淺析高層幕墻建筑擦窗機(jī)的構(gòu)造型式與應(yīng)用

胡麗惠

(廈門特房建設(shè)工程集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000)

隨著我國城市現(xiàn)代化建設(shè)步伐的不斷加快，幕墻建筑的應(yīng)用也變得更加廣泛。在此類建筑實(shí)際使用過程中，擦窗機(jī)是十分重要的一項(xiàng)專用設(shè)備，對(duì)于幕墻建筑的安裝、清洗、維護(hù)以及設(shè)備檢修等都具有十分重要的作用。

擦窗機(jī)的構(gòu)造型式與建筑設(shè)計(jì)及施工等密切相關(guān)，設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)建筑物的屋頂平面、立面、高度、屋頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及設(shè)備行走有效空間等選用不同型號(hào)的擦窗機(jī)。

1 擦窗機(jī)的分類

根據(jù)具體的安裝方式，可以將擦窗機(jī)分為輪載式、屋面軌道式以及懸掛軌道式等相關(guān)型式[1]。

A.屋面軌道式 1)水平軌道式 軌道布置在屋面上。對(duì)于平面較為規(guī)整的屋面十分適用，安裝工藝比較簡單，且要求屋面具有較強(qiáng)的承載能力和充足的空間[1]。2)附墻軌道式 該型式主要沿著女兒墻的內(nèi)側(cè)進(jìn)行布置。適用于屋面有足夠的空間通道，且女兒墻有足夠的承載能力的建筑物。3)屋面固定式 不用設(shè)置軌道。適用于標(biāo)準(zhǔn)層面積較小的高層建筑。

B.輪載式 輪載式擦窗機(jī)是小型的擦窗機(jī)設(shè)備，可沿布置在屋面邊緣的通道行走。適用于屋面結(jié)構(gòu)較為規(guī)矩，且有足夠的空間通道和承載能力的建筑物[1]。

C.懸掛軌道式 軌道設(shè)置于女兒墻外側(cè)或挑檐下方。適用于屋面沒有足夠空間，且女兒墻或屋頂挑檐有足夠承載力的建筑物。

D.插桿式 插桿支座布置在屋面或女兒墻。適用于裙樓屋面；屋面高度層次變化較多；安裝空間窄小的建筑物。

E.滑梯式 采用大型桁架作為作業(yè)臺(tái)架，適用于球面玻璃屋頂，金屬板材屋頂和拱形、單坡形、兩坡形玻璃屋頂?shù)慕ㄖ?/p>

在實(shí)際項(xiàng)目中屋面軌道式和插桿式應(yīng)用最為廣泛。

2 擦窗機(jī)在土建設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用實(shí)例(廈門某金融大廈)

(1)工程概況 該大廈位于廈門市湖里區(qū)兩岸金融中心片區(qū)。項(xiàng)目為全玻璃幕墻的超高層辦公樓。建筑上部主體分為主樓與裙樓兩部分。主樓34層，裙房4層，建筑總高度140m，總建筑面積約10萬m2。主要功能包括商業(yè)、辦公和會(huì)議中心。

(2)設(shè)計(jì)方案前期條件 本案地處廈門東部，緊鄰城市主干道，毗鄰萬達(dá)城市廣場，具有極佳的企業(yè)展示效應(yīng)，因此建筑整體形象頗為重要。根據(jù)前期策劃定位本案按5A甲級(jí)辦公樓的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和建設(shè)。立面材料選擇以幕墻為主，采用較大的幕墻框分隔。對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代幕墻建筑而言，擦窗機(jī)是建筑外墻的維護(hù)和擦洗工作必不可少的硬件設(shè)施。為了充分考慮建成后外窗的清洗、維護(hù)，在土建設(shè)計(jì)階段就結(jié)合考慮了擦窗機(jī)的布置方案，預(yù)留后期擦窗機(jī)的安裝、使用空間、結(jié)構(gòu)荷載及供水供電等條件。

(3)土建階段的擦窗機(jī)方案設(shè)計(jì)配合 經(jīng)過與多家擦窗機(jī)廠家的密切配合，綜合考慮立面效果、安全性、經(jīng)濟(jì)性等因素，最終確定項(xiàng)目的主樓采用屋面水平軌道式擦窗機(jī)，裙房采用插桿式擦窗機(jī)。

2.1 主樓采用屋面軌道式擦窗機(jī)

