淺談單元式幕墻設計與施工技術

黃國林

深圳粵源建設有限責任公司 廣東 深圳 518000

引言

現階段的建筑施工中融合了更多的設計元素，進而提升了整體的建筑物呈現效果。為了提升整體建筑物的品質，幕墻的施工也在不斷地推廣和應用。幕墻施工是一種新型的建筑裝飾手段。幕墻具備較好的效果提升作用，整體來說其外表美觀，科技感強，呈現的藝術效果較為奪人眼球，體現了科技的進步。在此過程中，要提升幕墻施工的技術水平，開展精準的施工進程。施工部門要結合完備的施工工藝，促進幕墻具備較好的建筑質量，以及鮮明的時代主題，提升建筑物的價值和美感，形成精湛的表達效果。

1 單元幕墻的技術施工特點

幕墻在建筑中主要集中在裝飾作用上，進而通過幕墻施工為建筑物形成有效的外墻圍護，具有加固和美觀的雙重作用。幕墻不承受建筑中的結構荷載，主要就是利用懸掛的施工手段，保障幕墻結構掛在主體結構上，屬于帶有裝飾效果的輕質墻體。幕墻的組成結構也較為簡單，由面板和支承結構體系組成。在施工中，這種安裝施工工藝較為簡便，通過面板與支承框架組合成完整的幕墻結構，以幕墻單元形式進行安裝和施工，發揮便捷有效的建筑效果。幕墻的現場安裝施工較為簡單，可以直接安裝在主體結構上。由于其加工制作在工廠的加工中心完成，其精密度相較框架式幕墻較好，而且工廠流水式作業，也能較大的提高工作效率，板塊的平整性，整體性等品質方面會有較大的提升。但板塊加工完成后需要在工廠暫存，根據工程進度需要運輸到工地，因此對工廠的規模以及成品管理有一定的要求。總的來說其形式與國家目前引導發展的裝配式建筑相契合，具有模塊化設計、標準化制作、批量化生產、整體化安裝，提高質量、縮短工期、節約能源、減少消耗、清潔生產等許多優點[1]。

2 單元幕墻的整體設計理念

單元式幕墻設計原理必須遵循科學的設計規律，進而采用等壓原理防水技術展開設計的進程。在這一階段，可以利用鋁合金型材進行框架的確立，并采用有組織分層的綜合排水方式提升整體的防水效果，避免安裝以后雨水的存積造成幕墻的損毀，促進整體安裝以后能夠排出滲漏水。同時還要結合板塊空腔與室外連通，在內腔的交界處設計塵密線，進而保障外腔壓力與室外壓力相同，促進膠條在存續進程中實現雨屏作用，阻擋雨水滲入；還要結合多重膠條的設計發揮氣密作用，形成氣密等壓室腔，進而對于滲入雨水實施導流作用，促進雨水向下排出，盡最大避免雨水進入內腔，進而在上橫型材底部實施技術改造，建立有效的排水通道，避免內腔里的滲漏水對于幕墻的浸潤，進而通過排水通道的保護作用，維護幕墻的運作環境，構建出一條防水系統的閉環模式。

在單元式幕墻的設計中，密封膠條的設計尤為重要，其關乎著整個幕墻系統的氣密性、水密性以及防水系統的耐久性[2]。因此要加強對膠條設計的重視，目前使用較多的為三元乙丙膠條，這也是一種較好的加固手段。三元乙丙橡膠本身的物理特性極為優越，具有抗紫外線作用，同時它的具耐候性和耐熱老化性極好，能夠經受惡劣環境的考驗。在工程實施中，根據工程所在區域的特性，如北方溫差大，結合工程所設計的膠條特點，加強與廠商的溝通，選擇合適的膠條，從而提高幕墻整體性能。

