1. 介紹：什麼是鋁製幕牆系統？
定義與功能
An 鋁製幕牆系統 是一種非結構性的外牆覆面，通常由輕量的 鋁框架 與填充材料（如玻璃、金屬板或石材外牆）組成。與承重牆不同，幕牆不承擔建築的結構荷載；相反地，它們固定於樓板或結構框架上，並設計用來抵抗氣體與水分滲透、風壓以及地震力。
主要功能包括：
- 提供抗天候 建築外殼 保護
- 提升美觀與自然光照
- 改善熱能與隔音性能
- 支持可持續節能設計
鋁製幕牆系統的種類
主要有兩種類型的鋁製幕牆系統，每種具有不同的安裝方式：
單元式幕牆系統
- 預先組裝好的面板（包括框架、玻璃、密封條與隔熱材料）在工廠製造，並運送到施工現場。
- 由於現場安裝速度較快且品質控制較佳，非常適合用於高層建築。
- 安裝面板時需要使用起重機或吊車。
框架式幕牆系統
- 各個組件（垂直框架、水平梁、玻璃窗）分別運送，並在現場組裝。
- 適用於中低層建築或不規則外牆的專案。
- 材料成本較低，但由於現場組裝，安裝時間較長。
應用場景與原因
鋁製幕牆系統主要用於現代商業和公共建築，原因如下：
- 高層建築: 一種輕量、耐用的外殼解決方案，能夠容納大跨度的玻璃並抵抗風荷載。
- 企業辦公大樓: 具有時尚、專業的外觀美感和節能玻璃窗選項。
- 醫院、大學、政府建築: 改善熱性能、自然採光，並符合能源規範。
- 零售商場及綜合體: 可定制的設計，支持品牌推廣並吸引行人。
其廣泛應用源於其在性能、設計彈性和長期耐久性之間的平衡，適用於不同氣候和地區。
二、施工前考量
在安裝任何系統之前，徹底的規劃與協調至關重要。 鋁製幕牆系統此階段的錯誤可能導致昂貴的返工、工程延誤或系統失效。以下是每個專案必須完成的關鍵施工前任務。
1. 現場檢查與建築佈局
詳細檢查施工現場是第一個關鍵步驟。安裝人員與專案經理必須確認：
- 結構面板邊緣與嵌入位置的準確性
- 起重機或升降機的可及性，尤其是對於單元化系統
- 鋁框和玻璃單元存放區的清潔與安全
- 建築圖紙與竣工實際狀況之間的差異
每層樓的建築佈局線必須準確標示，以確定垂直框架定位和錨固對齊的參考點。
2. 結構與風荷載計算
幕牆系統必須能承受以下環境力：
- 風壓 （正負荷，視建築高度與地區而定）
- 地震荷載 （尤其在地震多發地區）
- 死荷載 （玻璃與框架構件的重量）
- 活荷載 （由建築位移、熱脹冷縮與擺動引起）
工程師必須計算挫曲限制、錨固拉伸強度，並驗證幕牆框架與結構支撐之間的相容性。忽略荷載計算可能導致結構失效、水滲漏或玻璃破裂。
3. 幕牆設計圖紙與材料提交
所有幕牆系統都需根據專案需求製作施工圖，並須經建築師、結構工程師與總承包商核准。內容包括：
- 顯示垂直框架間距與面板佈局的立面圖
- 連接、錨固、密封條與排水路徑的詳細資訊
- 玻璃尺寸、塗層與熱性能規範
- 用於單元化面板製造或面板系統的切割長度的驗證尺寸
材料提交 （鋁型材、密封膠、玻璃規格、緊固件）應與圖紙一同提交，以供審查和批准，然後再進行製造。
4. 與其他工種的協調
有效的幕牆安裝需要提前且頻繁地與其他工種協調，特別注意以下事項：
- 結構鋼鐵承包商: 確保嵌入式錨栓和鋼構件正確對齊，並留有錨固空間
