探討某工程單元式玻璃幕墻的設(shè)計(jì)與安裝

1、<p>　　探討某工程單元式玻璃幕墻的設(shè)計(jì)與安裝</p><p>　　摘要:本文通過三角形平面板塊模擬實(shí)現(xiàn)空間曲面設(shè)計(jì)，并對(duì)雙凹槽鋁合金型材工字插芯的連接、密封技術(shù)實(shí)現(xiàn)板塊間的連接及防水問題進(jìn)行分析。實(shí)踐證明，該技術(shù)對(duì)單元式玻璃幕墻的設(shè)計(jì)與安裝有較高的借鑒意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞: 單元式玻璃幕墻; 復(fù)雜空間雙曲; 模擬空間曲面設(shè)計(jì); </p><

2、p>　　中圖分類號(hào)： S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　單元式幕墻是指將各種幕墻構(gòu)件和飾面材料在車間內(nèi)加工完成，并依據(jù)設(shè)計(jì)要求組裝成一層或多層樓高的整體板塊，然后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體吊裝，與建筑結(jié)構(gòu)上預(yù)先設(shè)置的掛接件精確連接，并根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的偏差進(jìn)行微調(diào)以完成幕墻整體安裝的圍護(hù)系統(tǒng)。單元式幕墻受力簡(jiǎn)捷，安裝方便，單元件在工廠內(nèi)加工制作。幕墻從樓層下方向上安裝與結(jié)構(gòu)配合同步施工，大大縮短了工期。

3、隨著勞動(dòng)力成本的提高，單元式幕墻與構(gòu)件式幕墻之間的成本差距逐步縮小，質(zhì)量一致性好以及施工速度快的優(yōu)點(diǎn)開始突出，從而推動(dòng)了單元式幕墻在高層、超高層建筑中逐漸普及。 </p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　本工程地面積約20307 m2，總建筑面積約36800m2，其中地下室7000m2，地上29800m2，地上21層，地下1 層，框架剪

4、力墻結(jié)構(gòu)，建筑物高度93 m，標(biāo)桿高約20．5 m，平面采用“人”字形布置，體現(xiàn)以人為本的理念，將船帆和燈塔的標(biāo)志性符號(hào)轉(zhuǎn)換為建筑語言，建立綠化和主體建筑之間的和諧、融洽關(guān)系。 </p><p>　　2 三角形平面板塊模擬空間曲面的單元式幕墻設(shè)計(jì) </p><p>　　將復(fù)雜空間曲面造型通過單元式幕墻形式來表達(dá)是本工程幕墻設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也是對(duì)加工、安裝技術(shù)的挑戰(zhàn)。由于單元式幕墻構(gòu)造復(fù)雜，不適

5、合于做多規(guī)格的少批量生產(chǎn)，通常只在面積較大、較為規(guī)整的立面設(shè)計(jì)中應(yīng)用。通常的單元式幕墻單元板塊規(guī)格統(tǒng)一，容易形成一定的批量，從而提高生產(chǎn)及安裝效率。復(fù)雜空間曲面玻璃幕墻通常是采用平板玻璃來模擬空間曲面，對(duì)于圓錐、圓球一類的規(guī)則曲面，可以通過一組梯形平面板塊來模擬空間曲面。而復(fù)雜空間曲面很難劃分出四點(diǎn)共面的矩形板塊，相鄰矩形板塊邊緣不能彼此完全重合，對(duì)于單元式幕墻來說就是板塊間無法相互插接，無法形成有效密封，更談不上性能保障。 </

6、p><p>　　本工程單元式玻璃幕墻利用三角形板塊不存在頂點(diǎn)不共面的問題，通過三角形的平面板塊來模擬不規(guī)則的復(fù)雜空間曲面，應(yīng)用在復(fù)雜空間曲面的劃分上，從而保證相鄰板塊的邊緣完全重合，有效地解決了單元式玻璃幕墻板塊間無法相互插接和密封構(gòu)造問題。通過三角形平面板塊模擬實(shí)現(xiàn)空間曲面造型，同時(shí)也解決了雙曲面玻璃加工周期長(zhǎng)、成本高，嚴(yán)重制約施工工期的難題。 </p><p>　　根據(jù)本工程外形設(shè)計(jì)以圓弧

7、型為主，而立面上又具有逐層向內(nèi)收縮的獨(dú)特造型，外立面由三個(gè)斜面和三個(gè)曲面構(gòu)成，采用單元式玻璃幕墻形式的要求，三個(gè)曲面確定采用單元板塊間定位角度各有不同的三角板塊單元式玻璃幕墻，三個(gè)斜面采用矩形板塊單元式玻璃幕墻。三角板塊單元式玻璃幕墻的板塊底邊長(zhǎng)度為2200 mm，以一個(gè)樓層高度為單位。整個(gè)立面幕墻由3600 個(gè)單元板塊拼接而成，總面積約22040m2。曲面單元式玻璃幕墻局部展開圖見圖1。斜面單元式玻璃幕墻局部展開圖見圖2。 </

8、p><p>　　圖1、曲面單元式玻璃幕墻局部展開圖 </p><p>　　圖2、斜面單元式玻璃幕墻局部展開圖 </p><p>　　3 雙凹槽鋁合金型材工字插芯連接密封設(shè)計(jì) </p><p>　　普通單元式幕墻單元組件間接縫是靠相鄰兩單元組件框?qū)Σ褰M成組合桿完成接縫，在單元板塊側(cè)面安裝空心膠條，單元板塊安裝時(shí)板塊對(duì)碰，靠膠條壓縮變形實(shí)現(xiàn)密封。為實(shí)

