幕墻系統(tǒng)創(chuàng)新與加工建造分析

文/崔海軍、邵禹銘 沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司 遼寧沈陽 110027

建筑幕墻在中國發(fā)展三十多年來，取得了快速的進步。而我國建筑幕墻產(chǎn)品使用量居世界首位，這為幕墻行業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了良好契機。但就目前幕墻行業(yè)的現(xiàn)狀來看，我國幕墻行業(yè)整體創(chuàng)新能力不足，很多幕墻系統(tǒng)技術(shù)方案已過時，存在種種弊端。而很多企業(yè)還在一直沿用或者直接照搬照抄其它公司老舊的幕墻系統(tǒng)，缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，幕墻系統(tǒng)與國際先進系統(tǒng)還存在較大差距，如何技術(shù)創(chuàng)新迫在眉睫。

1、全球幕墻行業(yè)目前的發(fā)展?fàn)顩r

建筑幕墻時代。從20世紀(jì)80年代，玻璃生產(chǎn)工藝的不斷進步以及幕墻技術(shù)的蓬勃發(fā)展使玻璃幕墻的運用更為廣泛，不斷涌現(xiàn)出了光伏幕墻、雙層幕墻等新式幕墻；同時，大部分建筑運用了陶土板、搪瓷板、花崗石板及一些人造板材等各類面板材料，從而使幕墻發(fā)展呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢。

2、以滿足市場需求為研發(fā)創(chuàng)新的牽引力，以優(yōu)質(zhì)加工產(chǎn)品為系統(tǒng)設(shè)計服務(wù)

現(xiàn)代建筑造型各異，各種新材料層出不窮，單一的幕墻系統(tǒng)已難以滿足日新月異的建筑發(fā)展需要，行業(yè)的特殊性又決定著不能以標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)為先導(dǎo)，以市場客戶需求為研發(fā)創(chuàng)新才是最為有力的牽引力。研發(fā)創(chuàng)新，基礎(chǔ)是滿足客戶需求,保證公司效益，但決不能孤芳自賞,。要敢于迎接挑戰(zhàn),自我突破傳統(tǒng)限制才能創(chuàng)造出最合適、優(yōu)良的幕墻系統(tǒng)。近年來公司設(shè)計承接了一大批知名的、有創(chuàng)造性的、高難度的大型外幕墻工程，給技術(shù)研發(fā)提供了豐富的課題，促進了技術(shù)的進步。例如：意大利哈迪大廈（英文名稱；CityLife s.p.a,位于米蘭，建筑高度170.36米，雙層單元幕墻，網(wǎng)上可檢索英文名稱或意大利Hadid）工程，其建筑外形猶如少女回眸，幕墻扭曲蜿蜒自下而上。從而導(dǎo)致外層單元幕墻沒有任何2樘在同一平面之上，每樘單元只有3個角點坐標(biāo)相同（另一角點坐標(biāo)需要現(xiàn)場安裝時對單元進行冷彎才能實現(xiàn),范圍-70～+10），進而導(dǎo)致約3800個單元板塊每樘尺寸各不相同，且形狀相似。如何能高質(zhì)量的完成這套幕墻系統(tǒng)給系統(tǒng)設(shè)計者提出了新的難題。這也極大考驗了加工生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝時的精細(xì)程度。通過對傳統(tǒng)橫滑式單元幕墻系統(tǒng)的特點分析，橫滑系統(tǒng)無法優(yōu)質(zhì)、高效的實現(xiàn)本工程的要求，主要為：

2.1 系統(tǒng)設(shè)計方面

1）傳統(tǒng)橫滑式系統(tǒng)橫向是依靠上橫與下橫插接來實現(xiàn)上下層單元之間的力傳遞及密封，剛性太強不能滿足冷彎單元時需要的扭曲彈性變形要求;2）橫滑式系統(tǒng)豎向是依靠“公”“母”豎框插接來實現(xiàn)整體力傳遞，不能滿足本工程平面內(nèi)多角度變位的需求。3）橫滑式系統(tǒng)單元交接處“十字縫”是通過滑芯滑動連接，無法平面插接，也難以保證密封性要求。鑒于上述原因，經(jīng)過設(shè)計反復(fù)理論驗證，決定顛覆傳統(tǒng)受力模式，遂將傳統(tǒng)幕墻的橫向“剛性插接”變“彈性連接”，將上橫插接處鋁型材改為EPDM加厚膠板，同時與披水膠條結(jié)為一體，既保證了排水要求也滿足了單元冷彎時的形變;豎框插接處將“公”“母”豎框全部改為“母”框，增加1根加厚EPDM膠板作為左右單元插接使用，在與橫向膠條交接處使用專用密封膠粘接。這樣既保證了良好的密封性又實現(xiàn)了平面內(nèi)多角度變位的要求。在豎框型材腔內(nèi)增加豎向插芯，用以同上一層豎框插接，替代了傳統(tǒng)的橫框插接方式，保證了受力的連續(xù)性。

