建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)在幕墻施工中的應(yīng)用

孔艷梅

（山東雄獅建筑裝飾股份有限公司，山東滕州 277599）

0 引言

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，人性化的理念得到了很好的實(shí)踐，現(xiàn)代建筑逐漸朝著智能化、多功能化、美觀化方向發(fā)展。幕墻在建筑中的應(yīng)用美化了建筑外觀，提高了建筑的綜合性能。很多極具藝術(shù)特點(diǎn)的建筑外掛幕墻造型美觀、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工技術(shù)種類(lèi)多，需要借助機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)來(lái)保證幕墻施工的順利進(jìn)行。

1 常用幕墻施工分類(lèi)

1.1 玻璃幕墻

建筑工程應(yīng)用玻璃幕墻可以對(duì)建筑外圍起到防護(hù)作用。玻璃幕墻原有的單一化功能已逐漸發(fā)展為裝飾和實(shí)用多功能結(jié)合的結(jié)構(gòu)。目前玻璃幕墻主要是金屬構(gòu)件和玻璃面連接形成，根據(jù)在建筑中構(gòu)成方式的不同，玻璃幕墻的類(lèi)型主要有框支承玻璃幕墻、全玻璃幕墻、點(diǎn)支承玻璃幕墻、單元式幕墻等?？蛑С胁Ａ粔Φ念?lèi)型有明框、隱框以及半隱框。無(wú)框玻璃幕墻的類(lèi)型有座底式、吊掛式。點(diǎn)支承玻璃幕墻較為特殊，相比較其他類(lèi)型，它的結(jié)構(gòu)包含點(diǎn)支承裝置和玻璃面板，支撐體系具有獨(dú)立性。建筑幕墻施工中如果應(yīng)用這種幕墻類(lèi)型，能夠使建筑物的光照通透性更好，建筑內(nèi)外環(huán)境之間可以產(chǎn)生交融。

1.2 金屬幕墻

金屬幕墻由金屬板和支承結(jié)構(gòu)體系組成，它不分擔(dān)建筑主體結(jié)構(gòu)所受的力，還具有一定位移能力。由于鋁單板的優(yōu)良加工性能、色彩的多樣及良好的安全性，能完全適應(yīng)各種復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)，因此鋁單板幕墻是最常用的金屬幕墻形式。

1.3 石材幕墻

石材幕墻類(lèi)型作為一種特殊的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在建筑物主體石材面板中懸掛金屬構(gòu)件。石材幕墻是較為完善的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系，在建筑物中能夠受一定的風(fēng)荷載以及溫度應(yīng)力等，對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)的位移情況可以較好地適應(yīng)。石材幕墻在施工時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)范要求，施工過(guò)程中有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算要保證精準(zhǔn)，以符合結(jié)構(gòu)的安全性。

1.4 彩色混凝土掛板幕墻

彩色混凝土掛板幕墻是裝配式的混凝土墻板體系，施工時(shí)需要先制作鋼模盒，然后在其中澆筑混凝土，這樣建筑幕墻能更好地符合施工要求。具體應(yīng)用中，要注意鋼模盒底部需加入不同的橡膠模，施加作用力振搗，以制作出多種裝飾效果的幕墻。

2 建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)

2.1 機(jī)身位置識(shí)別技術(shù)

機(jī)身位置識(shí)別這一關(guān)鍵技術(shù)，是施工中機(jī)械利用自身裝置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)身位置的自動(dòng)化分析識(shí)別。在建筑幕墻施工過(guò)程中，對(duì)機(jī)械位置識(shí)別的方式主要包含機(jī)械的內(nèi)外部位置識(shí)別。機(jī)械內(nèi)部位置主要是利用內(nèi)部回轉(zhuǎn)式傳感器和速度傳感器之間協(xié)同配合，監(jiān)測(cè)到機(jī)械運(yùn)行中的路徑數(shù)據(jù)信息后，從其位置變化中得出機(jī)械位置方面的有關(guān)數(shù)據(jù)。機(jī)械外部位置是利用電磁波感應(yīng)技術(shù)或者是超聲波感應(yīng)技術(shù)對(duì)幕墻施工中的預(yù)設(shè)埋件位置的基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行感應(yīng)，從而識(shí)別到自身位置，然后再利用電磁波或超聲波將參數(shù)反饋，這樣就可以準(zhǔn)確識(shí)別建筑機(jī)械的當(dāng)下位置。

