探討某工程單元式玻璃幕墻的設計與安裝

1、<p>　　探討某工程單元式玻璃幕墻的設計與安裝</p><p>　　摘要:本文通過三角形平面板塊模擬實現(xiàn)空間曲面設計，并對雙凹槽鋁合金型材工字插芯的連接、密封技術實現(xiàn)板塊間的連接及防水問題進行分析。實踐證明，該技術對單元式玻璃幕墻的設計與安裝有較高的借鑒意義。 </p><p>　　關鍵詞: 單元式玻璃幕墻; 復雜空間雙曲; 模擬空間曲面設計; </p><

2、p>　　中圖分類號： S611文獻標識碼： A </p><p>　　單元式幕墻是指將各種幕墻構件和飾面材料在車間內加工完成，并依據(jù)設計要求組裝成一層或多層樓高的整體板塊，然后運至施工現(xiàn)場進行整體吊裝，與建筑結構上預先設置的掛接件精確連接，并根據(jù)主體結構的偏差進行微調以完成幕墻整體安裝的圍護系統(tǒng)。單元式幕墻受力簡捷，安裝方便，單元件在工廠內加工制作。幕墻從樓層下方向上安裝與結構配合同步施工，大大縮短了工期。

3、隨著勞動力成本的提高，單元式幕墻與構件式幕墻之間的成本差距逐步縮小，質量一致性好以及施工速度快的優(yōu)點開始突出，從而推動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、力墻結構，建筑物高度93 m，標桿高約20．5 m，平面采用“人”字形布置，體現(xiàn)以人為本的理念，將船帆和燈塔的標志性符號轉換為建筑語言，建立綠化和主體建筑之間的和諧、融洽關系。 </p><p>　　2 三角形平面板塊模擬空間曲面的單元式幕墻設計 </p><p>　　將復雜空間曲面造型通過單元式幕墻形式來表達是本工程幕墻設計的難點，也是對加工、安裝技術的挑戰(zhàn)。由于單元式幕墻構造復雜，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)整的立面設計中應用。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。而復雜空間曲面很難劃分出四點共面的矩形板塊，相鄰矩形板塊邊緣不能彼此完全重合，對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)則的復雜空間曲面，應用在復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造問題。通過三角形平面板塊模擬實現(xiàn)空間曲面造型，同時也解決了雙曲面玻璃加工周期長、成本高，嚴重制約施工工期的難題。 </p><p>　　根據(jù)本工程外形設計以圓弧

7、型為主，而立面上又具有逐層向內收縮的獨特造型，外立面由三個斜面和三個曲面構成，采用單元式玻璃幕墻形式的要求，三個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度為2200 mm，以一個樓層高度為單位。整個立面幕墻由3600 個單元板塊拼接而成，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計 </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對插組成組合桿完成接縫，在單元板塊側面安裝空心膠條，單元板塊安裝時板塊對碰，靠膠條壓縮變形實現(xiàn)密封。為實

9、現(xiàn)設計師的構想并達到雙曲面單元式玻璃幕墻外立面效果，對完成整個三角形曲面間各三角形的拼接又是一個高難度的挑戰(zhàn)?？臻g雙曲單元式幕墻是靠三角形板塊拼接成曲面來實現(xiàn)外立面效果，各三角板塊間存在不同的內凹和外凸的角度，單靠以往的單元組件框公槽與母槽對插是無法完成整個立面體系的。針對雙曲面單元式玻璃幕墻特點，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，針對板塊間的不同角度制作來達到整個體系的拼接，板塊拼接采用高強度、高

10、彈性、高延伸性、耐候性的膠條相互擠壓實現(xiàn)防水目的。 </p><p>　　4 斜面玻璃幕墻開啟窗及通風口百葉防水設計 </p><p>　　4．1 斜面玻璃幕墻開啟窗防水設計 </p><p>　　開啟窗節(jié)點變形集中、形狀復雜，受結構、溫差、震動等產(chǎn)生的變形影響容易產(chǎn)生防水設防失效，通常是玻璃幕墻防水的重點與弱點。本工程處于特殊地理位置，受臺風影響大，承受風壓也大，

11、同時單元式幕墻結構具有特殊性且斜面設置，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部，造成下窗臺積水及層間梁部位水漬現(xiàn)象。同時在下窗臺易積水部位打密封膠，螺釘孔及釘頭全部用膠封堵，使整個體系更加安全、可靠。此

12、外，加工中應嚴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 通風口百葉防水設計 </p><p>　　通風口百葉采用帶集水溝的防雨葉片和帶滴水框的側框架組成的專利產(chǎn)品。窗體在飄潑大雨之時，不僅能有效地阻止雨水打進室內，而且在整個百葉窗的迎風面不會形成水簾，從而保證了通風、防水要求。 </p><p>　　5 單元

13、式玻璃幕墻安裝技術 </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，軌道上安裝電動葫蘆，用以吊裝板塊，從而減輕勞動強度，加快施工進度。但軌道安裝方法只是對平面布置規(guī)則，立面簡潔、變化少的單元式幕墻單元板塊安裝，具有高效、實用、安全、經(jīng)濟的特點;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。我們通過采用一種

14、多功能幕墻吊裝設備，將多功能幕墻吊裝設備設置于某一樓層，板塊從地面提升到指定高度樓層，然后板塊被轉移到水平運輸系統(tǒng)上運送到指定安裝位置。吊裝設備吊裝懸臂伸出建筑外表面，用以吊裝板塊，同時可調節(jié)吊裝過程中幕墻板塊與建筑主結構之間的間距，以適應于傾斜立面特點。 </p><p>　　幕墻吊裝設備結構簡單，成本低廉，設備占用空間小，操作簡單，移動方便、靈活，安全可靠;設備設置多項安全措施，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備進行曲面與斜面幕墻吊裝施工，勞動強度大大降低，作業(yè)效率高，安全可靠，滿足施工進度要求。 </p><p><b>　　6 結語 </b></p><p>　　單元式玻璃幕墻近年在我國大中城市迅速發(fā)展，隨著市場對建筑幕墻品質要求的不斷提升，建筑造型新穎獨特，復雜空間雙曲單元式玻璃幕墻更是建筑師的理想選擇。本工程的復雜空間雙曲單元式玻璃幕墻