新型開放式鋁板幕墻施工工法及運用研究

張桂旺

（中建二局裝飾工程有限公司，北京 100071）

1 引言

傳統(tǒng)建筑幕墻結(jié)構(gòu)長期使用后易出現(xiàn)變黑發(fā)黃、膠縫老化等問題，不僅嚴重降低了幕墻結(jié)構(gòu)的美觀性，還極大地提升了結(jié)構(gòu)的安全風險性。為避免上述問題出現(xiàn)，應(yīng)對建筑幕墻施工工藝進行創(chuàng)新。在此形勢下，新型開放式鋁板幕墻施工工藝被應(yīng)用到工程項目中，并發(fā)揮出優(yōu)異性能，由此可見，該幕墻結(jié)構(gòu)必然會在建筑工程項目中得到進一步推廣應(yīng)用。

2 新型開放式鋁板幕墻施工工藝特點分析

新型開放式鋁板幕墻施工工藝特點如下：（1）解決了傳統(tǒng)鋁板幕墻膠縫結(jié)構(gòu)，避免了膠縫脫落、發(fā)黃、老化問題，對整體結(jié)構(gòu)進行了調(diào)整，不僅立面效果更強，提高了美觀性，整體構(gòu)造性能具有較大的優(yōu)勢，不易變形，且經(jīng)久耐用[1]。（2）開放性鋁板幕墻可根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)實際情況搭建獨立單元，形成獨立受力體系，實現(xiàn)了鋁板幕墻受力結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，降低了鋁板變形的可能性。（3）幕墻鋁板結(jié)構(gòu)間隙并未進行硅酮密封膠，而是運用鋁板及排水板進行連接，使建筑外的空氣與鋁板背面氣體實現(xiàn)有效交換，均衡了鋁板兩側(cè)壓力，構(gòu)成了等壓腔結(jié)構(gòu)。壓腔結(jié)構(gòu)避免了因空氣壓力造成的水逆流通現(xiàn)象，形成的少量冷凝水可通過防水板排至室外，以此構(gòu)建了一個完整的防排水系統(tǒng)。（4）在防水板作用下，建筑墻體與鋁板幕墻之間的接縫處形成了兩個墻體，進一步提升了建筑結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能，同時完善了建筑熱轉(zhuǎn)換體系，使建筑具有冬暖夏涼的特點。

3 新型開放式鋁板幕墻施工工藝的應(yīng)用分析

3.1 實例概況

本文以某線側(cè)站房建筑為例展開新型開放式鋁板幕墻施工工藝分析。該建筑總面積為50 680 m2，站房建筑運用鋁板幕墻體系進行鋪設(shè)。鋁板幕墻連續(xù)長度、高度分別為220 m、6.3 m，鋁單板厚3 mm，轉(zhuǎn)角位置運用2.6 m最大轉(zhuǎn)角半徑的弧形鋁板進行連接過渡，幕墻呈階梯狀連續(xù)鋪設(shè)。在本次工程施工中，以設(shè)計圖為依據(jù)，在建筑正立面呈W形鋪設(shè)超長鋁板幕墻，為保障鋁板幕墻結(jié)構(gòu)效果，在施工期間采用BIM技術(shù)搭建幕墻模型，對龍骨受力、尺寸偏差進行分析調(diào)整，經(jīng)BIM技術(shù)建模調(diào)整，最終得出了鋁板幕墻拼接參數(shù)及板塊尺寸。在該次施工中，采用了新型開放式鋁板幕墻施工工藝，取消了膠縫結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了“裝修面板+雙層防水背板”結(jié)構(gòu)，提升鋁板幕墻防水效果的同時，規(guī)避了鋁板變形問題，且可確保空氣順暢流通，繼而增強了吸聲、隔熱效果[2]。該開放式結(jié)構(gòu)主要由支撐龍骨、防水背板（1.5 mm厚）、裝飾面板（3 mm厚）及相關(guān)構(gòu)件構(gòu)成，優(yōu)化了鋁板幕墻壓力體系，提升了美觀度及防排水效果。