2.2 位置誘導(dǎo)技術(shù)

位置誘導(dǎo)這一關(guān)鍵技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用，主要是通過(guò)機(jī)械自身的位置識(shí)別系統(tǒng)對(duì)反饋的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行識(shí)別。幕墻施工時(shí)，機(jī)械設(shè)備會(huì)依照實(shí)際施工要求事先設(shè)置好施工操作路徑，施工操作時(shí)，利用位置誘導(dǎo)技術(shù)及時(shí)糾正設(shè)備作業(yè)路徑偏差，以使幕墻建設(shè)的位置更加精準(zhǔn)。這一關(guān)鍵技術(shù)屬于系統(tǒng)整體閉合性的自動(dòng)控制技術(shù)，如果建筑機(jī)械在幕墻施工時(shí)發(fā)生路徑偏移，利用系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位功能可以及時(shí)將作業(yè)路徑糾正到事先設(shè)置的軌跡上，以保證結(jié)構(gòu)安裝等操作更加準(zhǔn)確。位置誘導(dǎo)技術(shù)除了在施工時(shí)對(duì)作業(yè)路徑進(jìn)行精準(zhǔn)引導(dǎo)，還可以及時(shí)控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度，以保障幕墻施工的順利進(jìn)行。

2.3 施工作業(yè)對(duì)象的識(shí)別和評(píng)價(jià)技術(shù)

建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)還包含識(shí)別和評(píng)價(jià)施工作業(yè)對(duì)象，這是自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備在建筑施工中的基礎(chǔ)性能。幕墻施工時(shí)，施工現(xiàn)場(chǎng)中的鋁型材、鋼材、板材等作業(yè)對(duì)象可以通過(guò)設(shè)備中的超聲波傳感器識(shí)別到，并且傳感器將識(shí)別到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行反饋，通過(guò)反饋的結(jié)果掌握各種原料的性能指標(biāo)并進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣幕墻材料的使用以及施工操作等會(huì)有更加可靠的數(shù)據(jù)信息參考。

2.4 安全保障技術(shù)

建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)中，安全保障技術(shù)非常重要，對(duì)施工安全性會(huì)產(chǎn)生較大的影響，應(yīng)用安全保障技術(shù)能更好地保障施工的順利進(jìn)行。建筑幕墻通常是在大型高層建筑中體現(xiàn)，施工操作中的安全隱患較多，需要有充分的安全保障技術(shù)。而且在施工現(xiàn)場(chǎng)，設(shè)備用具、建筑材料等大量存放，對(duì)機(jī)械設(shè)備的施工會(huì)產(chǎn)生一定阻礙，給機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的操作帶來(lái)不便。而機(jī)械安全保障技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)障礙物的識(shí)別和預(yù)警，自動(dòng)控制機(jī)械停止運(yùn)行，以確保機(jī)械操作在安全范圍內(nèi)。如果是多個(gè)機(jī)械設(shè)備，還能對(duì)各機(jī)械之間的位置進(jìn)行協(xié)調(diào)，使施工過(guò)程中各機(jī)械的運(yùn)行更加有序。

2.5 機(jī)群協(xié)作控制技術(shù)

機(jī)群協(xié)作控制技術(shù)是幕墻施工中多種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合施工作業(yè)時(shí)的控制技術(shù)，多個(gè)機(jī)械設(shè)備聯(lián)合施工時(shí)，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行路徑以及具體位置等都能及時(shí)檢測(cè)和控制，數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)娇刂浦行模糜?jì)算機(jī)分析和處理數(shù)據(jù)，進(jìn)而得出協(xié)同施工操作的最優(yōu)方案，接著操作指令會(huì)傳送到各自動(dòng)化機(jī)械，而機(jī)械設(shè)備接收到相關(guān)指令后會(huì)有序進(jìn)行施工操作，使幕墻施工各環(huán)節(jié)的操作協(xié)同完成。

