關(guān)于對異形玻璃采光頂施工技術(shù)的探討

溫 明

（廣東 廣州 510600）

前言

玻璃采光頂又稱玻璃屋頂，最早是以房屋采光為目的，主要是為了解決室內(nèi)的采光問題，后來逐漸發(fā)展成為現(xiàn)在的以采光、外圍護(hù)和裝飾多重作用的新建筑形式。玻璃采光頂?shù)脑煨?、?gòu)造和功能也越來越新穎、復(fù)雜和多樣化。因此，必須在設(shè)計(jì)和施工過程中根據(jù)不同采光頂?shù)奶攸c(diǎn)進(jìn)行科學(xué)地設(shè)計(jì)、合理地施工，以保證采光頂為整體建筑起到“畫龍點(diǎn)睛”的建筑效果。

1 玻璃采光頂在工程實(shí)踐中采取的重點(diǎn)施工技術(shù)

本工程為珠海市橫琴灣酒店玻璃采光棚工程，位于珠海市橫琴灣長隆旅游渡假區(qū)（如圖1、圖2）。多個不同形狀和種類的異形玻璃采光頂分布于高低不同建筑物的頂部。玻璃采光頂集采光、外圍護(hù)和裝飾效果為一體，突顯了整體建筑物的效果特點(diǎn)。由于本工程采光頂形狀多樣（有圓穹形、梭形、錐形等）、結(jié)構(gòu)復(fù)雜（有鋼、鋁合金和玻璃結(jié)構(gòu)）、位置分散、地處海邊、性能要求較高；另外，采光頂由于基本都在不上人屋面進(jìn)行安裝，因此材料的運(yùn)輸、吊裝和安裝條件都苛刻于普通幕墻和門窗的施工。因此在采光頂施工過程中除了要按照施工規(guī)范和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行工程進(jìn)度、質(zhì)量、安全和文明施工的控制以外，還必須根據(jù)具體情況，科學(xué)合理的采取相應(yīng)的施工技術(shù)。

圖1

1.1 因地制宜采取合理吊裝措施

采光頂?shù)奈恢镁辉诠さ刂鞯缆犯浇?，材料又必須依靠起吊設(shè)備進(jìn)行吊裝（如圖2），因此根據(jù)其特點(diǎn)采取了以下措施：

圖2

由于材料運(yùn)輸和吊裝車輛的運(yùn)輸路線和起吊位置都在一些臨時道路或者在地下室頂部樓板上面，我們對路面承載能力均進(jìn)行了核算。并采取在路面鋪設(shè)鋼板，在地下室樓板下面增加支撐的措施，以保證吊裝過程的安全性。

根據(jù)現(xiàn)場情況對材料出廠的包裝進(jìn)行嚴(yán)格控制：

由于同一種材料會分布于不同位置的采光頂，材料的運(yùn)輸路線和吊裝設(shè)備都不同。因此，不能隨意包裝或僅僅根據(jù)尺寸大小進(jìn)行分類包裝，而必須按照不同安裝地點(diǎn)、運(yùn)輸路線及安裝次序?qū)λ胁牧线M(jìn)行編號和詳細(xì)的包裝、運(yùn)輸安排，以保證材料進(jìn)場后能一次到位，不用二次拆裝和轉(zhuǎn)運(yùn)。另外，每一單位材料的重量和尺寸也必須按照塔吊和吊車的起吊范圍和能力進(jìn)行嚴(yán)格控制。

1.2 合理采取放線措施

多個采光頂為雙曲面不規(guī)則形狀，必須利用三維坐標(biāo)才能準(zhǔn)確在空間進(jìn)行定位。為了更方便施工，首先將整體造型根據(jù)不同采光頂特點(diǎn)分成橫向或縱向的多個切面，利用鋼絲線定好不同切面的控制線。其次再利用電腦測量出每個切面上的控制點(diǎn)到不同控制線的直線距離。這樣就可以將三維坐標(biāo)逐漸轉(zhuǎn)化為平面尺寸。安裝時只需按照每個控制點(diǎn)在電腦計(jì)算出的數(shù)據(jù)，用拉尺即可快速找到安裝控制點(diǎn)。同時，在安裝過程中再利用全站儀進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控每個點(diǎn)的安裝準(zhǔn)確性。即保證安裝精度的情況下也大大提高了安裝效率和可操作性（如圖3）。

