的观赏价值。本文就对如何在建筑外立面的设计中使用石材幕墙进行了研究和分析，结合建筑物外立面的设计原则、石材幕墙的特点，讨论石材幕墙在建筑物外立面设计中的具体方法。希望通过研究，可以帮助设计人员合理利用石材幕墙， 提升建筑物外立面的设计水平。

关键词：石材幕墙；建筑外立面；原则；设计

引言：石材是人类建筑最早使用的材料之一，后来逐渐被钢筋水泥、砖块所代替，但是石材所拥有的天然纹理是人造材料难以取代的，因此随着人们对艺术水平追求的提升，石材幕墙用于建筑外立面成为了一种重要的建筑设计形式。通过使用石材幕墙进行建筑外立面设计，可以充分利用石材的岩理变化，拥有更为高贵的质感。因此，需要做好在建筑物外立面中石材的应用工作，提升建筑的质感和水水平。

1 建筑立面概述

1. 1. 建筑立面含义

建筑的外立面是建筑的外部结构，是建筑重要的基础结构，在一些情况下，也会将无顶涵盖在建筑外立面中。比如对于一些造型比较特殊的建筑，其立面和屋顶在几何上是连续的，此时建筑物的屋顶和外立面就有相同或者类似的定制，因此就需要将屋顶也放到外立面当中^[1]。因此，建筑外立主要指建筑的外侧立面，在特殊情况下也可以包括建筑物的屋顶。

图1 建筑物石材幕墙

1.2 建筑物外立面的设计原则

1.2.1 时代性

建筑的设计必须符合时代特征，或者能立足于当前的时代特征对原本的建筑设计进行一定的突破，领先于传统的建筑设计潮流，提升当前时代的建筑设计水平。因此，在建筑设计时，就需要不断融合当前建筑设计风尚进行突破，而对于建筑物的立面，作为建筑物几何形状的主要表现，更应该符合时代潮流。如果建筑物的设计和时代的发展不匹配，那么无论建筑立面设计如何时尚，都难以保证建筑立面的观赏价值^[2]。因此，建筑的外立面必须要具备其所具有的时代特征，在时尚的同时，又不脱离正常的建筑设计形式，突破的传统的同时也不和传统相分离。

1.2.2 地域性

每一个地区建筑都有当地的地域特征，而在建筑设计时，就需要将把建筑的地域性展现出来，避免建筑在当地的建筑群中过于突兀，影响建筑的观赏价值。

该种原则要求在进行建筑外立面装饰设计的时符合当地的文化特征。同时，由于不同地区的环境不同，例如光照、地形等等都会有所区别，所以立面的设计也要考虑当地自然条件的特性，在展现出当地文化的同时，也有效融入到当地的环境里。

1.2.3 符合当地文化特征

虽然建筑设计需要强调个性，但是也不能完全脱离当地的文化特征，应该结合当地的实际情况，经济、文化的发展状况来开展设计，确保建筑的设计符合当地的审美习惯。因此在设计建筑物的外立面时应该考察当地的审美观念和生活习惯，通过大众的角度，确保建筑物的外立面设计与大众的习惯相结合。

2 石材幕墙概述

2.1 石材

石材就是通过开采岩体获得的石料，经过加工之后获得的条状、块状等多用途材料。结合地质学角度，石材主要包括变质岩、沉积岩等类型。进行建筑外立面幕墙设计时，主要使用的原料包括花岗岩、石灰石等材料，可以满足对强度和外观的双重需求。同时，纹路、外观都比较多变，所以在较大的范围内都会产生明显的化学变化和物理变化，所以石材的构造、岩理、矿物质构成、化学结构也会有各自的特点，在物理性质上也会有明显的不同^[3]。

石材看似坚固而且结构致密，实则拥有大量的孔隙，如果石材的孔隙率较高，石材将会比较容吸水，在周围比较含水量比较高的情况下，石材会吸入大量水分，从而出现体积膨胀的情况，同时空气中所含有的盐分也会被石材吸收，并且对石材产生侵蚀作用，破坏石材结构的稳固。因此，在进行设计和材料使用时，必须要做好石材吸水率的控制，避免石材的自身强度降低，防止建筑立面石材会受到风化等作用的影响。对于一些质密度较高的石材，虽然能够抵御外部的侵袭，并且具有较高的抗压强度，但是由于密度上升也会导致自身结构质量增加，增加石材的负荷，而且会影响建筑物抗震能力。同时，一些石材还具有明显的方向性层理，对于这类石材选择时也要考虑不同方向的结构强度，合理进行材料的选择。

