城市綜合體異形幕墻施工要點(diǎn)淺析

聶慶慶

大悅城控股北京大區(qū)公司 北京 100005

引言

城市綜合體這一集商業(yè)、餐飲、娛樂、辦公等功能于一體的城市生活空間對(duì)建筑物外形的要求在不斷增加，造型獨(dú)特和優(yōu)美的外立面無論是對(duì)建設(shè)單位、運(yùn)營(yíng)單位還是對(duì)商戶和顧客都更有吸引力，因此大型建筑和異型建筑變得越來越多，尤其以大悅城為代表的新興城市綜合體——每個(gè)大悅城都有其個(gè)性化的幕墻體系，正是由于建筑外立面形態(tài)的這種復(fù)雜化的趨勢(shì)，在一定程度上給建筑幕墻的深化設(shè)計(jì)和施工帶來了全新的挑戰(zhàn)[1]。

1 城市綜合體異形建筑產(chǎn)生的原因

經(jīng)典的建筑空間設(shè)計(jì)以純幾何形式傳遞一定的數(shù)學(xué)規(guī)律，利用精確規(guī)范的幾何圖形，可以形成簡(jiǎn)單純粹的建筑空間，但以大悅城為代表的城市綜合體在外立面的表達(dá)上強(qiáng)調(diào)大面積的視覺效果，通過材料的品類、色彩、質(zhì)感的變化，采用切角、切邊、凹凸等方法使建筑在光線明暗虛實(shí)作用下，表達(dá)出年輕、時(shí)尚、潮流、品味的大悅城內(nèi)在文化和精神實(shí)質(zhì)（如圖1所示）。而建筑師們正是通過外觀奇特的幕墻設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了大悅城建筑風(fēng)格的獨(dú)特性，并成功地吸引人們前來了解和挖掘建筑之外的更多價(jià)值，最終實(shí)現(xiàn)建筑服務(wù)于商業(yè)，商業(yè)服務(wù)于生活的理念和價(jià)值。

圖1 沈陽(yáng)大悅城

2 異形鋁單板建筑幕墻深化設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)

2.1 異形建筑幕墻深化設(shè)計(jì)要點(diǎn)

建筑幕墻從材質(zhì)分類可以分為金屬板幕墻、玻璃幕墻、石材幕墻、陶板幕墻等幾個(gè)大類，其中常用于異形幕墻的是金屬板幕墻和玻璃幕墻，金屬板幕墻又以鋁單板幕墻較為常見，因此本文重點(diǎn)分析鋁單板幕墻和玻璃幕墻的施工要點(diǎn)[2]。

異形幕墻結(jié)構(gòu)形式可以分為三類，分別是水平曲面幕墻、豎直曲面幕墻和雙向曲面幕墻。由于所有幕墻體系都主要由龍骨和面材決定其最終外觀，因此幕墻更容易制作成平直外觀，或者折線形外觀，但對(duì)于曲面半徑較小的異形建筑用折線近似的方法無法滿足精致的外觀和高質(zhì)量的使用要求，加之幕墻多數(shù)以豎向龍骨為主要受力桿件，因此，豎直曲面幕墻在受力分析和設(shè)計(jì)加工方面都較水平曲面幕墻難度更大，而雙向曲面幕墻由于板材延展性和節(jié)點(diǎn)復(fù)雜度等因素，深化設(shè)計(jì)和施工難度較豎直曲面和水平曲面幕墻呈幾何級(jí)數(shù)增加。同時(shí)異形建筑不只對(duì)幕墻深化設(shè)計(jì)和施工提出了較高的要求，建筑主體結(jié)構(gòu)甚至二次結(jié)構(gòu)施工的誤差往往也較大，因此，幕墻節(jié)點(diǎn)必須具備更大彈性和調(diào)整范圍來適應(yīng)自身和結(jié)構(gòu)的誤差，異形幕墻深化設(shè)計(jì)必須加強(qiáng)力學(xué)驗(yàn)算的可靠性和抗風(fēng)壓、氣密性、水密性的三性實(shí)驗(yàn)，以確保其安全和功能實(shí)現(xiàn)。

2.2 鋁單板異形幕墻施工要點(diǎn)