9、現(xiàn)設(shè)計(jì)師的構(gòu)想并達(dá)到雙曲面單元式玻璃幕墻外立面效果，對(duì)完成整個(gè)三角形曲面間各三角形的拼接又是一個(gè)高難度的挑戰(zhàn)。空間雙曲單元式幕墻是靠三角形板塊拼接成曲面來實(shí)現(xiàn)外立面效果，各三角板塊間存在不同的內(nèi)凹和外凸的角度，單靠以往的單元組件框公槽與母槽對(duì)插是無法完成整個(gè)立面體系的。針對(duì)雙曲面單元式玻璃幕墻特點(diǎn)，采用了雙凹槽式鋁合金型材作為單元板塊組件框，單元板塊間通過工字插芯連接，針對(duì)板塊間的不同角度制作來達(dá)到整個(gè)體系的拼接，板塊拼接采用高強(qiáng)度、高

10、彈性、高延伸性、耐候性的膠條相互擠壓實(shí)現(xiàn)防水目的。 </p><p>　　4 斜面玻璃幕墻開啟窗及通風(fēng)口百葉防水設(shè)計(jì) </p><p>　　4．1 斜面玻璃幕墻開啟窗防水設(shè)計(jì) </p><p>　　開啟窗節(jié)點(diǎn)變形集中、形狀復(fù)雜，受結(jié)構(gòu)、溫差、震動(dòng)等產(chǎn)生的變形影響容易產(chǎn)生防水設(shè)防失效，通常是玻璃幕墻防水的重點(diǎn)與弱點(diǎn)。本工程處于特殊地理位置，受臺(tái)風(fēng)影響大，承受風(fēng)壓也大，

11、同時(shí)單元式幕墻結(jié)構(gòu)具有特殊性且斜面設(shè)置，開啟扇的匯水面積較一般垂直面幕墻大。為提高開啟窗的防水能力，在開啟扇頂部設(shè)置兩道披水膠條減少雨水的侵入。并在開啟窗頂部板塊上再增設(shè)一小型材以固定膠條，與窗扇玻璃搭接35 mm，用拉鉚釘固定，且膠條延伸，覆蓋兩端膠縫; 頂部膠縫處作打膠處理，防止雨水順膠縫而下而滲入頂部掛鉤內(nèi)部，造成下窗臺(tái)積水及層間梁部位水漬現(xiàn)象。同時(shí)在下窗臺(tái)易積水部位打密封膠，螺釘孔及釘頭全部用膠封堵，使整個(gè)體系更加安全、可靠。此

12、外，加工中應(yīng)嚴(yán)格控制邊框組框及窗扇四周膠條交圈封閉，確保窗框和窗扇的膠條安裝到位。 </p><p>　　4．2 通風(fēng)口百葉防水設(shè)計(jì) </p><p>　　通風(fēng)口百葉采用帶集水溝的防雨葉片和帶滴水框的側(cè)框架組成的專利產(chǎn)品。窗體在飄潑大雨之時(shí)，不僅能有效地阻止雨水打進(jìn)室內(nèi)，而且在整個(gè)百葉窗的迎風(fēng)面不會(huì)形成水簾，從而保證了通風(fēng)、防水要求。 </p><p>　　5 單元

13、式玻璃幕墻安裝技術(shù) </p><p>　　高層建筑單元式幕墻施工通常是在一定間距樓層安裝水平吊裝軌道，軌道上安裝電動(dòng)葫蘆，用以吊裝板塊，從而減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度。但軌道安裝方法只是對(duì)平面布置規(guī)則，立面簡(jiǎn)潔、變化少的單元式幕墻單元板塊安裝，具有高效、實(shí)用、安全、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn);本工程不論是曲面還是斜面，均為傾斜立面，各樓層幕墻外沿平面尺寸不同，連續(xù)變化，軌道安裝方法受到制約，無法發(fā)揮其高效的優(yōu)勢(shì)。我們通過采用一種

14、多功能幕墻吊裝設(shè)備，將多功能幕墻吊裝設(shè)備設(shè)置于某一樓層，板塊從地面提升到指定高度樓層，然后板塊被轉(zhuǎn)移到水平運(yùn)輸系統(tǒng)上運(yùn)送到指定安裝位置。吊裝設(shè)備吊裝懸臂伸出建筑外表面，用以吊裝板塊，同時(shí)可調(diào)節(jié)吊裝過程中幕墻板塊與建筑主結(jié)構(gòu)之間的間距，以適應(yīng)于傾斜立面特點(diǎn)。 </p><p>　　幕墻吊裝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，設(shè)備占用空間小，操作簡(jiǎn)單，移動(dòng)方便、靈活，安全可靠;設(shè)備設(shè)置多項(xiàng)安全措施，具備防撞、防過載、限位安全鎖緊

15、功能。通過使用多功能幕墻吊裝設(shè)備進(jìn)行曲面與斜面幕墻吊裝施工，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，作業(yè)效率高，安全可靠，滿足施工進(jìn)度要求。 </p><p><b>　　6 結(jié)語 </b></p><p>　　單元式玻璃幕墻近年在我國(guó)大中城市迅速發(fā)展，隨著市場(chǎng)對(duì)建筑幕墻品質(zhì)要求的不斷提升，建筑造型新穎獨(dú)特，復(fù)雜空間雙曲單元式玻璃幕墻更是建筑師的理想選擇。本工程的復(fù)雜空間雙曲單元式玻璃幕墻