大型場館魯錦式石材格柵遮陽幕墻施工技術(shù)

張宇哲，郎路光，李廣旭，朱旭城，熊煥然，申 錢

（1.中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430000）

近年來，大多數(shù)建筑師在進行幕墻設(shè)計時，鐘情以玻璃和鋁合金為主要材料的玻璃幕墻，但由于玻璃幕墻存在溫室效應(yīng)，而溫室效應(yīng)在山東炎熱的夏天將成為影響建筑舒適度的致命問題，因此，遮陽設(shè)計成為目前幕墻設(shè)計中必不可少的環(huán)節(jié)?！棒斿\”歷史悠久，因其紋彩絢麗，燦爛似錦而聞名。因“魯錦”古樸典雅，具有濃郁的鄉(xiāng)土氣息和鮮明的地方特色，成為代表齊魯大地的民間文化之一。隨著人們對建筑的功能性和美觀性要求的提高，建筑幕墻的應(yīng)用開始受到人們的重視，石材幕墻以其強度高、不易變形、造型美觀等優(yōu)點開始被廣泛應(yīng)用。濟寧市群眾藝術(shù)館建筑外立面借鑒中國傳統(tǒng)木構(gòu)建手法，采用織網(wǎng)狀百葉，營造類似于“魯錦”手工編制的質(zhì)感，體現(xiàn)地方文化特色，形成虛實對比、簡潔大方的現(xiàn)代風(fēng)格。

1 工程概況及建筑特點

濟寧市群眾藝術(shù)館位于山東省濟寧市文化中心北端，西臨太白湖濕地公園，是以藝術(shù)創(chuàng)作、藝術(shù)制作、藝術(shù)培訓(xùn)、藝術(shù)展示為核心功能，以藝術(shù)輸出、藝術(shù)服務(wù)為輔助功能的現(xiàn)代化地方群眾藝術(shù)館，其結(jié)構(gòu)類型為鋼框架-混凝土剪力墻組合結(jié)構(gòu)，樓面采用現(xiàn)澆梁板、鋼梁、現(xiàn)澆鋼筋桁架樓承板。建筑屋頂為鋼結(jié)構(gòu)桁架，建筑高度32.3m，建筑面積31 829m2，幕墻面積約4 萬m2，其中外遮陽天然石材格柵系統(tǒng)面積約9 200m2，如圖1 所示，建筑特點如下。

1)空間靈動 通過中庭及連廊的設(shè)置，旨在打造步移景異的活力空間，頂部2 400t 鋼桁架主要由8 個交通核支撐，中庭桁架最大跨度24m，鋼結(jié)構(gòu)連廊最大跨度21m。

2)文化交匯 群藝館6.5 萬根天然石材遮陽格柵幕墻，營造“魯錦”手工織感。

3)石材格柵節(jié)點復(fù)雜 6.5 萬根“魯錦式”石材格柵采用四種“編織”形式，節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜。

4)大轉(zhuǎn)角空間 大轉(zhuǎn)角空間幕墻位于建筑的東南角。系統(tǒng)采用豎向鋼肋做為主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件，最大轉(zhuǎn)角空間石材格柵幕墻面積約1 000m2。

圖1 濟寧市群眾藝術(shù)館航拍影像

2 石材格柵幕墻設(shè)計特點

2.1 設(shè)計理念

外石材格柵系統(tǒng)借鑒中國傳統(tǒng)木構(gòu)建手法，采用織網(wǎng)狀百葉，營造類似于“魯錦”手工編制的質(zhì)感，體現(xiàn)地方文化特色，形成虛實對比、簡潔大方的現(xiàn)代風(fēng)格（圖2、圖3）。

圖2 魯錦式石材格柵設(shè)計理念圖

圖3 外立面石材格柵幕墻

2.2 設(shè)計特點

如圖4 所示，魯錦式石材格柵幕墻以水平向作為定量，垂直向桿件0～90°旋轉(zhuǎn)表達黑白灰，用黑白灰的變化來體現(xiàn)濟寧市群眾藝術(shù)館外立面肌理。