水平軌道式擦窗機(jī)是通過設(shè)置在屋面平面上的軌道系統(tǒng)與建筑物結(jié)構(gòu)相連接的。軌道間距與擦窗機(jī)的型號(hào)和承載能力有關(guān)。軌道系統(tǒng)由基座、連接件和軌道三部分組成。軌道式擦窗機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)十分緊湊，并將回轉(zhuǎn)、行走、卷揚(yáng)以及變幅等集于一體。卷揚(yáng)系統(tǒng)可以使擦窗機(jī)能夠準(zhǔn)確到各個(gè)立面地點(diǎn)。變幅機(jī)構(gòu)可以使吊臂能夠產(chǎn)生回轉(zhuǎn)等運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還可以使吊船返回到屋面，從而確保建筑物的外形美觀不受到影響。

本項(xiàng)目為全玻璃幕墻超高層建筑，擦窗機(jī)的垂直工作范圍較大，且屋面有足夠的空間通道，故主樓采用水平軌道式擦窗機(jī)。主樓共34層，32層以上建筑平面有做退臺(tái)。擦窗機(jī)的有效工作面應(yīng)兼顧各個(gè)立面、各個(gè)樓層。擦窗機(jī)軌道間距2m，轉(zhuǎn)彎半徑(內(nèi)徑)1.5m。基礎(chǔ)尺寸為500mm×500mm×400mm(長×寬×高),間距2m。

(1)初始方案 由于屋面設(shè)備用房及停機(jī)坪的限制，一臺(tái)擦窗機(jī)的工作范圍沒法兼顧建筑各個(gè)立面，該方案布置了兩臺(tái)臂長17m升頂式擦窗機(jī)。但是雙機(jī)雙軌方案成本很高。

圖1 主樓擦窗機(jī)平面圖(初始方案)

圖2 主樓擦窗機(jī)平面圖(優(yōu)化方案)

圖3 擦窗車立面停車工作狀態(tài)圖

(2)優(yōu)化方案 采用一臺(tái)臂長20m升頂式擦窗機(jī)。調(diào)整屋頂設(shè)備用房和停機(jī)坪的位置，把雙軌雙機(jī)方案改為單軌單機(jī)方案，大大降低了造價(jià)。

從圖1/2/3可以看出本項(xiàng)目屋頂層女兒墻較高(7m)，且布置了空調(diào)機(jī)、消防水箱等設(shè)備用房和停機(jī)坪。這些條件都給擦窗機(jī)的軌道布置帶來新的難題。為了使軌道更順暢，并保證一臺(tái)擦窗機(jī)的工作范圍能兼顧各個(gè)立面，對(duì)停機(jī)坪和設(shè)備用房進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。由此可見，在土建設(shè)備階段如果沒有考慮擦窗機(jī)的布置，后期加裝的難度就很大，甚至無法實(shí)現(xiàn)。

2.2 裙房采用屋面插桿式擦窗機(jī)

插桿式擦窗機(jī)是用可移動(dòng)的插桿支撐在沿屋頂女兒墻布置的插桿支座上的擦窗機(jī)[2，3]。支座設(shè)置在屋面上的稱作屋面插桿式擦窗機(jī)；支座設(shè)置在女兒墻上的稱作附墻插桿式。插桿式擦窗機(jī)是小型擦窗機(jī)設(shè)備，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡單、成本費(fèi)用低。但在進(jìn)行插桿和吊船換位等相關(guān)作業(yè)時(shí)，由于自動(dòng)化程度相對(duì)較低，因此需要人工進(jìn)行搬運(yùn)，降低了作業(yè)效率。

本案裙房的女兒墻為玻璃幕墻，因此插桿不宜設(shè)置在女兒墻，故采用屋面插桿式擦窗機(jī)。在裙房屋面靠近女兒墻處布置插桿基礎(chǔ)55個(gè)，基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)間距2m。基礎(chǔ)尺寸為500mm×500mm×400mm(長×寬×高),埋件尺寸為400mm×400mm×12mm。插桿型式為屋面固定式插桿，數(shù)量2根為一套，成對(duì)使用，配置電動(dòng)吊籃一部。不用的時(shí)候，插桿放倒，存放到屋面的適當(dāng)位置，吊籃存放到地面室內(nèi)合適位置。

3 結(jié) 語

擦窗機(jī)對(duì)高層幕墻建筑的必要性越來越受有識(shí)之士的重視。在土建設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師和廠家應(yīng)密切配合，相互提供信息，優(yōu)化方案。相信隨著相關(guān)規(guī)范的逐步完善，擦窗機(jī)的應(yīng)用將越來越廣泛，新的更先進(jìn)的擦窗機(jī)也將被投入市場。擦窗機(jī)的應(yīng)用研究和推廣，大大提升了幕墻的管理和維護(hù)成效，對(duì)人們生活環(huán)境的改善也意義重大。