談外呼吸式玻璃幕墻設(shè)計(jì)與施工

劉如峰 劉艷東

(1.大連長興島工程建設(shè)事務(wù)中心，遼寧大連 116317;2.大連長興島公用事業(yè)運(yùn)營中心，遼寧大連 116317)

1 工程概況

大連長興島臨港工業(yè)區(qū)規(guī)劃展示館總建筑面積10 340 m2，分為A，B兩棟單體，中間采用玻璃連廊相連。地上為鋼結(jié)構(gòu)形式，整個(gè)建筑形式扭曲夸張，最大跨度25.6 m，最大懸挑10 m，層高7.5 m。幕墻系統(tǒng)為敞開式外循環(huán)呼吸式弧形玻璃幕墻。效果圖見圖1。

圖1 長興島臨港工業(yè)區(qū)規(guī)劃展示館效果圖

該系統(tǒng)主要由以下9部分組成:

1)內(nèi)層幕墻:由雙鋼化中空Low-E斷熱明框幕墻組成;2)外層幕墻:由單鋼化15 mm玻璃隱框幕墻組成;3)通風(fēng)道:自然通風(fēng)式，外部采用防水百葉加防蟲網(wǎng)結(jié)構(gòu);4)遮陽百葉窗簾:由360 mm鋁合金百葉加電動(dòng)開啟裝置組成;5)格柵:鋼格通風(fēng)鋁格柵組件組成風(fēng)量調(diào)節(jié)器;6)連接件體系:采用三維可調(diào)整結(jié)構(gòu);7)內(nèi)外層幕墻掛件:采用可調(diào)連接件結(jié)構(gòu);8)防雷系統(tǒng):幕墻系統(tǒng)采用封閉環(huán)防雷結(jié)構(gòu)，與主體結(jié)構(gòu)相連通;9)層間及周邊密封防火設(shè)置:采用鍍鋅板加防火巖棉作為層間封修。

2 外呼吸式玻璃幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。內(nèi)層幕墻由雙鋼化中空Low-E斷熱明框幕墻組成，外層幕墻由單鋼化15 mm玻璃隱框幕墻組成。豎向龍骨隱蔽在玻璃后面形成橢圓弧形狀。豎向龍骨設(shè)置了鋼插芯，以增強(qiáng)整幅幕墻的穩(wěn)定性。百葉窗由多組梭形45°百葉放置，形成雨屏。百葉后部加設(shè)不銹鋼防蟲網(wǎng)。2)強(qiáng)度設(shè)計(jì)。在本工程呼吸幕墻中，通過對幕墻各部件的計(jì)算按照風(fēng)壓變形性能Ⅲ級進(jìn)行校核，同時(shí)滿足鋁型材龍骨相對撓度不大于1/180，鋼龍骨相對撓度不大于1/300，鋁型材龍骨絕對撓度f=20 mm，鋼龍骨絕對撓度f=15 mm。3)保溫及降低噪聲設(shè)計(jì)。在本工程呼吸幕墻中，空氣層為緩沖區(qū)，內(nèi)層采用了斷熱型材及中空玻璃，且膠條多道密封，保溫隔熱性能優(yōu)異，保溫性能達(dá)到Ⅲ級，隔聲性能優(yōu)異，隔聲性能達(dá)到Ⅱ級。4)抗震及溫差變形設(shè)計(jì)。在地震和大風(fēng)作用下，建筑物各層之間產(chǎn)生相對位移時(shí)，幕墻構(gòu)件就會產(chǎn)生水平方向的強(qiáng)制位移。在計(jì)算主材強(qiáng)度時(shí)，考慮了大連長興島當(dāng)?shù)仫L(fēng)載和地震荷載的組合效應(yīng)，且幕墻系統(tǒng)與主體工程為彈性連接。在地震及大風(fēng)來臨時(shí)，幕墻結(jié)構(gòu)與主體工程之間相互獨(dú)立，不會造成擠壓破壞。5)避雷設(shè)計(jì)。幕墻形成了自身的防雷網(wǎng)格體系，橫向每個(gè)單元用鋁板相連，豎向每層豎框之間用均壓環(huán)連接，每三層與主體結(jié)構(gòu)可靠接地，共同形成防雷體系。6)防火隔熱設(shè)計(jì)。幕墻作為建筑物的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，是建筑的重要組成部分，因此防火設(shè)計(jì)是非常重要的。本工程在每層樓板邊緣與幕墻間的縫隙都做層間防火封修。7)耐沖擊性能設(shè)計(jì)。耐沖擊性能表示幕墻對冰雹、大風(fēng)時(shí)飛來物、飛鳥等撞擊的能力。外層玻璃幕墻采用15 mm鋼化玻璃，鋼化玻璃不易破碎，破碎后不易形成有尖角的碎片。8)耐腐蝕性設(shè)計(jì)。在材料選擇上，鋁合金型材進(jìn)行了陽極氧化處理。所有鋼制連接件及零部件均進(jìn)行了防護(hù)處理，具有足夠的耐候性。

