大規格玻璃幕墻電動智能平推窗快速安裝技術的應用

姚守濤，吳慧林

（中建四局第六建筑工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

建筑智能化目前得到快速發展，電動可開啟式幕墻平推窗被大量運用到現代建筑中，打造智能一體化的高檔辦公體驗，越來越受到人們的歡迎。

電動平推窗開啟窗扇規格尺寸大、安裝難度高，如何將大規格的電動開啟窗扇在高空中安全、快速、精準的安裝是施工的難點。中國（合肥）國際智能語音產業園工程項目采用的大規格電動智能平推窗快速安裝施工工藝進行深入研究，施工技術在該工程項目中得到了成功應用，證明該施工技術是一種技術先進、工藝可靠、施工便捷、經濟合理的施工方法。

2 工程概況

中國（合肥）國際智能語音產業園工程，本項目共8棟單體，其中涉及幕墻大規格開啟扇裝置的共2棟23層的科研樓和2棟13層的中試廠房，大規格開啟扇 規 格 主 要 有 1700×2700mm、1775×2100mm、2700×800mm等尺寸，共計電動開啟窗260樘，最大整窗重量達180kg。該項目幕墻安裝完成后立面效果如圖1。

圖1 1#中式廠房東、南外立面

3 工藝原理

大規格窗扇孔位在數控機床上建立模型、機絲鉆孔，再拼接成窗扇的外框，所有鉸鏈和窗扇的組裝均在工廠完成，實現了工廠流水作業和整體配送。

在工廠加工大規格窗框孔位定位器，運送至施工現場后，安裝人員站在吊籃上將定位器固定在窗框內，依據定位器上的孔位機絲鉆孔，采用吸盤吊裝窗扇至預定位置，使用螺栓將平行鉸鏈與窗框擰緊固定。

由于大規格窗扇人力無法開啟，需在窗框上下各安裝一組電動開窗器，開窗器與智能感應系統連接，實現消防聯動；在建筑物頂層安裝風雨感應器，當風雨等級達到預定設計值時，可實現整棟樓的電動平推窗自動關閉。

4 主要施工工藝流程及操作要點

4.1 施工流程

深化設計→平行鉸鏈受力分析→確定鉸鏈和窗扇的組合形式→工廠最大規格窗扇1：1原型模擬試驗→數控機床三維建模→窗扇機絲鉆孔→鉸鏈和窗扇組裝→窗框孔位定位器制作→定位器嵌入窗框、孔洞定位→對準定位器孔位、窗框機絲鉆孔→現場平行鉸鏈受力測試→現場窗扇安裝→開窗器、驅鎖器安裝→窗扇開、閉測試→消防聯動、風雨感應、遠程控制綜合安裝調試

4.2 施工工藝

4.2.1 建立三維模型

計算大規格平推窗自重和外部荷載，確保鉸鏈連接安裝點的安全性、可靠性、耐久性。在施工過程中，為了增加安裝施工安全儲備，經設計復核確認，增加平行鉸鏈與窗框連接孔洞的機絲絲扣數量，即將大規格平推窗窗框鋁材壁厚較普通手動平推窗厚度的3mm增加至5mm。

圖2 窗扇鋁材

4.2.2 鉸鏈和窗扇組裝

①通過建模受力分析，確定各類平推窗的鉸鏈安裝位置。窗扇兩側安裝承重鉸鏈，上下安裝導向鉸鏈，導向鉸鏈不承受荷載，鉸鏈安裝數量由計算和模擬試驗確定。鉸鏈分為單叉鉸鏈和雙叉鉸鏈兩種類型，一副單叉鉸鏈設計承載力為90kg，一副雙叉鉸鏈設計承載力為180kg，鉸鏈安裝位置圖4所示。

圖3 鉸鏈示意圖

圖4 鉸鏈安裝圖

②正常使用狀態模擬試驗。在工廠選用最大規格1700mm×2700mm窗扇進行1∶1原型正常開啟、閉合模擬試驗，測試鉸鏈、電動開窗器、驅鎖器等部件正常運行的安全性、可靠性，確保窗扇實際現場安裝后能夠滿足正常使用功能要求。