金屬板幕墻的應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前已經(jīng)出現(xiàn)很多新材料，但基本以鋁單板、鋁塑復(fù)合板和蜂窩鋁板三種材料為主，其中鋁單板是最常用的。鋁單板是以優(yōu)質(zhì)鋁合金板材為基材，采用數(shù)控彎曲成形技術(shù)，表面涂以裝飾涂料的新型幕墻材料。在異形幕墻中，鋁單板能充分發(fā)揮其材料功能，如重量輕、鋼性好、強(qiáng)度高，3.0mm厚鋁單板每平方米僅重8kg，抗拉強(qiáng)度為100～280N/mm2，耐候性和耐腐蝕性好，加工性能好，安裝施工方便，具有低維護(hù)成本，長(zhǎng)使用壽命的特點(diǎn)。鋁單板在工廠成型，加工成型后的鋁單板不需要在施工現(xiàn)場(chǎng)切割。采用先加工后涂裝的工藝，鋁單板可加工成平面、輕量化、輕量化和高強(qiáng)度的弧形和球形復(fù)雜幾何形狀，先進(jìn)的靜電噴涂技術(shù)使涂層與鋁單板附著力均勻，顏色多樣且能夠選擇的空間大[3]。

異形鋁單板幕墻的施工可以分為5步：①測(cè)量放線；②預(yù)埋或后置埋板；③安裝主、副龍骨；④安裝保溫層和鋁單板；⑤異形縫打膠、清理。鋁單板幕墻施工質(zhì)量控制可以分為前、中、后三階段。施工前，可以采用BIM技術(shù)對(duì)異形幕墻和結(jié)構(gòu)、機(jī)電等專業(yè)圖紙進(jìn)行綜合，發(fā)現(xiàn)其中的矛盾點(diǎn)，通過前述的深化設(shè)計(jì)提前化解。施工中，重點(diǎn)從龍骨的鋼材質(zhì)量控制、鋁單板板材質(zhì)量控制和安裝質(zhì)量控制三個(gè)方面展開。鋼材表面不得有裂紋、折疊和分層情況，做好質(zhì)量核驗(yàn)報(bào)告，從源頭上控制施工質(zhì)量。板材表面不允許有裂紋，不能有肉眼可以看到的壓輥痕。鋁單板安裝過程中要確保連接件的固定，嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求架設(shè)防腐墊片，尤其要做好隱蔽驗(yàn)收。每一道工序施工后，要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量檢查，做好驗(yàn)收工作。

3 異形玻璃幕墻深化設(shè)計(jì)與施工要點(diǎn)

3.1 異形玻璃幕墻深化設(shè)計(jì)

首先，合理劃分玻璃板塊，確定留縫位置是實(shí)現(xiàn)異形立面效果的關(guān)鍵。由于異形結(jié)構(gòu)玻璃幕墻曲面沒有規(guī)則的劃分方法，分塊太大無法達(dá)到曲率要求，分塊太小太碎又影響美觀，所以深化設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，合理劃分板塊，達(dá)到在使用最少構(gòu)件數(shù)量，最低的施工復(fù)雜程度的前提下，通過精確計(jì)算，恰到好處的實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)的效果[4]。

其次，玻璃幕墻尤其是異形建筑幕墻深化設(shè)計(jì)必須進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，尤其必須仔細(xì)處理玻璃幕墻與樓板之間交叉與縫隙，避免異形曲面的不利影響。此外在材料選擇方面，幕墻的防火玻璃應(yīng)為單片防火玻璃，支撐防火玻璃的金屬框架應(yīng)為鋼結(jié)構(gòu)。

最后，異形玻璃幕墻必須進(jìn)行安全性設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑特點(diǎn)，明確各板塊之間的不同，完成曲面的拼接和整體效果；嚴(yán)格設(shè)計(jì)預(yù)埋件的受力情況，然后根據(jù)受力分析，分配連接件之間的受力，使整體受力均勻；嚴(yán)格設(shè)計(jì)接地系統(tǒng)，防雷部件和預(yù)埋件嚴(yán)密連接，形成通路。

3.2 異形玻璃幕墻施工要點(diǎn)