圖3

圖4

1.3 嚴(yán)格控制材料加工尺寸

由于本工程工期緊，異形玻璃生產(chǎn)周期長，因此不能等骨架完成后再下單加工玻璃，必須同時進(jìn)行。因此，材料加工尺寸的準(zhǔn)確性直接影響到后期安裝進(jìn)展和工程成本。而采光頂玻璃大部分為異形，尺寸較難控制，因此，在施工過程中除了要嚴(yán)格控制骨架安裝尺寸，還要嚴(yán)格控制玻璃的加工尺寸。另外，針對個別非常不規(guī)則的曲面部位，我們在加工廠制作了骨架樣板，先進(jìn)行玻璃試裝后再大面積生產(chǎn)運(yùn)到工地，保證玻璃現(xiàn)場安裝時能準(zhǔn)確到位不出現(xiàn)返工。

1.4 積極采用高效施工方法

按照現(xiàn)場安裝順序和步驟將材料定尺在廠里做成半成品，開好孔，現(xiàn)場采用全螺栓連接，避免采用燒焊連接，提高連接可靠性的同時，也大大提高了安裝效率，減少了特殊工種的使用和火災(zāi)隱患（如圖5）。

圖5

先將玻璃在打膠車間將其固定在玻璃托上，玻璃面朝上排好順序進(jìn)行包裝。玻璃進(jìn)場后，現(xiàn)場采用電動玻璃吸盤將玻璃從車上直接吊裝到安裝位置后，用固定碼進(jìn)行有效固定。使得玻璃板塊安裝拆卸方便，便于施工及維護(hù)，玻璃板塊四周處于活動狀態(tài)，能夠消除層間位移及玻璃板塊在熱脹冷縮狀態(tài)下產(chǎn)生的應(yīng)力，防止玻璃爆裂。同時可減少人力操作，提高工作效率，大大降低玻璃安裝損壞的幾率。

1.5 重點(diǎn)解決采光頂?shù)穆┧[患

滲漏是長期困擾建筑工程質(zhì)量的頑癥。本工程較大的跨度和玻璃尺寸都使得玻璃接縫處會產(chǎn)生較大位移量；防水密封縫又經(jīng)常受大氣酸雨、鹽霧侵蝕和太陽光紫外線長期照射；另外，施工或維護(hù)人員也會對膠縫進(jìn)行踩踏，造成破損。因此該玻璃采光頂必須更加做好防水工作。

1.5.1 設(shè)置合理排水系統(tǒng)

為了使雨水不堆積在采光頂，必須設(shè)置一定的排水坡度。坡度越大，排水越順暢，但坡度太大也會給采光頂?shù)氖┕ず徒Y(jié)構(gòu)布置帶來困難，因此要根據(jù)具體要求確定一個合適的排水坡度。玻璃的安裝順序?yàn)檠亓魉较虬捶指襁M(jìn)行安裝，安裝前沿流水方向拉上通線，確保玻璃的安裝坡度。

組織設(shè)計(jì)合理的采光頂骨架和排水槽，將玻璃采光頂內(nèi)側(cè)的冷凝水和有可能通過膠縫滲漏的少許雨水順利排走。

1.5.2 改進(jìn)接縫處防水密封膠的形狀

目前，防水接縫涂膠一般修整為凹而，容易積塵存水。此外，按縫涂膠是在工地現(xiàn)場施工，難免潛在瑕疵、氣泡或夾雜等隱患。所以，同一條接縫分成兩次涂膠完成，最后一道密封的形狀有必要修寬，修整為園凸面搭接在玻璃表面上，既擴(kuò)大了粘結(jié)寬度和密封面積，又有利于減緩局部應(yīng)力，同時覆蓋第一道密封可能存在的缺陷，有利于徹底消除滲漏隱患。同時，密封膠的寬度和厚度都根據(jù)工程特點(diǎn)進(jìn)行了嚴(yán)格設(shè)計(jì)和控制（如圖6）。

圖6

玻璃采光頂安裝過程中和整體安裝完畢后都進(jìn)行了淋水測試，玻璃采光頂中間和與結(jié)構(gòu)之間的排水槽也進(jìn)行了蓄水防滲漏測試。通過多種測試，進(jìn)一步檢查和驗(yàn)證了采光頂?shù)姆浪δ堋?/p>