3.2 鋁板BI M建模

在本次新型開放式鋁板幕墻施工期間，運用BIM技術(shù)構(gòu)建了鋁板幕墻BIM模型，并借助SAP200軟件完成了建筑鋁板尺寸參數(shù)的計算，依據(jù)鋁板幕墻分格設(shè)計情況排布龍骨支撐體系，同時細化連接節(jié)點，調(diào)節(jié)板幅大小，依托BIM技術(shù)對弧形鋁板的轉(zhuǎn)角尺寸、拼接尺寸進行精準建模，明確參數(shù)，以此減少實際施工中的誤差。在實際施工期間，要求鋁板生產(chǎn)時嚴格依據(jù)BIM模型參數(shù)情況進行加工，以減少誤差。圖1為新型開放式鋁板幕墻節(jié)點BIM模型示意圖，可直觀清晰地展現(xiàn)幕墻拼接設(shè)置情況，詳細呈現(xiàn)三維節(jié)點數(shù)據(jù)，使工程施工作業(yè)可在BIM模型指導下進行施工[3]。BIM技術(shù)在該案例工程開放式鋁板幕墻施工中得到充分利用，并靈活滲透到整個工藝施工作業(yè)中，使各關(guān)鍵施工節(jié)點均可良好呈現(xiàn)，通過直觀性圖像表達，確保鋁板幕墻施工作業(yè)可良好落實。

3.3 工藝施工要點

3.3.1 前期準備

在新型開放式鋁板幕墻施工之前，需明確具體的施工流程，具體如圖2所示。在前期準備期間，應(yīng)對比分析設(shè)計圖紙與BIM模型，明確鋁板幕墻尺寸分割情況，掌握節(jié)點施工要點。組織技術(shù)交底，確保施工人員均可熟悉掌握施工工藝，了解幕墻特點及構(gòu)造，在BIM模型參照下合理規(guī)劃施工工序，在此基礎(chǔ)上制訂新型開放式鋁板幕墻專項施工方案。

3.3.2 測量放樣

完成前期施工準備后進行測量放樣，首先對施工現(xiàn)場尺寸參數(shù)進行復核，以現(xiàn)場結(jié)構(gòu)為依據(jù)，確定鋁板幕墻軸線尺寸，并對控制線、標高線進行糾偏，同時完成基準線的定位測定工作。其次，根據(jù)基準線情況，將龍骨排布尺寸標注在現(xiàn)場結(jié)構(gòu)上，同時做好標記。最后，在幕墻水平、垂直方向設(shè)置兩根鋼絲，直徑控制在0.5~1.0 mm，將其視為安裝控制線。垂直鋼絲以20 m為間隔進行設(shè)置，水平鋼絲每層設(shè)置1根。完成鋼絲設(shè)置后，進一步確定幕墻轉(zhuǎn)角尺寸節(jié)點情況，并對開放式鋁板幕墻整體結(jié)構(gòu)尺寸進行復核。

3.3.3 安裝骨架

以定位線為依據(jù)安裝主龍骨，在安裝期間需運用拉通線控制龍骨平面，完成安裝作業(yè)后需及時校核豎龍骨。在經(jīng)緯儀、水平儀等設(shè)施用具幫助下，確定主次龍骨的標高位置，調(diào)整龍骨位置，對龍骨安裝情況進行檢查調(diào)整，若確認安裝效果，則以滿焊方式進行連接固定，并在龍骨表面涂刷防銹漆。

3.3.4 安裝鋼基座

安裝鋼基座前，運用經(jīng)緯儀與水平儀全部彈出龍骨分割線，校驗板塊分割尺寸，做好細部檢查工作，確認無誤后按照分割線進行鋼基座的安裝作業(yè)，此時需借助水平儀調(diào)節(jié)并控制底座高度，使基座與龍骨保持垂直狀態(tài)，并進行焊接固定施工。