3 幕墻施工中的建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)

3.1 主體結(jié)構(gòu)檢測(cè)

幕墻屬于建筑主體結(jié)構(gòu)中的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系。幕墻施工前，需要檢測(cè)建筑主體結(jié)構(gòu)，以使幕墻施工更加順利。這個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，檢驗(yàn)建筑主體結(jié)構(gòu)與建筑施工圖和結(jié)構(gòu)施工圖是否存在偏差，從而調(diào)整幕墻的施工安裝方案。

3.2 繪制測(cè)量放線

在建筑幕墻施工中，測(cè)量放線作為施工的重要環(huán)節(jié)，其準(zhǔn)確高效地開(kāi)展有助于提高施工效率，加快工程進(jìn)度，節(jié)約建造成本。系統(tǒng)地快速提供施工測(cè)量數(shù)據(jù)，直接關(guān)系著工程的進(jìn)度控制。通過(guò)檢驗(yàn)標(biāo)高和軸線，從而創(chuàng)建工程施工中心線操縱網(wǎng)。主控制網(wǎng)點(diǎn)按原土建工程所創(chuàng)建的中心線操縱網(wǎng)修建多個(gè)激光器控制點(diǎn)，測(cè)設(shè)到一層正負(fù)零標(biāo)高主導(dǎo)控網(wǎng)點(diǎn)，并為此創(chuàng)建多條墻壁主控制網(wǎng)中心線。根據(jù)主控制中心線和大樓的平面圖特點(diǎn)，融合建筑幕墻分隔樣圖，每5～10 層應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，繪制與墻體相關(guān)的中心線邊框線，創(chuàng)建平面圖部位操縱中心線，從而精確繪制測(cè)量放線圖。

3.3 預(yù)埋件安裝控制

幕墻施工中的預(yù)埋件高精度安裝工作非常重要，根據(jù)測(cè)量放線圖和龍骨定位圖綜合掌握信息數(shù)據(jù)，以便實(shí)施精確安裝。建筑幕墻埋件是幕墻的重要受力構(gòu)件，它的主要功能是把幕墻所承受的各種荷載和作用有效傳遞到主體結(jié)構(gòu)。在實(shí)際施工過(guò)程中，依托機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，預(yù)埋件的質(zhì)量檢驗(yàn)包括埋板材質(zhì)、尺寸、鋼筋的規(guī)格、鍍鋅工藝、焊接質(zhì)量等，對(duì)預(yù)埋件的焊縫、焊腳以及防銹處理等問(wèn)題進(jìn)行檢查，以明確材料質(zhì)量和尺寸是否滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。要想有效控制幕墻預(yù)埋件，需要通過(guò)機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)預(yù)埋件的定位問(wèn)題進(jìn)行有效引導(dǎo)和控制，在軸線基礎(chǔ)條件下利用位置識(shí)別、引導(dǎo)技術(shù)定位預(yù)埋件，使建筑主體結(jié)構(gòu)和幕墻之間的預(yù)埋件位置符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，控制好位置偏差。另外，在幕墻板焊接施工時(shí)，幕墻后置埋件的實(shí)際安裝位置需要進(jìn)行精準(zhǔn)判定，這也需要借助機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)位置進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，以保證建筑主體結(jié)構(gòu)和幕墻結(jié)構(gòu)之間連接的緊密性。由于幕墻結(jié)構(gòu)存在于建筑主體結(jié)構(gòu)的外部，與主體結(jié)構(gòu)之間形成緊密連接的同時(shí)又獨(dú)立存在，施工時(shí)應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備對(duì)連接部件精準(zhǔn)控制，保證數(shù)據(jù)誤差在允許范圍內(nèi)。