- 機電工程（MEP）工種: 避免與暖通空調管道、防火材料和電氣管線在樓層邊緣或外牆穿透處產生衝突
- 室內裝修團隊: 幕牆錨固件和框架可能影響裸露的石膏板部分或天花板接口
- 防水與屋頂工程承包商: 幕牆轉接處必須與空氣/蒸氣屏障膜和屋頂終止處整合
協調不良可能導致零件衝突、滲漏或外牆連接延遲。
III. 所需工具與設備
成功安裝鋁製幕牆系統不僅依賴於精確的規劃，還需要配備適當的工具與設備，以確保安全與性能。以下是現場所需的基本設備分類。
1. 起重與維修設備
幕牆面板，尤其是單元化幕牆系統，體積大、重量重，且通常安裝在高處。常用的設備包括：
- 塔式起重機/移動式起重機 – 用於吊運面板或大型豎向框架
- 物料升降機/旋轉平台/桅杆爬升機 – 用於安裝柱式系統時的維修作業
- 腳手架與高空作業平台（AWP）– 用於中高層建築和室內作業的剪式升降平台或臂式升降平台
- 玻璃真空吸盤– 用於安全搬運大型隔熱玻璃單元（IGU）的吸盤工具
2. 對準與佈局工具
精確定位錨栓與垂直框架至關重要。早期的對準錯誤可能影響整個系統。工具包括：
- 激光水平儀– 用於水平與垂直佈線
- 垂線與粉筆線– 傳統的直線參考工具
- 經緯儀或全站儀– 用於高層工程中需要精確垂直與對準的作業
- 卷尺與折尺– 用於手動檢查與現場驗證
3. 電動工具與手工具
框架與錨固組裝需要重型與高精度工具：
- 無線衝擊起子/鑽孔機– 用於緊固件安裝與支架固定
- 螺絲刀– 用於反覆的鋁合金連接
- 角磨機– 用於現場修整或修改鋁型材
- 鉚接槍/結構用盲鉚釘工具– 用於鋁框架連接
- 填縫槍（手動或氣動）– 用於塗抹防水密封膠
4. 密封劑與墊片安裝工具
玻璃系統高度依賴密封來確保氣密性與防水性。常用工具：
- 支撐棒插入滾輪– 用於將泡棉棒壓入接縫
- 密封膠噴嘴（帶塑形工具）– 用於均勻塗抹密封膠
- 橡膠刮刀與刮板– 用於塗抹硅膠密封膠
- 無塵布與溶劑 – 用於封閉前的表面準備
5. 安全設備（個人防護裝備與工地安全）
幕牆施工常涉及高空作業與處理鋒利的玻璃與金屬：
- 防墜落系統 – 安全帶、生命線、邊緣保護裝置
- 安全帽、手套、安全鞋、高可見度背心
- 安全護目鏡與聽力保護 – 特別是在切割或鑽孔時
- 滅火器與急救包 – 特別是在現場焊接或研磨時非常重要
- 緊急升降與疏散計畫 – 適用於高層建築環境
6. 幕牆專用工具（可選但建議配備）
- 扭力扳手 – 確保錨栓符合規範要求
- 排水測試套件 – 用於測試幕牆垂直框架的內建排水系統
- 數位厚度計 – 用於驗證陽極氧化或塗層鋁外牆
- 玻璃邊緣保護裝置與角落護條 – 防止搬運過程中的破裂
在安裝第一塊面板前準備並驗證這些工具，可以顯著提高安裝速度，減少返工，並確保幕牆具有防水功能且符合規範。
IV. 逐步安裝流程
安裝一個 鋁製幕牆系統 (無論是單元式或框架式)都需要嚴格遵守安裝順序、公差範圍與防水原則。以下是專業幕牆施工人員在現場使用的詳細逐步流程。
1. 佈局與錨固
目標：確定幕牆框架的結構連接點。
- 格線驗證: 使用激光水平儀和全站儀將結構樓板的佈置控制線轉移到錨栓支架或嵌入板上。
- 錨栓定位: 沿著樓板邊緣或柱子安裝機械錨栓或焊接板。錨栓必須垂直對齊於樓板，以支持垂直框架的連續性。
