豎向交錯波浪形單元式幕墻設計探討

【摘要】目前，建筑師對建筑立面的豐富性要求越來越高，越來越多樣化，傳統的玻璃幕墻主要由平面框架和面板構成，其外立面整體通常為平面的構造形式，室內和室外的幕墻效果和造型比較單一，很多時候無法滿足建筑效果的個性化要求。本文就一種新穎的豎向交錯波浪形單元式幕墻的構造設計進行分析，著重闡述設計要點，為后續的幕墻設計提供充分的參考。

【關鍵詞】豎向交錯波浪形；單元式幕墻；構造設計

傳統的構件式幕墻通常造型比較單一，效果不突出，為了彌補這些不足，豐富幕墻的立面效果設計，實現幕墻立面不同的光影效果，我們設計了一種豎向交錯波浪形單元式幕墻。每個單元板塊由左右主組合立柱、左右轉折小立柱、橫梁、套芯、玻璃面板等構件順序組合裝配而成，該幕墻相鄰板塊分別可以做成上凸折線形板塊和下凸折線形板塊，相鄰單元板塊插接安裝后在立面上表現為一個上凸折線形板塊接一個下凸折線形板塊的豎向交錯波浪形效果，整幅幕墻安裝后實現豎向交錯波浪形的整體立面效果。

1、構造設計技術方案

這種豎向交錯波浪形單元式幕墻的板塊有兩種形式，分別是上凸板塊和下凸板塊，兩種形式均由單元左右主組合立柱、左右轉折小立柱、橫梁、套芯、玻璃面板等構件順序組合裝配而成，其特征是：

1）左右主組合立柱均為三段式組合，通過立柱組合套芯及螺釘拼接成折線形，跨中轉折處角度最大，形成單元板塊的主折線形，上凸折線形板塊和下凸折線形板塊的左右主組合立柱的折線角度完全一致，確保相鄰單元板塊可插接。

在圖2中，單元板塊的左右主組合立柱1通過主立柱組合套芯和不銹鋼螺釘拼接成折線形，左右轉折小立柱3通過小立柱組合套芯和不銹鋼螺釘拼接成折線形。

2）左右轉折小立柱為兩段式，通過立柱組合套芯及螺釘拼接成折線形，以左右主組合立柱跨中轉折處為分界分別在左右主組合立柱的上半部分和下半部分安裝左右轉折小立柱，左右轉折小立柱通過立柱連接套芯及螺釘連接在左右主組合立柱上，左右轉折小立柱安裝在左右主組合立柱的上半部分時即可最終形成上凸折線形板塊，左右轉折小立柱安裝在左右主組合立柱的下半部分時即可最終形成下凸折線形板塊。

以圖3中上凸板塊為例，左右轉折小立柱通過立柱連接套芯4和不銹鋼螺釘拼接成折線形，然后上下端通過小立柱連接套芯5和不銹鋼螺釘連接到左右主組合立柱1上。

3）所有立柱拼裝完成后，在左右主組合立柱跨中最大角度處安裝對中橫梁，立柱上端安裝單元上橫梁，立柱下端安裝單元下橫梁，左右轉折小立柱轉折拼接處安裝小橫梁，所有橫梁均通過螺釘與立柱連接。

在圖3中，對中橫梁6通過不銹鋼螺釘連接至單元板塊左右主組合立柱1的跨中位置，上橫梁7通過不銹鋼螺釘連接至單元板塊左右主組合立柱1上端，下橫梁8通過不銹鋼螺釘連接至左右主組合立柱1下端，小橫梁9通過不銹鋼螺釘連接至左右轉折小立柱3上。

4）所有立柱橫梁拼裝完成后，安裝單元板塊正面矩形玻璃面板，以及單元板塊側面轉折小立柱與左右主組合立柱之間形成的三角形玻璃面板，玻璃面板安裝后打結構膠、耐候膠，并安裝室外側豎向明框裝飾鋁扣條。