外觀形式根據建筑方案而定，一般為明框式、隱框式、半隱框式等。一般而言，明框玻璃幕墻的施工方式通常為鑲嵌法，通過鋁框的幕墻構件施工技術進行安裝，保障幕墻構件鑲嵌在梁柱上，最終構建出鋁框立面，此種形式為機械固定形式玻璃面板沒有脫落的隱患；隱框式幕墻沒有鋁合金外框，依靠硅酮結構膠進行性綜合作業，把玻璃黏結在上下、左右（四個周邊）鋁型材框架上，硅酮結構膠注膠應嚴格控制質量，否則玻璃面板有脫落的隱患；半隱框幕墻又分豎隱幕墻，即外面可見橫梁，和橫隱幕墻，即外面可見立柱，介乎明框與隱框之間，玻璃面板既有硅酮結構膠黏結的對邊，也有機械固定的對邊。

3 檢驗試驗

為保證幕墻施工的整體效果，符合工程技術規范的實際要求，要在施工前進行有效的技術檢驗，進行空氣滲透、雨水滲漏、風壓變形、平面內變形能力試驗等一系列的綜合評定手段。在四性試驗中，如發現有滲漏，需要及時查明原因，因鋁合金型材或是膠條設計不合理而導致，應調整模圖，以達到設計要求即可。同時，開啟窗鎖點也應在試驗中進行驗證是否能夠滿足要求。

4 施工技術

單元幕墻的施工安裝一般搭設軌道，索道和單臂懸臂吊車配合使用。單元板塊從地面直接起吊時，需要考慮風力及風向變化，直接起吊危險性較大，應考慮采用纜風繩的加固措施保證單元板塊在空中不會隨風搖晃，采用雙索道進行單元體起吊的加固及防護措施，可減小風力對吊裝的影響。

4.1 軌道安裝方式

軌道分為單軌道與雙軌道，根據單元幕墻的掛接形式選用合適的軌道形式。

軌安裝工序應為：預埋件安裝→支臂安裝 → 導軌安裝 →電動葫蘆安裝。

①安裝前工作：分別在軌道安裝層放線定位支撐桿位置。②按位置放置預埋件；③定位軌道支撐桿；④調整固定各連接螺栓；⑤用螺栓把軌道連接（螺栓需要根據反力計算規格）；⑥安裝電動葫蘆行走系統在軌道上，再把電動葫蘆掛在行走系統的掛鉤上，接上電源及手柄控制開關。

根據相關規定，型鋼懸挑梁錨固長度≥1.25倍懸挑長度，其埋設位置不得對結構產生不利影響，具體需要提供計算書。以上軌道安裝預埋件支座反力提供設計院結構方復核[3]。

圖1 軌道安裝示意圖

4.2 軌道的試運轉

4.2.1 空載試驗。

4.2.1.1 相序檢查：用手按下相應按鈕，檢查各機構動作是否與按鈕裝置上標定的符號相一致，確定正確后，應再連續各作兩個循環。

4.2.1.2 將吊鉤升到極限位置，察看限位器是否可靠。

4.2.1.3 點動按鈕，目測電機軸軸向竄動量，應在范圍1-2mm內。

4.2.1.4 空車運行檢查，進行上下循環各三次，行程不小于1/2起升高度。

4.2.1.5 進行空機在軌道上的直線和曲線試運行，在整體軌道上往返二次。經空載試驗后，無異常，即可進行負載試驗。

4.2.2 靜載試驗。額定電壓下，以1.25倍的額定載荷，起升離地面100mm，靜止10分鐘后卸載，檢查有無異常現象。

4.2.3 負載運行：①按安全操作規范要求，進行起重電機的負載起重試運行，所負載的重量為最重物料重量的1.2倍；②電動葫蘆整體負載在軌道上的直線和曲線運行，所負載的重量為單元板塊的重量。