- 支架找平: 使用墊片和找平裝置調整樓板不平整，確保垂直框架的精確定位。
- 扭矩測試: 螺栓按照規範擰緊，並通常使用校準扭力扳手進行測試，以確保符合要求。
注意：此階段的任何偏差都會在較高樓層放大—在繼續施工前仔細檢查每條錨線和偏移量。
2. 框架安裝
目標：組裝幕牆系統的鋁骨架。
- 垂直框架: 提升到位並連接到錨栓支架。垂直框架（樓層水平位置）之間的接頭通常使用膨脹接頭，以適應熱脹冷縮或地震位移。
- 水平梁: 使用剪力塊或機械緊固件安裝在垂直梁之間。它們必須齊平，以確保玻璃通道的正確幾何形狀。
- 保溫條和密封: 在填充前安裝於垂直框架內；對於熱絕緣和氣密控制至關重要。
- 排水管理整合: 內部排水管和排水孔必須暢通且對齊，以確保水流向外部。
提示：務必使用預先塗布或現場塗布的密封膠帶，以確保水平和垂直框架交接處的防水連接。
3. 面板或玻璃單元安裝
目標：將填充材料（通常為夾層玻璃單元（IGUs）或鋁板）安裝到已完成的框架中。
- 清潔與準備: 所有框架通道和玻璃表面必須使用經批准的溶劑清潔，以避免在墊圈或密封膠下產生污染。
- 插入填充單元: 使用真空升降機將夾層玻璃單元（IGU）提升並放入玻璃槽中。放置隔片以維持玻璃間距並正確分配負載。
- 居中與對齊: 檢查玻璃和框架四側的邊緣間隙是否均勻。
- 墊圈壓縮: 安裝EPDM墊圈或壓力板，將玻璃緊密壓在框架上，確保氣密性/防水性。
桿系統說明：填充層通常由外側玻璃膠合；單元面板通常在工廠膠合並作為整體安裝。
4. 密封與防水
目標：密封所有接縫和過渡層，以確保長期的防水和防潮性能。
- 內部氣密性: 在牆體較溫暖的一側插入背條並塗抹氣密膠密封劑。
- 外部防風雨密封: 在面板接縫、垂直框架接口和周邊過渡層塗抹硅膠或混合密封膠。
- 遮陽板和過渡層: 雨遮板系統必須與屋頂、窗戶和地板邊緣的防水系統相連，並用金屬遮陽板或膜包覆。
- 排水系統測試: 倒水測試或水管測試可以驗證內部排水系統的正常運作。
常見故障點：不當使用密封膠或跳過周邊過渡層，常導致在暴風雨或惡劣天氣下漏水。
選擇性步驟：安裝壓板和覆蓋板
在壓力玻璃系統中，擠壓鋁壓板用螺栓固定在密封條上，接著安裝卡扣式覆蓋板，以達到美觀且抗紫外線的效果。
確保螺栓扭力均勻，以防止板材彎曲或密封條壓縮不均。
最終檢查清單
- 所有緊固件均符合規範緊固
- 垂直框架和面板接縫完全密封
- 密封條安裝正確，角落連接良好
- 玻璃表面清潔，無刮痕或殘留物
- 防水測試合格
- 完成照片和安裝文件已記錄
5. 品質控制與檢查
在鋁製幕牆系統安裝完成後，進行全面的品質控制（QC）與檢查流程，對確保其長期性能、符合規範及保固條件至關重要。此階段驗證所有組件是否正確安裝，並在環境條件下按設計運作。
1. 對齊與公差檢查
目標：確保幕牆系統在結構上對齊且外觀一致。
- 垂直與水平驗證：使用激光水準儀或全站儀確認垂直框架是否正確對齊，水平梁在多個間隔中保持水平。
- 接縫間距與開口：檢查面板間隙、玻璃與框架間隙及壓板開口的均勻性。
- 系統公差：確認所有關鍵尺寸均在可接受範圍內—通常接縫對齊誤差±2毫米，面板偏移±3毫米。
2. 結構緊固與錨固檢查