3.3.5 安裝防水背板

在該次工程項目中，防水背板材料為鍍鋅鐵板，厚1.5 m，防水背板按照鋁板縫隙進行安設(shè)，且運用螺絲、鋼立柱固定防水背板四邊。完成防水背板安裝作業(yè)后需驗收隱蔽工程，后續(xù)展開拼縫打膠、螺桿安裝作業(yè)，具體如圖3所示。在該環(huán)節(jié)施工中，應(yīng)注意以下施工要點：（1）安裝背板結(jié)構(gòu)后，運用密封膠進行嵌縫處理，用于提高鋁板幕墻結(jié)構(gòu)防水背板的水密性及氣密性。（2）密封膠施工前，以丙酮為清洗劑清潔縫隙區(qū)域，使縫隙內(nèi)無油漬、無水分、無灰塵，以此保障密封膠黏結(jié)效果。（3）運用泡沫棒填滿縫隙，完成填塞后需靜置半日，靜置結(jié)束后進行密封膠施工，避免產(chǎn)生氣泡。（4）將密封膠厚度控制在約4.0 mm，且在注膠期間應(yīng)勻速施工，杜絕氣泡缺陷，使膠縫光滑飽滿。

3.3.6 副框施工

鋁板副框由鍍鋅方管構(gòu)成，運用不銹鋼鉚釘進行連接，通過安裝設(shè)定鋁板副框可提升鋁板邊縫強度，降低鋁板邊縫變形病害發(fā)生概率。按照放線情況設(shè)置副框掛鉤，調(diào)節(jié)掛鉤高度，確認施工質(zhì)量后進行焊接。

3.3.7 安裝面板

面板安裝要點如下：（1）自左向右、自下而上依次安裝面板，安裝期間隨時校正調(diào)整，盡可能減少累積誤差。同時在安裝期間注意調(diào)整相鄰面板的平整度，并控制好板縫的垂直度與水平度。（2）面板安裝期間若無法全面避免縫寬誤差，則需將縫寬誤差平均分配，不可使縫寬誤差在某一膠縫或面板處形成較大累積誤差。（3）做好面板轉(zhuǎn)角位置的復核工作，提前校準轉(zhuǎn)角尺寸線，防止出現(xiàn)誤差過大而無法收口的情況。（4）面板安裝期間需設(shè)置保險繩，為提高施工安全性，需按照式（1）計算保險繩安全系數(shù)，要求該安全系數(shù)至少為9。

式中，N為安全系數(shù)；s為單一保險繩破斷接力，kPa；a為保險繩數(shù)量；w為荷載，kPa。

3.3.8 鋁板清潔

完成上述施工工序后，需進一步清潔鋁板幕墻結(jié)構(gòu)。清潔鋁板時，將濕棉布浸泡于中性溶液內(nèi)，以此可良好地擦除鋁板表面污物，后運用干棉布將其擦拭干凈即可。清除膠帶殘留物時，運用樹脂鏟、木質(zhì)鏟清除表面，后運用干棉布擦拭表面灰塵即可。在鋁板清潔期間，杜絕運用砂片、砂紙、金屬屑等金屬工具清理鋁板，避免造成鋁板損傷，同時不可運用堿性、酸性洗劑進行清理，避免損傷鋁板表面漆膜。

3.4 質(zhì)量控制措施

在新型開放式鋁板幕墻施工期間，應(yīng)以精細化為管理理念進行質(zhì)量控制：（1）施工期間嚴格檢查龍骨鋼材的垂直度，不達標準則需更換。（2）嚴格控制龍骨安裝尺寸，盡可能減小誤差，并確保板塊與連接點的誤差均處于可控范圍內(nèi)。（3）按照設(shè)計圖及BIM模型控制板塊分割尺寸，強化“十”字接縫處的質(zhì)量檢查工作，杜絕龍骨錯位質(zhì)量缺陷。（4）在施工期間，要求技術(shù)人員與質(zhì)檢人員嚴格控制鋁板幕墻整體結(jié)構(gòu)，并于安裝施工結(jié)束后做好復查與校準工作，控制施工誤差。

4 結(jié)語

綜上所述，新型開放式鋁板幕墻綜合性能優(yōu)異，解決了傳統(tǒng)幕墻存在的缺陷，具有較強的應(yīng)用價值。在實踐應(yīng)用期間，需按照幕墻施工工藝要求做好前期準備工作，根據(jù)工程項目實際情況搭建新型開放式鋁板幕墻結(jié)構(gòu)BIM模型，嚴格按照開放式鋁板幕墻施工工藝流程及要求進行施工，并在施工期間做好質(zhì)量控制工作，盡可能提高施工質(zhì)量，確保開放式鋁板幕墻工藝可切實發(fā)揮出其性能。