3 外呼吸式玻璃幕墻系統(tǒng)的施工

呼吸式幕墻的組裝形式為框架拼裝形式。在工廠加工完成所有的橫豎框后，先按照幕墻設(shè)計(jì)圖紙對土建結(jié)構(gòu)進(jìn)行尺寸復(fù)合，檢查埋件位置是否合適，找基準(zhǔn)放線。對內(nèi)外層幕墻所用的鋼構(gòu)件進(jìn)行安裝調(diào)試，包括幕墻的連接件、電動(dòng)百葉鋼梁、軸，以及鋼格柵等的焊接件，目的是在安裝框架前不再使用焊接工具，保證框架和玻璃不會被損傷。1)安裝內(nèi)層幕墻的框架、玻璃、打膠，各部位的封修;2)安裝外層幕墻的框架;3)安裝幕墻立柱后面的封修板，層間的防火封修結(jié)構(gòu);4)對內(nèi)層幕墻外側(cè)玻璃清洗;5)安裝鋁合金遮陽百葉電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，調(diào)試合格后進(jìn)行百葉的安裝，然后總體調(diào)試;6)安裝鋼格柵組件和風(fēng)量調(diào)節(jié)器;7)對空氣層進(jìn)行清理(包括對內(nèi)層玻璃、百葉的清洗);8)安裝外層幕墻的防水百葉和防蟲網(wǎng)結(jié)構(gòu);9)安裝外層幕墻玻璃、打膠，各部位的封修。

4 外呼吸式玻璃幕墻系統(tǒng)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

1)控制點(diǎn)的確定原則。使用水平儀和長度尺確定等高線，使用激光經(jīng)緯儀、鉛垂儀確定垂直線，使用激光經(jīng)緯儀校核空間交叉點(diǎn)。

2)測量控制坐標(biāo)法。在測量實(shí)施過程中，測量的基準(zhǔn)是測繪單位提供的圓心及基準(zhǔn)軸線，經(jīng)過校核后應(yīng)在靠近幕墻面處作出控制線。對屋頂裝飾的不規(guī)則形狀，一般應(yīng)用電腦放樣放出各段間交叉點(diǎn)(邊緣控制點(diǎn))的相對坐標(biāo)，通過坐標(biāo)法，確定其精確位置，并校核其與基準(zhǔn)控制軸線之間的相對關(guān)系。

3)立面單元控制。標(biāo)高方面控制采用地面控制標(biāo)高統(tǒng)一控制，即采用±0.000 mm作為原始標(biāo)高控制點(diǎn)，在地面作一個(gè)標(biāo)高控制網(wǎng)，控制網(wǎng)閉合誤差不大于2 mm，以此為基準(zhǔn)在各邊緣控制點(diǎn)處垂直向上引伸，在各樓層處設(shè)置層間標(biāo)高控制網(wǎng)，主要層標(biāo)高控制網(wǎng)均應(yīng)進(jìn)行閉合檢查。經(jīng)閉合檢查的控網(wǎng)點(diǎn)在混凝土面及墻面的控制點(diǎn)作為立面控制單元的基準(zhǔn)點(diǎn)。

4)控制單元的確定。根據(jù)幕墻系統(tǒng)外立面尺寸及弧度，將每層幕墻分成多個(gè)單元，每個(gè)單元按九宮格劃分。九宮格內(nèi)九片玻璃的安裝、調(diào)整、定位，依據(jù)九宮格邊緣四個(gè)光點(diǎn)進(jìn)行檢測及控制。

5)鋼連接件預(yù)裝質(zhì)量控制要點(diǎn)。土建工程施工完畢后，第一步進(jìn)行鋼連接的預(yù)裝，鋼連接件采用三維可調(diào)連接件，在安裝幕墻立柱及橫梁時(shí)，骨架在幕墻垂直平面內(nèi)上下、左右自如調(diào)整。連接件標(biāo)高誤差不大于10 mm，連接軸線與幕墻軸線距離偏差不大于20 mm，水平方向偏差不大于3 mm。

6)立柱與橫梁安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)。立柱與鋼轉(zhuǎn)接件連接后，轉(zhuǎn)接件與連接鋼板進(jìn)行調(diào)整、固定，按立柱軸線及標(biāo)高位置將高度偏差調(diào)至不大于2 mm，軸線內(nèi)外偏差不大于2 mm，左右偏差不大于3 mm。每層的橫梁由下向上安裝后，進(jìn)行調(diào)整、校正、固定，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理檢查合格后滿焊。

7)耐候密封膠嵌縫的質(zhì)量控制要點(diǎn)。充分清潔板材間縫隙，清除水、油漆、鐵銹、水泥、砂漿和灰塵等，充分清潔粘結(jié)面，加以干燥，用二甲苯或甲基二乙酮作清潔劑。調(diào)整縫的深度，為避免三面粘膠，縫內(nèi)充填圓棒形聚氯乙烯發(fā)泡材料。

5 結(jié)語

長興島臨港工業(yè)區(qū)規(guī)劃展示館外呼吸式體系玻璃幕墻具有施工快捷、節(jié)能效果好、抗噪聲、防沙塵、通風(fēng)良好、外型通透等諸多優(yōu)點(diǎn)。不僅改善了建筑物的隔聲、隔熱、遮陽、通風(fēng)和采光性能，還節(jié)約能源，增加室內(nèi)舒適度。

［1］趙西安.建筑幕墻工程手冊［M］.北京:中國建筑工業(yè)出版社，2002.

［2］蔡繼紅，熊正洲，程 佳.雙層呼吸式幕墻的特色［J］.中華建筑，2005(8):56-57.