主框架拼接完成，安裝單元板塊正面矩形玻璃面板10，側面三角形玻璃面板11安裝至單元板塊左右主組合立柱1與左右轉折小立柱3在板塊側面形成的兩個三角形區域內。明框裝飾鋁扣條12（見圖2）扣接在左右轉折小立柱3和外露部分的左右主組合立柱1的前端，并壓住玻璃面板。

5）相鄰兩個單元板塊為一個上凸折線形板塊緊臨一個下凸折線形板塊，并依次安裝，即可實現立面上的豎向交錯波浪形單元式幕墻。

2、技術特點說明

1）豎向交錯波浪形單元幕墻的設計，大大豐富了幕墻外立面裝飾效果，使建筑立面更有空間感、層次感和韻律感，更加富于動感，且立面光影效果富于變化。

2）上凸折線形板塊與下凸折線形板塊可任意組合，同一個樓層內左右方向可一個上凸折線形板塊接一個下凸折線形板塊，也可以幾個上凸折線形板塊接幾個下凸折線形板塊，也可以全部采用上凸折線形板塊或下凸折線形板塊，形成千變萬化的立面效果。

3）板塊外側豎向安裝通長明框裝飾鋁扣條，橫向轉折處隱框設計，不采用全隱框幕墻，消除了玻璃墜落隱患，保證了安全性，且整體單元板塊外視效果更簡潔。

4）板塊側面轉折小立柱與公/母立柱之間形成的三角形區域安裝三角形玻璃面板，板塊整體效果更通透。有很多轉折式幕墻采用鋁單板實現轉折效果，不如全玻璃效果干凈整潔。

5）玻璃面板和裝飾構件均考慮了后期可拆卸維護的可更換設計。

6）板塊高度按一個層高考慮，可根據不同層高調整立柱拼接角度，進而實現板塊的折線形造型做法。轉折小立柱的拼接角度同樣可以任意調整，實現不同的建筑效果要求。

7）幕墻的玻璃都采用夾膠中空玻璃，外片夾膠，即使玻璃破裂也不會墜落，確保了安全性。

3、單元式幕墻加工質量控制重點

交錯波浪式單元式幕墻因與普通平板幕墻差異大，同時防水設計也要求更高，故生產加工過程中需要重點把控的關鍵點也更多，主要有以下內容：

1）型材加工精度需重點把控。該形式單元板塊絕大多數鋁型材均需帶角度加工，鋁材斷料及拼裝時均需做角度靠模，嚴格控制加工精度；

2）在安裝橫梁或橫向型材時，在橫梁兩端部四周要抹上均勻、連續的銀灰色耐候膠后才能與立柱或豎向型材連接，連接后必須清除角部多余的膠；

3）所有與鋁型材連接的螺栓、螺釘要帶膠上釘且在安裝完成后都需要在其頭部涂滿銀灰色耐候密封膠；

4）所有外露工藝孔需采用工藝孔蓋封堵；

5）玻璃面板四周結構膠及耐候膠均需交圈，橫豎膠縫交叉部位不可留空洞；

6）板塊外部可視面膠縫打黑色耐候密封膠。打膠應飽滿、均勻，不允許有氣泡，外觀應平整、美觀；

7）首先加工試驗板塊，并進行單元板塊性能檢測試驗，確保試驗檢測通過后再批量生產。

結論：

綜上所述，豎向交錯波浪形單元式幕墻作為一種外形新穎的單元式幕墻形式，實現了立面上的造型多變性，在空間上具有強烈的層次感和方向性，給人以強烈的感官印象，通透的全玻璃建筑外表面盡最大可能拉近了人與自然環境的距離；同時通過對建筑立面玻璃幕墻的折面式節點處理，實現了對太陽光的漫反射，避免了對周邊住宅的光環境污染，希望為今后類似幕墻設計提供參考。