2.2 幕墻加工建造方面

單元幕墻工程質(zhì)量素有4分設(shè)計，3分加工，3分安裝的比例分配，可見幕墻構(gòu)件加工質(zhì)量對幕墻系統(tǒng)的重要性。對于復(fù)雜異形幕墻的異形構(gòu)件加工精度決定著幕墻系統(tǒng)的成敗，重要性更不言而喻。復(fù)雜、異形單元加工設(shè)計時均應(yīng)對其進行等比例實體三維放樣，這對于約3800個異形單元全部CAD實體放樣將是每個設(shè)計者的惡夢，時間、人力成本是沒有任何一家公司能承擔(dān)得起的。如何能快速、優(yōu)質(zhì)、高效的完成設(shè)計也是一個幕墻設(shè)計者必需考慮的基本問題，否則將無法單個構(gòu)件加工。從而影響后續(xù)工作進行。通過對系統(tǒng)分析、綜合時間、人力成本測算，采用BIM技術(shù)進行建模、數(shù)據(jù)提取與分析，所有構(gòu)件全部采用數(shù)控機床進行加工將是最優(yōu)的選擇。用BIM技術(shù)進行建模大大縮減了放樣時間，節(jié)約了人力成本。采用數(shù)控機床加工異形構(gòu)件保證了構(gòu)件加工精度，保證了高質(zhì)量產(chǎn)品。嚴(yán)控公差，逐件檢驗，按續(xù)編號嚴(yán)格按規(guī)范進行組裝，保證最終公差在設(shè)計范圍內(nèi)。

2.3 現(xiàn)場安裝方面控制

現(xiàn)場安裝是檢驗?zāi)粔ο到y(tǒng)成敗的最后一道關(guān)卡，對于這種復(fù)雜、異形單元安裝時傳統(tǒng)安裝方式已無法準(zhǔn)確的進行空間定位。放棄采用傳統(tǒng)的“人多力量大”安裝模式，全部采用機械控制安裝是最優(yōu)選擇，冷彎單元時嚴(yán)格按照設(shè)計坐標(biāo)進行三維測量，才能保證安裝定位準(zhǔn)確無誤。經(jīng)最終完工實際檢驗，本系統(tǒng)完美解決了建筑造型需要，經(jīng)實驗驗證也體現(xiàn)了優(yōu)異了可靠性。

3、堅持以發(fā)展與功能為主導(dǎo)定位幕墻技術(shù)創(chuàng)新

積極響應(yīng)國家關(guān)于節(jié)能減排的號召，推廣“綠色環(huán)保設(shè)計”理念，使其在保證幕墻基本性能的同時，更要突出其在節(jié)能、環(huán)保、舒適性等方面的應(yīng)用功能。突破傳統(tǒng)，不拘一格。

4、注重系統(tǒng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)，提高綜合技術(shù)水平

幕墻系統(tǒng)是一套綜合系統(tǒng)，涉及設(shè)計、加工、安裝三大環(huán)節(jié)，系統(tǒng)創(chuàng)新能力是核心，構(gòu)件加工，現(xiàn)場安裝又相輔相成，缺一不可，只有提高設(shè)計人才的綜合業(yè)務(wù)素養(yǎng)才能設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的幕墻產(chǎn)品。

結(jié)語：

幕墻技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)的不斷涌現(xiàn)，將出現(xiàn)更高質(zhì)量的幕墻產(chǎn)品；創(chuàng)新人才的使用也將提高產(chǎn)業(yè)的科技含量。新型高科技、高性能、低能耗、高集成化的幕墻新系統(tǒng)，將有力地推動中國建筑幕墻產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。