1.6 降低采光頂?shù)牟Ａё员?/h3>

玻璃是玻璃采光頂?shù)闹饕牧现?，采光頂玻璃的機(jī)械、光學(xué)及熱工性能、尺寸偏差等,均應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。同時，要重點(diǎn)防止玻璃的自爆產(chǎn)生。自爆是鋼化玻璃固有的特性之一，產(chǎn)生自爆的原因很多，主要是玻璃內(nèi)部存在NiS結(jié)石，NiS逆向相變時體積增大，若剛好處在鋼化玻璃的張應(yīng)力區(qū)是導(dǎo)致炸裂的重要因素；其次鋼化玻璃中應(yīng)力分布不均勻、偏移，使鋼化玻璃制品有自爆的趨向。由于采光頂位置特殊，玻璃自爆對內(nèi)部使用及后期維修都影響很大，為了盡可能的降低玻璃自曝率，我們采取了以下措施：在保證外觀效果前提下盡量縮小玻璃分格的尺寸，降低內(nèi)部應(yīng)力；將全鋼化玻璃改為半鋼化夾膠玻璃，以保證玻璃破損完整性的同時，減少玻璃內(nèi)部應(yīng)力；玻璃原片采用超白玻璃，超白玻璃雖然造價比普通玻璃稍貴但自曝率遠(yuǎn)低于普通玻璃；玻璃增加均質(zhì)處理（熱浸處理），可防止引起NiS逆向相變或相變不完全，降低鋼化玻璃的自曝率。

1.7 鋼構(gòu)件的防腐

由于該工程地處海邊，空氣中的濕度和鹽分較大，采光頂骨架更容易生銹。因此骨架材料尤其是鋼構(gòu)件必須相對其他工程做足防腐處理，本工程所采用鋼材，表面先噴砂除銹，再刷涂環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧封閉漆、環(huán)氧云鐵中間漆、防火涂料，最后噴涂氟碳面漆。鋼構(gòu)件打磨、除銹和噴涂必須嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，尤其是打磨除銹的程度必須達(dá)到sa3等級，鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹、油漆涂層等附著物，該表面顯示均勻的金屬色澤。打磨后底漆涂刷的最長間隔時間不得超過4h。另外，每道漆涂刷的厚度和間隔時間以及涂刷環(huán)境都必須嚴(yán)格按照油漆的使用要求。

1.8 成品保護(hù)時需重點(diǎn)注意事項(xiàng)

對玻璃采光頂構(gòu)件、面板等，應(yīng)采取保護(hù)措施，不得發(fā)生變形、變色、污染等現(xiàn)象。玻璃采光頂施工中其表面的粘附物應(yīng)及時清除。玻璃采光頂完成后應(yīng)制定清潔方案，清掃時應(yīng)避免損傷表面和膠縫，清潔劑應(yīng)符合要求，不得產(chǎn)生腐蝕和污染。

另外，由于為防止玻璃劃傷，玻璃進(jìn)場時均會采用貼膜的方法進(jìn)行保護(hù)。但由于采光頂處于建筑物頂部位置，接觸雨水和陽光輻射的時間較長。一旦雨水進(jìn)入到保護(hù)膜與玻璃的細(xì)微間隙。在陽光的輻射下容易使玻璃發(fā)生霉變和起彩虹。因此，玻璃在施工過程中，要盡量避免長時間雨淋；安裝好后應(yīng)盡快去除保護(hù)膜，防止發(fā)生霉變。如果不慎發(fā)生小面積玻璃霉變，可利用氫氟酸進(jìn)行清洗，但清洗操作一定要控制好酸的濃度和浸泡時間，而且要做好保護(hù)措施，避免氫氟酸對身體造成腐蝕。

2 結(jié)語

該工程通過采取以上重點(diǎn)施工技術(shù)和其他施工措施，對工程初期設(shè)計(jì)未考慮或考慮不周的地方進(jìn)行了有效補(bǔ)充和完善，很好的解決和克服了工程的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題。

由于玻璃采光頂技術(shù)難度較大，需綜合考慮的因素較多，目前還有許多設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)難題沒有得到解決。因此還有待于業(yè)內(nèi)廣大科技人員的繼續(xù)努力、研究和探索，才能使玻璃采光頂日益走向成熟。

[1]JGJ 255-2012 采光頂與金屬屋面技術(shù)規(guī)程[S].

[2]JG/T 231-2007 建筑玻璃采光頂[S].