目標：驗證所有機械連接符合結構性能標準。
- 螺栓扭矩: 使用校準過的扭力扳手對隨機抽查的螺栓進行重新檢查。
- 焊接檢查 (如適用)：對現場焊縫進行肉眼檢查或滲透測試，特別是鋼板嵌入區域。
- 接頭連接: 檢查膨脹縫和垂直框架接頭的間隙是否適當，以及夾緊元件是否正常。
3. 玻璃與密封膠檢查
目標：確保防風雨系統完整且未受損。
- 墊圈配合與壓縮: 確認EPDM墊圈完全固定，無明顯彎曲、扭曲或縫隙。
- 密封膠連續性: 目視檢查所有硅膠或混合密封膠條是否有縫隙、氣泡或密封不良。
- 角落轉接: 特別注意角接點、垂直/水平轉接以及與其他材料（如石材、外牆保溫系統（EIFS）、屋頂）的接口。
4. 氣體與水滲透測試
目標：證明幕牆在壓力下能正常運作。
- ASTM E1105 水滲透測試: 模擬降雨+內部負壓；系統應顯示零滲漏。
- ASTM E783 氣體滲漏測試: 在壓差下測量系統內的氣流量。
- 室內模型測試 (可選但建議用於大型/高價值專案): 在安裝前於全尺寸樣板牆上進行測試。
5. 美觀與表面處理檢查
目的：確保最終產品符合建築標準與業主期望。
- 塗層與表面處理一致性: 檢查鋁合金陽極氧化或粉末塗層的顏色、光澤與厚度是否均勻。
- 玻璃品質: 檢查面板是否有碎裂、刮痕或色差不一。
- 覆蓋板均勻性: 快拆式覆蓋板或垂直框架覆蓋板必須牢固固定、平整且對齊。
6. 文件記錄與簽核
目的：建立完整的安裝合規與批准記錄。
- 檢查報告：包含標註照片、測試結果與現場記錄。
- 竣工圖：反映最終尺寸、錨固位置與任何現場修改。
- 製造商保固啟動：提交所有必要文件以啟動玻璃、鋁合金或密封膠的保固。
- 缺陷清單完成：與總承包商、建築師或幕牆顧問進行最終檢查，以處理小問題或美觀上的疑慮。
適當的品質控制不僅能防止未來的失效，也能保護建築外殼免受水滲、熱循環或風力疲勞等長期損害。
六、幕牆安裝中常見的錯誤避免
即使是經驗豐富的安裝人員，如果未遵循正確的程序與流程，也可能犯下代價高昂的錯誤。以下列出在鋁合金幕牆安裝中最常見的錯誤及其避免方法。
1. 錨栓或垂直框架未對齊
問題: 即使是錨栓位置偏差幾毫米，也可能導致垂直框架不對齊，進而使整個隔間移位或面板變形。
解決方案:
- 使用激光水平儀或全站儀仔細檢查佈局。
- 在鑽孔前預先標記錨栓位置。
- 安裝第一個垂直框架作為參考。
2. 密封膠不當使用
問題: 裂縫、空隙或不一致的密封條可能導致漏水並未通過氣密性測試。
解決方案:
- 使用支撐杆控制接縫深度。
- 施工後立即修整密封膠。
- 使用經批准的溶劑清潔，以避免表面污染。
3. 密封墊片安裝不當
問題: 扭曲或未壓縮的密封墊片無法形成防水密封。
解決方案:
- 安裝時目視檢查密封墊片。
- 必要時使用硅膠潤滑劑引導安裝。
- 施加均勻壓力並檢查反彈間隙。
4. 排水設計不良或排水孔阻塞
問題: 阻塞或缺失的排水孔可能導致水在框架系統內積聚，造成腐蝕或漏水。
解決方案:
- 確保內部排水通道暢通。
- 在品質控制時檢查排水孔。
- 不要讓密封膠或碎屑阻塞開口。
5. 面板或玻璃邊緣損壞
問題在運輸或吊裝過程中不當處理可能導致邊緣碎裂或裂紋，尤其是在夾層玻璃單元（IGUs）中。