3.4 鋼構(gòu)件防腐處理

幕墻工程中的隱蔽鋼材都需要鍍鋅處理。在現(xiàn)場(chǎng)施工中大量的焊接和鋼件加工后裸露的部分需要防銹處理。焊縫防腐處理非常重要，焊縫本身強(qiáng)度低于原材強(qiáng)度，焊縫表面能量高還有應(yīng)力集中，很容易生銹，如果防銹措施不到位將很快銹蝕，久而久之就算構(gòu)件熱鍍鋅保護(hù)的很好，焊縫發(fā)生斷裂，整個(gè)結(jié)構(gòu)也會(huì)出問(wèn)題。因此需要機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的引入，檢查和處理有問(wèn)題的防銹點(diǎn)，快速完成防銹處理。新興防腐涂料組合有環(huán)氧磷酸鋅防銹底漆加環(huán)氧云鐵中間漆加丙烯酸聚硅氧烷面漆。磷酸鋅有優(yōu)良的陰極保護(hù)作用，環(huán)氧磷酸鋅漆比環(huán)氧鋅粉漆膜堅(jiān)硬，涂完底漆后搬運(yùn)損傷小、造價(jià)低。丙烯酸聚硅氧烷面漆可與氟碳漆比美，其常溫固化性優(yōu)于氟碳漆，漆膜更堅(jiān)硬、細(xì)膩，造價(jià)低，被大規(guī)模采用。

3.5 骨架安裝控制

測(cè)量放線操作完成后，需要進(jìn)一步分析有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，整合完善幕墻分割安裝的相關(guān)骨料。按照建筑幕墻施工設(shè)計(jì)要求，可以使用不銹鋼螺栓安裝骨料。在實(shí)際操作過(guò)程中，立柱和橫梁的提升、拼接、就位、安裝等工作量通常較大，需要借助機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備來(lái)完成安裝操作。利用機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)對(duì)設(shè)備位置的識(shí)別，能夠完成由上而下的有序安裝，幕墻的正面結(jié)構(gòu)和側(cè)面結(jié)構(gòu)之間可以確保垂直度符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。如果豎向骨料在安裝時(shí)集中在某立面上，需要保證都在一個(gè)平面上。另外，安裝橫向骨料時(shí)，需要遵循一致性原則，和豎向骨料安裝保持一致。

3.6 面板安裝控制

安裝幕墻面板時(shí)容易出現(xiàn)一些問(wèn)題，如夾具擰緊程度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求，底部墊塊安置不平整，致使面板縫大小不一。又如點(diǎn)式幕墻面板安裝中出現(xiàn)爪件角度偏差大、支撐裝置安裝不牢固等問(wèn)題。而依托建筑機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，能夠通過(guò)控制機(jī)械位置控制面板安裝的精準(zhǔn)性，使這些容易出現(xiàn)的問(wèn)題能得到良好的解決。

3.7 防雷系統(tǒng)安裝

建筑幕墻施工中，需要注意防雷措施的合理應(yīng)用，幕墻的防雷網(wǎng)與建筑主體結(jié)構(gòu)的防雷體系之間要形成可靠的連接。建筑物中如果存在較多的敏感電子系統(tǒng)，防雷和等電位措施需要從建筑地面首層開(kāi)始逐層向上與防雷裝置形成連接。施工時(shí)借助機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)，將防雷裝置和幕墻框架通過(guò)導(dǎo)線連接，形成導(dǎo)電通路。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著建筑幕墻在現(xiàn)代建筑施工中的廣泛應(yīng)用，幕墻施工質(zhì)量的控制難度不斷加大，尤其是在異形幕墻施工中，因此需要借助機(jī)械自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)精準(zhǔn)快速地完成幕墻的安裝，保證幕墻的施工質(zhì)量達(dá)到圖紙的設(shè)計(jì)要求，使其在整個(gè)建筑中更好地發(fā)揮作用。