4.3 軌道的拆除

單元體安裝完成后，軌道拆除利用活動吊機進行，分段拆除軌道梁時必須先將鋼梁與小吊車吊鉤掛接牢靠，再拆除兩端螺栓。懸挑梁工字鋼以同樣方式拆除。

4.3.1 現場通道滿足相應軌道主梁運輸的需要。

4.3.2 拆卸現場平整無雜物。

4.3.3 拆卸現場范圍內及拆卸范圍外側6m以內，不得有架空高壓電線、電纜。

4.3.4 在拆卸期間，拆卸范圍內的架空電線必須停電。

4.3.5 在拆卸期間，拆卸范圍內凡影響拆卸的風纜繩必須撤去。若是拆卸過程所需的，對拆卸過程有影響時，只能分步分階段拆去。當拆卸構件拆卸后，必須馬上重新拉好，保障下一階段的安全施工。

4.3.6 現場必須設有或可設置的錨定物。

4.3.7 有施工用電、用水的條件及消防器材。

4.3.8 兩軌道之間內側的地面，應能允許活動吊機進入，進行拆卸作業。

4.4 索道安裝方式

4.4.1 在起吊點附近選取兩點，埋設兩塊埋板，用以固定定滑輪。

4.4.2 在埋板后方埋設兩塊后置埋板，用以固定卷揚機。

4.4.3 頂部兩個定滑輪根據安裝樓層，槽式預埋件固定。

4.4.4 鋼絲繩從兩個定滑輪穿過后，兩端經過地面定滑輪合并成一股，經過卷揚機收放進行板塊傾斜和立起。

4.4.5 板塊使用單臂懸臂吊車從地面運輸至安裝樓層。

4.4.6 板塊使用繩索套在索道兩根鋼絲繩上，減小其上升過程中收的風力影響。

4.5 索道運輸方式

4.5.1 將單元板塊運送至運輸處。

4.5.2 在單元板塊兩側鋁合金型材鉆孔，并安裝吊裝夾具及保險鋼絲繩。

4.5.3 控制卷揚機繃緊導向鋼絲繩，用張力檢測儀檢測鋼絲繩張力，保證單元板塊起吊過程中不碰觸其他結構。

4.5.3.1 使用叉車將單元板塊運送至運輸處。

4.5.3.2 通過對講機與上層控制卷揚機操作員溝通，穩步緩慢的提升單元板塊，直至單元板塊豎起來脫離地面。

4.5.3.3 將兩側環扣連接，檢查各連接部位狀況，保證全部安全連接。

4.5.3.4 將單元板塊吊至卸料平臺大致高度，暫停單元板塊提升，與首層卷揚機操作員溝通，緩慢放松導向鋼絲繩，將單元板塊逐漸靠近吊裝點。

4.5.3.5 樓層內接住靠近過來的單元板塊，并通知首層卷揚機操作員暫停，與上層卷揚機操作員溝通，調整單元板塊高度，到達指定位置。

4.6 單元板塊樓層吊裝流程

單元板塊運輸至施工現場后，通過垂直運輸設備將單元板塊運輸至起吊點（或者層間存放層），安裝時從起吊點（或者層間存放層）安裝。單元板塊運輸至層間存放層的，通過板塊推車運至結構邊，吊裝設備連接好后開始吊裝。

①單元板塊轉運至起吊點；②單元板塊吊出樓層；③下放至相應高度；④水平移動到對應位置；⑤單元板塊下插就位；⑥單元板塊安裝完畢。

4.7 軌道的驗收要求

吊裝軌道安裝完畢后，組織有關人員進行驗收檢查，并填寫驗收表，由相關人員簽字后方可投入使用。

5 結束語

建筑幕墻有著其獨特的優勢和特點，隨著城市建設的增多而增多。首先，在規劃設計時必須嚴把質量關，須要有一套合理完善的“藍圖”，才能筑造精品建筑；其次，優秀的加工廠、技術精湛的安裝工人，以及嚴謹的項目管理團隊攜手共建優良建筑作品，促進我國的建筑行業更好的發展。