解決方案:
- 始終使用吸盤和角落保護器。
- 將設備垂直存放並加墊料。
- 訓練工人正確處理玻璃。
6. 忽略熱接縫和位移接縫
問題：如果未提供適當的膨脹縫，幕牆構件在熱負荷或地震位移下可能變形。
解決方案:
- 在每層樓或垂直框架上按規定安裝膨脹接縫。
- 不要跳過或壓縮水平膨脹隔條。
- 考慮角落和樓層邊緣的系統公差。
7. 與其他工種缺乏協調
問題：幕牆構件可能與機電系統、樓層防水層或天花板飾面發生衝突。
解決方案:
- 在預安裝階段召開協調會議。
- 盡早與所有相關方分享施工圖紙。
- 根據需要提供現場其他工種的通道。
避免這些問題不僅需要技術技能，還需要工程、製造和現場人員之間的有效溝通。早期的小錯誤可能導致後續數百萬美元的返工或水損失。
7. 維護建議
雖然 鋁製幕牆 系統設計為耐用且維護成本低，但定期維護對延長系統壽命、確保能源性能以及預防長期水漬或結構損壞至關重要。以下是為建築所有者、設施管理者和維護團隊量身定制的實用維護指南。
1. 日常清潔
頻率：每年兩次，建議在沿海地區或污染較高的地區進行更頻繁的清潔。
- 玻璃面板: 使用非研磨性清潔劑和軟布或橡膠掃帚。避免含氨產品，可能會損壞塗層。
- 鋁框架: 使用溫和的清潔劑和水清潔陽極氧化或塗漆表面。徹底沖洗以防止條紋。
- 覆蓋物和密封條: 在清潔玻璃時擦拭，以防止灰塵或霉菌積聚。
提示：使用去離子水進行最後沖洗，以確保高可見度外牆表面無條紋的光潔效果。
2. 密封條和密封膠檢查
頻率：每年一次
- EPDM密封條: 檢查收縮、剝落或裂紋，尤其在角落或接縫處。
- 硅膠密封劑: 檢查變色、附著力降低或裂紋。紫外線曝曬和熱循環可能會導致密封膠性能隨時間退化。
- 周邊接縫: 這些區域最容易受到建築物運動的影響，需要特別注意。
措施：根據製造商的相容性指南，必要時更換或重新處理損壞的密封條並重新塗抹密封膠。
3. 水滲漏與排水檢查
頻率：暴風雨後或每六個月一次
- 內部水滲漏跡象: 檢查幕牆連接處是否有水漬、剝落的油漆或霉點。
- 排水孔: 確保內部排水通道和孔洞暢通無阻，沒有密封膠、油漆或碎屑阻塞。
- 傾斜的窗台和防水閃光: 驗證防水膜密封的適當坡度和完整性。
提示：在可疑區域或更換密封膠後進行水管測試，以確認防水效果。
4. 結構完整性監測
頻率：每3–5年或地震活動後
- 錨栓和支架: 確認連接點沒有腐蝕、鬆動或疲勞的跡象。
- 垂直框架接縫: 確保可動接縫保持功能正常，沒有阻塞或卡住。
- 面板對齊: 檢查面板是否有彎曲、移位或分離，尤其是在受到風荷載的高層樓房上。
可選：聘請幕牆顧問進行高層建築外牆安全檢查（例如：台灣的FISP要求）。
5. 重塗和表面修復
頻率：根據需要（通常每10–15年）
- 粉末塗層框架: 輕微刮痕可使用修補套件修復；嚴重磨損可能需要重新塗層。
- 陽極氧化鋁: 避免使用研磨清潔劑—若出現褪色或點蝕，請使用修復膏或專業修補劑。
6. 文件記錄與存檔
為了保固目的，請務必使用原系統製造商批准的清潔劑和材料。
每次檢查應維護一份日誌，記錄日期、觀察到的狀況、進行的修理以及所使用的材料。
存檔原始施工圖紙和提交的材料，以便在任何修理或翻新工作中參考。