首先，施工準(zhǔn)備階段，根據(jù)異形建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，進(jìn)行嚴(yán)密的施工組織設(shè)計(jì)。一是要有詳細(xì)的設(shè)備使用方案，并對(duì)設(shè)備合格性和安全性進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定，避免設(shè)備問題帶來的風(fēng)險(xiǎn)。二是有詳細(xì)的質(zhì)量和安全保證措施，異形建筑的玻璃幕墻因?yàn)榍娴拇嬖诒厝划a(chǎn)生拼接，安裝精度是保證拼接質(zhì)量的關(guān)鍵，必須確定事宜的測(cè)量方法和測(cè)量精度，保證支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，從基礎(chǔ)上保證整體安裝質(zhì)量。施工單位完成上述兩點(diǎn)工作后，建設(shè)單位必須發(fā)揮好監(jiān)理的作用，由監(jiān)理單位對(duì)施工組織設(shè)計(jì)的合理有效性進(jìn)行審核，確保施工方的質(zhì)量、安全管理和保證體系符合相應(yīng)的施工要求，尤其要結(jié)合深化圖紙和施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)玻璃加工工藝流程、操作設(shè)備型號(hào)、幕墻安裝方案特別是關(guān)鍵工序控制進(jìn)行重點(diǎn)審查，合格后方可批準(zhǔn)施工[5]。

其次，嚴(yán)把材料關(guān)，組織好材料進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，必要時(shí)下沉到加工廠加工環(huán)節(jié)，從生產(chǎn)過程開始確保質(zhì)量。異形玻璃幕墻構(gòu)件數(shù)量和型號(hào)偏多，必須按施工先后順序?qū)?gòu)件編號(hào)科學(xué)儲(chǔ)運(yùn)和堆放，并且注意曲線、曲面材料不能簡(jiǎn)單疊放，避免操作不當(dāng)造成返工，影響質(zhì)量和進(jìn)度計(jì)劃的實(shí)現(xiàn)。此外，異形幕墻由于拼裝精度高，因此對(duì)構(gòu)件和玻璃的加工精度要求高于普通幕墻，玻璃表面要平整且弧度均勻，符合設(shè)計(jì)要求。

最后，施工階段，做好工序過程管控，強(qiáng)化質(zhì)量和安全管理。異形玻璃幕墻施工工序和鋁板幕墻類似，基本分為：測(cè)量放線、預(yù)留或后置埋件、主龍骨安裝、層間防火封堵、次龍骨及轉(zhuǎn)接件安裝、玻璃安裝、打膠及膠縫清理。其中異形建筑玻璃幕墻的支撐體系安裝是整個(gè)施工過程的重難點(diǎn)，玻璃面板的拼裝質(zhì)量是效果控制的核心要素，而施工安全則是以上兩者的基本前提。因此，必須選擇技術(shù)實(shí)力雄厚的施工單位和作業(yè)班組，配置專業(yè)的施工人員。同時(shí)發(fā)揮好監(jiān)理的旁站作用，盯緊施工過程，并在關(guān)鍵工序例如轉(zhuǎn)接件的調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié)設(shè)置停止點(diǎn)，做好停止點(diǎn)檢查和隱蔽驗(yàn)收。此外，異型建筑玻璃幕墻施工屬于高空作業(yè)，難度系數(shù)和危險(xiǎn)程度較高，因此，施工過程中，必須制定并實(shí)施嚴(yán)格的安全管控，定期對(duì)施工人員開展安全教育，提升安全意識(shí)，及時(shí)排除隱患[6]。

圖2 異形玻璃幕墻施工工序

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，外觀獨(dú)特的異形幕墻建筑，使得以大悅城為代表的城市綜合體表達(dá)出年輕、時(shí)尚、潮流、品味的內(nèi)在文化和精神實(shí)質(zhì)，同時(shí)給幕墻深化設(shè)計(jì)和施工帶來挑戰(zhàn)。通過材料選型、節(jié)點(diǎn)深化、精確拼接、施工前、中、后期的質(zhì)量和安全控制等一系列措施，能更好地應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)并實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，同時(shí)帶來良好的客戶感受，從而實(shí)現(xiàn)建筑服務(wù)于商業(yè)，商業(yè)服務(wù)于生活的價(jià)值。