2.2 石材幕墙的组成

一般情况下，石材幕墙都是由横梁、立柱、面板组成，对于框架幕墙、石材龙骨是由立柱和横梁组合而成，横梁能够在立柱结构上连接，而立柱会通过螺栓在预埋件上连接，有很强的三方调整能力。对于使用石材进行外装饰一般有两种方式，包括湿贴法和干挂法两种，湿贴法是在建筑的主体结构墙面上使用砂浆或者胶将石材贴在建筑表面；干挂法是使用螺栓来固定石材。通常而言，幕墙是一个具有独立性的系统，很多幕墙都是直接悬挂在建筑上的，并且可以和建筑之间产生位移，但是石材的石板必须稳定，不能在安装过程中和建筑体之间出现相对位移，保证其在建筑结构外表面的稳定。在选择石材时，还需要考虑价格方面的因素，避免石材幕墙造价过高，影响设计的可行性。

3 建筑外立面石材幕墙设计

3.1 石材设计要求

目前天然石材的厚度一般控制在25毫米到40毫米，并且要求单块石材面积要在1.5平方米以下，为了满足在强度上的要求，所使用的石材幕墙厚度应该在3毫米以上。在建筑中，花岗岩是石材幕墙最普遍选择的材料，设计过程中，需要考虑石材因为吸水所导致的形变，所以一般要保证石材的吸水率在0.8%以内^[4]。并且，还需要在石材加工处理时使用一定的防护措施。在建筑外立面的设计中，需要在设计之前做好对所使用的花岗岩石材实际强度测定和检查工作，保证石材的完全强度在8.0MPa以上。为了保证美观，对于建筑物外立面所使用的石材还需要颜色统一，不能出现明显的色差，并且不能存在暗伤或者裂缝影响外立面的稳定。

3.2 材料的选择方法

对于花岗岩、石灰石、砂岩等可以作为建筑物外立面幕墙的石材，由于其表面特点不同，会产生不同的质感，所以可以根据当地的文化特点、时代设计风尚来确定石材的选择。如果使用毛面石材，一方面可以通过人工凿毛获得，也可以选择自然毛面的石材，比如线性纹理就和斩毛面类似，火烧板是使用加热之后再施冷水的措施，使表面炸毛。对于光面石材的选择，需要在确定石材之后做好对石材的打磨工作，并且还要平衡经济和美观两个方面，因为磨光处理会产生非常高的费用而且工期比较长。选择镜面石材时，应该结合设计的要求采取合理的方法进行选择，通常以85°镜面为主。

3.3 分格缝设计

石材幕墙拼接缝宽度一般在8-16毫米，有开放和封闭两种形式，开放式的设计中，石材之间会留出缝隙当时不会打胶，但是会通过设计出相应的排水出口来满足排水的要求。封闭式的分格缝设计中，会在两块石材的侧面涂抹专门的密封胶，连接两种石材，从而确保石材之间连接的紧密性。选择密封胶时，使用品牌相同的原则，避免不同品牌的密封胶不能保证密封效果。可以采用45°密缝拼接、垂直拼接、45°倒角拼接。

图2 封闭式分格缝

3.4 石板和骨架的连接

石板和骨架之间的连接，包括短槽、通槽、背栓式等等，连接时，一般采取石板支撑在金属横梁和立柱上的方式，横梁和立柱一般都使用铝合金材料或者钢材，满足对结构强度的要求。

结束语：使用石材幕墙进行建筑物外立面的设计时，需要考虑建筑物外立面的需求，结合当地文化、建筑物投资做出最合理的设计。同时，也要做好对材料的选择、连接位置处理，保证石材幕墙的质量。
参考文献：

[1]范曙光. 试论建筑外立面设计中石材幕墙的应用[J]. 门窗,2013(02):103-105.

[2]李孟东. 建筑幕墙在建筑外立面设计中的应用[J]. 住宅与房地产,2019(27):65.

[3]张计磊,周婧. 建筑幕墙在建筑外立面设计中的应用分析[J]. 建材与装饰,2017(26):122-123.

[4]黎克明. 建筑外立面设计中石材幕墙的应用探究[J]. 黑龙江科技信息,2015(21):243.