圖4 魯錦式石材格柵桿件排布示意圖

石材格柵幕墻是本建筑效果的重點，幕墻整體采用骨架采用鋼結(jié)構(gòu)外包鋁合金型材，石材裝飾線條通過鋁合金連接件，連接到鋼立柱上表面熱浸鍍鋅處理。幕墻格柵根據(jù)組合形式不同，主要可以分為3 種方式：垂直疊加方式、豎向窗格方式和水平疊加方式（圖5～圖7）。

圖5 垂直疊加方式示意圖及遮陽幕墻內(nèi)部效果圖

圖6 豎向疊加方式遮陽幕墻內(nèi)部效果圖

圖7 水平疊加方式示意圖

3 石材格柵幕墻施工質(zhì)量難點分析

1)格柵構(gòu)件測量定位精度要求高 為了保證外立面風(fēng)格的統(tǒng)一和整體的視覺效果，石材格柵的測量定位工作需要在施工過程中重點考慮。石材格柵水平方向的安裝誤差必須進行控制，避免誤差累計造成石材格柵安裝效果不理想。

2)格柵節(jié)點安裝質(zhì)量控制難度大 石材格柵節(jié)點設(shè)計為鋁合金壓型卡箍形式，通過卡箍件將石材兩端與幕墻鋼龍骨進行連接，卡箍安裝定位質(zhì)量要求高，兩端卡箍定位的精準(zhǔn)程度直接影響格柵能否正常安裝以及安裝效果是否滿足平直度要求。

3)幕墻格柵安裝方式多樣 格柵的安裝方式分為垂直疊加、豎向窗格及水平疊加，不同的安裝方式節(jié)點構(gòu)造設(shè)計差別較大，需要對每個節(jié)點進行深化設(shè)計并做好交底，保證安裝質(zhì)量。

4 質(zhì)量提升手段及實施效果

4.1 優(yōu)化測量控制網(wǎng)、標(biāo)高分段控制

1)如圖8 所示，結(jié)合現(xiàn)場條件及外幕墻形式進行測量控制網(wǎng)布設(shè)，確保每點測設(shè)均有3點通視。

圖8 平面測量控制網(wǎng)布置

2)如圖9 所示，每層每段幕墻兩端設(shè)置標(biāo)高控制點，龍骨立設(shè)完畢后，每10 道格柵設(shè)置一處標(biāo)高控制線，避免累計誤差。

圖9 標(biāo)高控制網(wǎng)布置

4.2 調(diào)整節(jié)點方案、卡箍件定型加工

1)對石材格柵幕墻節(jié)點進行二次深化，優(yōu)化調(diào)整格柵節(jié)點構(gòu)造，確保橫向格柵通長或通視，如圖10 所示。

圖10 石材格柵節(jié)點優(yōu)化前后對比

2)結(jié)合實體樣板幕墻節(jié)點情況，淘汰鋁合金板壓型卡箍件形式，采用定型鋁合金卡箍件，并增大鋁合金卡箍件截面尺寸至5mm，并在工廠進行定制加工鉆孔，避免現(xiàn)場人工鉆孔。

4.3 運用三維建模深化圖紙

如圖11～圖15 所示，建立格柵幕墻三維模型，對安裝格柵不同方式進行節(jié)點深化，并且3D分析，按照三維建模給出的深化模型進行安裝。

圖11 垂直疊加方式節(jié)點深化

圖12 豎向疊加方式節(jié)點深化

圖13 水平疊加方式節(jié)點深化

圖14 天然石材幕墻格柵三維模型效果圖

圖15 天然石材幕墻格柵三維模型分解

5 結(jié)語

濟寧市群眾藝術(shù)館是中國面積最大的天然石材幕墻格柵單體，幕墻工程難度較大，質(zhì)量控制任務(wù)艱巨，通過本論文中所提出的技術(shù)要點，有效地提高石材格柵幕墻實測實量合格率，提升了幕墻工程施工的質(zhì)量，對今后同類型的大型文化場館“魯錦式石材格柵遮陽幕墻”施工質(zhì)量的控制有較好借鑒價值。