淺淡裝配式外墻在湘雅五醫(yī)院項(xiàng)目中的應(yīng)用

楊 芳

(湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司,湖南 長(zhǎng)沙 410012)

1 前言

近年來(lái)隨著民眾對(duì)建筑可持續(xù)性與節(jié)能環(huán)保理念的深入了解,以裝配式為特色的建筑工業(yè)化正成為一種發(fā)展趨勢(shì),同時(shí)在政府的鼓勵(lì)與推動(dòng)下,各部門(mén)積極響應(yīng),與之同時(shí)出臺(tái)了一些設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),如2017年06月01日實(shí)施的《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》、2018年02月01日實(shí)施的《裝配式建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、2018年06月01日實(shí)施的 《裝配式住宅建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等等,在此環(huán)境之下,裝配式建筑的發(fā)展與研究具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

裝配式建筑是由預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑,其包含了外墻板,內(nèi)墻板,樓梯,預(yù)制梁,預(yù)制柱等。湘雅五醫(yī)院結(jié)合了項(xiàng)目的實(shí)際情況選擇了裝配式外墻系統(tǒng)做為研究方向,后文將會(huì)著重闡述本案例的方案創(chuàng)意,選擇裝配式外墻的原因以及優(yōu)勢(shì),以及把裝配式用到項(xiàng)目中產(chǎn)生的一些技術(shù)問(wèn)題。

2 工程概況

湘雅五醫(yī)院位于湖南長(zhǎng)沙市天心區(qū),果子園路以東、新谷路以南,是一座大型三甲綜合醫(yī)院,地下室負(fù)一層、負(fù)二層為醫(yī)療配套、設(shè)備機(jī)房與車庫(kù),地上分為南北兩個(gè)獨(dú)立建筑單體(北棟為VIP醫(yī)療,不在一期建設(shè)范圍之內(nèi)),每個(gè)單體分別含四層裙房與六層塔樓,裙房為門(mén)診及醫(yī)療技術(shù)中心,五層到十層塔樓為病房?？偨ㄖ娣e為50萬(wàn)平方米,建筑高度46.60米,一類高層建筑,結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻。本項(xiàng)目方案由美國(guó)帕耶特建筑事務(wù)所設(shè)計(jì),整體造型上可以看出,病房樓像兩條“龍”盤(pán)踞在裙房之上(圖1),塔樓標(biāo)準(zhǔn)層的每間病房外窗沿窗框外挑一圈飄板,有韻律感的形成了一片片立起來(lái)的“龍鱗”,這種挑板既能起到遮陽(yáng)的效果,又顯得這條龍栩栩如生；立面除了挑板外,塔樓采用300x1300mm和600x1300mm兩種類型的板塊通過(guò)錯(cuò)縫組合形式編織成立面,形成龍紋的肌理,襯托出龍的造型更加豐滿與生動(dòng)。

圖1

3 方案

對(duì)于本案例來(lái)說(shuō),立面表現(xiàn)效果對(duì)于整個(gè)建筑的重要性不言而喻,而外窗挑板的實(shí)現(xiàn)情況又影響到立面效果的成敗,隨著對(duì)方案的深入了解與溝通,這些看似規(guī)律又整齊的挑板其實(shí)并不簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)師綜合考慮了太陽(yáng)負(fù)荷對(duì)能源消耗的情況、眩光及人體舒適度、室內(nèi)太陽(yáng)光季節(jié)性變化、自然通風(fēng)、建筑自遮陽(yáng)等因素,根據(jù)長(zhǎng)沙夏熱冬冷的氣候特點(diǎn),希望建筑能在過(guò)剩的日照之中實(shí)現(xiàn)高效的自遮陽(yáng),因此,隨著建筑形體的“蜿蜒”,簡(jiǎn)單的挑板順其自然的形成許多種不同的形狀,其投影面有三角形、矩形與梯形,凸出外墻最深處有500mm,最長(zhǎng)邊達(dá)到了2600mm,挑板的厚度在水平與垂直方向均有找坡,最薄處90mm,最厚處100mm(圖2)；原方案中外立面采用傳統(tǒng)的外掛式幕墻系統(tǒng),并且為了實(shí)現(xiàn)這些形狀各異的挑板我們考慮過(guò)使用混凝土板和定制鋁板模具,并考察了一些廠家的成品與模型,也與技術(shù)人員深入溝通過(guò),由于挑板的找坡面比較多,混凝土板在折面與邊角上的處理不夠細(xì)膩,施工周期長(zhǎng),成本低；而定制鋁板模具由于體量的原因也不能做到四塊板一體成型,拼接縫隙明顯,成本高,同時(shí)鋁板時(shí)間長(zhǎng)久后易變形；綜合以上原因,我們打算做另一種嘗試,雖然裝配式外墻已經(jīng)不算新鮮事物,但是在本案例中能否實(shí)現(xiàn),還有其自身的難點(diǎn)需要突破。