③窗框型材采用數控機床打孔，將窗扇孔位建立三維模型后，對窗扇型材進行機絲鉆孔，數據機床鉆孔速度約為人工測量鉆孔速度的10倍，可大幅度提高鉆孔速度和精度。

圖5 工廠1∶1正常使用狀態模擬試驗

不同規格窗扇鉸鏈配置

圖6 數控機床機絲鉆孔

④運用已鉆孔的型材組裝窗框時，外框型材的四個角為45。對碰角拼裝，在每個對碰角里面安裝加固角撐，角撐與窗框型材卡扣連接，牢固可靠。

⑤在工廠將鉸鏈與窗扇進行機絲連接組裝，減少現場組裝和場地堆放。

圖7 加固角撐

⑥按窗扇外框規格制作孔位定位器，運用數控機床定位鉆孔后運到現場，操作工人運用吊籃將定位器放至預安裝的窗扇位置，定位器可直接卡扣在窗框內，兩名操作工人同時對準定位器的孔洞打孔。

圖8 孔位定位器

⑦為了確保鉸鏈與窗框連接牢固可靠，采用機絲鉆孔連接。

圖9 機絲鉆孔成孔效果

4.2.3 鉸鏈承載力試驗

鉸鏈承載力試驗選擇單叉承重鉸鏈（一副單叉承重鉸鏈設計承載力為90kg），試驗玻璃自重45kg，試驗加載5塊配重（每塊配重25kg，5塊配重共125kg），鉸鏈承受的測試荷載為125+45=170kg＞90kg，由試驗結果可知，當試驗荷載為設計荷載的1.88倍時，鉸鏈無任何晃動，能夠滿足設計承載力要求。

圖10 鉸鏈承載力試驗

4.2.4 平推窗安裝

平推窗采用6+1.14pvb+6Low-e+12A+6玻璃，最大規格1700mm×2700mm窗扇重量為140kg，玻璃安裝采用大規格吸盤將玻璃從地面吸起、調運至安裝部位，2名操作工人在吊籃中對稱位置配合安裝，減少吊裝晃動帶來的安全隱患。

圖11 平推窗安裝圖

4.2.5 開窗器安裝

推窗器安裝固定在幕墻的窗框上，上下各設置一個，推拉點安裝在平推窗的窗扇上，當按下推窗器的按鈕時，上下推窗器同時給平推窗一個外推力，窗扇將整體平行推出開啟，最大開啟距離為30cm。

圖12 開窗器安裝

4.2.6 電動驅鎖器的安裝

在窗戶上安裝電動驅鎖器，防止外力打開窗戶，電動驅鎖器安裝在平推窗頂部，一個電動驅鎖器連接該窗戶的所有鎖窗點。當開窗器關閉平推窗的同時啟動電動驅鎖器，電動驅鎖器會發出信號給自鎖點，實現關窗的同時自動鎖窗。

圖13 驅鎖器安裝

4.2.7 開啟、關閉試驗

平推窗現場安裝完成后，需對電動開窗器開關的靈敏性進行測試，一天連續開關50次，平推窗仍然保持良好的開啟狀態，則平推窗開關調試合格。

4.2.8 消防聯動裝置

每層開窗器線路均采用內敷設，消防聯動開啟窗戶的流程如下。

發生煙霧→觸動煙霧報警系統→發出信號→感應系統→平推窗的開窗器接收信號→自動開啟平推窗至最大開啟距離。

4.2.9 風雨感應器安裝

在樓頂安裝風雨感應器，當風雨達到設計限值時，感應器會發出信號給感應系統，感應系統發出信號給開窗器，開窗器啟動，整棟樓電動平推窗實現自動關閉。

圖14 風雨感應器

4.2.10 其他集成安裝

開窗器、電動驅鎖器、線路、鎖點等均集成到外裝飾盒進行隱蔽，最后只看到開關按鈕外露。

5 結論

大規格幕墻電動智能平推窗快速安裝施工技術采用信息化技術，實現了大規格可開啟平推窗加工數字化、組裝模塊化、配送集成化，減少了現場操作誤差，提高了施工效率，保證了作業安全。施工過程中實現了平行鉸鏈與窗扇、窗框均采用機械套絲連接，咬合力強，牢固可靠，使用壽命更長。另外該技術運用數控技術研發一種大規格窗框孔位定位器現場快速鉆孔，采用吸盤吊裝窗扇至預定位置后安裝，既保證了現場安裝精度，又提高了施工效率。每個平推窗均安裝電動開窗器，解決了大規格幕墻平推窗人力無法開啟的難題，通過集成多套智能感應系統，實現了大規格幕墻平推窗消防聯動、風雨感應、遠程遙控等功能。

綜上所述，本技術在確保工程進度與質量的同時，運用信息化、智能化施工思路，為大規格幕墻安裝施工提供一定的借鑒作用，該技術具有廣泛的應用及推廣前景。