圖2

從建筑設(shè)計(jì)的角度來(lái)說(shuō),塔樓80%以上的窗為病房窗,軸距均為8400mm,這為選擇裝配式外墻提供了一個(gè)基礎(chǔ)。結(jié)合本案例的實(shí)際情況,使用裝配式外墻的優(yōu)點(diǎn)很明顯：首先,外墻墻面造型美觀、耐久性好、整體性好,單元模板由電腦輸入?yún)?shù),精準(zhǔn)定位,外墻與挑板一次成型,最大程度避免由于施工誤差造成外墻滲水,尤其外墻板之間的勾縫,保持2cm的精準(zhǔn)寬度,線條優(yōu)美光滑,這類細(xì)節(jié)的效果無(wú)法靠人工干掛石材幕墻完成；其次,裝配式復(fù)合型外墻材料有很多,本項(xiàng)目主要考察的是玻璃纖維增強(qiáng)水泥外墻板,俗稱GRC,此材料有其自身的優(yōu)點(diǎn)：韌性好,模塑成型,可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜造型,無(wú)機(jī)材料,耐久性好,且單塊面積可以做到40以上。具體的外墻構(gòu)造是由兩層20mm厚的GRC板中間填充憎水性巖棉板,這類復(fù)合型墻板集保溫、裝飾功能于一體,同時(shí)滿足耐火極限一個(gè)小時(shí),計(jì)權(quán)隔聲量51分貝的要求；最后,預(yù)制化單元模塊在工廠完成,生產(chǎn)速度快。按照8400的柱跨,每個(gè)單元模塊的整體尺寸為4200mm寬,3900mm高,在工廠一次成型之后,通過(guò)四個(gè)安裝點(diǎn)與主體結(jié)構(gòu)相連接,模塊與模塊之間用密封膠封堵,隔絕了板縫間冷熱橋,整體性好,施工相對(duì)簡(jiǎn)單,有效節(jié)約了時(shí)間成本,施工垃圾與噪音都可以大幅度減少。但是, 相比較傳統(tǒng)外墻而言,復(fù)合型墻體成本會(huì)更高,且安裝需要更專業(yè)的施工團(tuán)隊(duì)；然而在本項(xiàng)目中,比起前面提到過(guò)的定制鋁板模具加上外墻結(jié)構(gòu)的成本,裝配式外墻反而成本更低,出現(xiàn)這種情況也是由于案例本身特點(diǎn)的緣故。

圖3

聯(lián)系了配合廠家之后,我們做了第一批實(shí)驗(yàn)?zāi)０?圖3),在支模的過(guò)程中也非一帆風(fēng)順,由于技術(shù)的壁壘與成本的控制,我們也做了一些調(diào)整：其一,單元模板的種類需控制在盡可能少的范圍內(nèi),挑板的類型對(duì)單元模塊的種類影響最大,經(jīng)過(guò)與方案設(shè)計(jì)師多次溝通,整合了一部分變化極少的挑板,控制在三十種以內(nèi)；其二,外墻是由兩種類型的板塊錯(cuò)縫組合,板的長(zhǎng)度為1300mm,正好與層高3900mm和外窗高度2600mm形成模數(shù),而外窗離地高度為300mm,為了保證外墻板的完整性,單元模塊的上下邊界線并非在樓層線位置,而是設(shè)在樓層線以下1000mm的位置,保證了窗臺(tái)下的水平通縫效果；與水平通縫相反,垂直方向的立面效果是必須錯(cuò)縫,而兩個(gè)單元模塊拼接起來(lái),邊緣處總會(huì)有一條垂直拼縫無(wú)法避免,為了解決這個(gè)問(wèn)題,在每?jī)蓚€(gè)單元的拼接位置左右各預(yù)留出一塊300mm寬的板,在兩個(gè)單元拼裝完成之后,再外掛一塊600mm寬的面板,在不增加一條多余拼縫的前提下,復(fù)原了方案的立面效果(圖2)；其三,原方案中垂直與水平方向的挑板各有找坡,但由于兩塊挑板之間的縫隙寬度太窄,不好操作,模板成型損壞率高,出于成本的控制,取消了垂直方向挑板的找坡,保留了水平方向挑板的坡度,一定程度保留了原方案的創(chuàng)作意圖。其四,由于窗臺(tái)與挑板是一個(gè)整體不存在接縫,且設(shè)置了0.2%的找坡,這對(duì)防水方面非常有利,但還不夠,為了保障防水擋水,上下的兩塊挑板均設(shè)了滴水線,同時(shí)在單元模塊完成后,在工廠把鋁合金外窗框嵌入到窗臺(tái)下1cm,密封膠封堵,完成裝配式外墻的拼接之后,再安裝玻璃。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之,本案例還在建設(shè)中,可以預(yù)見(jiàn),隨著施工進(jìn)度的發(fā)展將會(huì)有更多的問(wèn)題涌現(xiàn)出來(lái),但就總體的趨勢(shì)而言,工業(yè)化技術(shù)是在不斷進(jìn)步與完善的,作為建筑設(shè)計(jì)師,找到工業(yè)化技術(shù)與建筑藝術(shù)相互融合的那個(gè)平衡點(diǎn)至關(guān)重要,才能在裝配式這條路上走得更遠(yuǎn)。