既有建筑幕墻升級改造施工質(zhì)量控制要點

傅明

杭州空間建筑設(shè)計咨詢有限公司 浙江 杭州 310000

引言

近年來，隨著城市發(fā)展模式的不斷變化，現(xiàn)有建筑已基本上發(fā)生了變化，即使用盡可能多的裝飾材料來修改建筑的使用或使用要求，而不是拆除原有的公共墻，但是作為一個建筑網(wǎng)絡(luò)，有一個特殊而復(fù)雜的外部安全結(jié)構(gòu)體系，安裝過程非常嚴格。如果結(jié)構(gòu)不正確，則質(zhì)量錯誤（例如過渡）甚至?xí)绊懫湓谡彰?、風(fēng)力和散熱方面的性能[1]。

1 建筑幕墻的相關(guān)概述

1.1 幕墻的分類

幕墻按支撐結(jié)構(gòu)分類有：框支撐幕墻、點支撐幕墻、全玻璃幕墻；按面板分類有：玻璃幕墻、金屬板幕墻、石材幕墻以及人造板材幕墻等。其中最常見的就是框支撐幕墻，由鋁合金或者鋼框作為支撐結(jié)構(gòu)，面材固定在框上的一種幕墻類型。按照安裝的方式又可分為單元式幕墻以及框架式幕墻。目前國內(nèi)超高層（100m以上的建筑），大多采用單元式幕墻，而多層商業(yè)或者集群式辦公建筑等，則以框架式幕墻為主[2]。

1.2 幕墻優(yōu)勢

幕墻主要是在建筑外層的結(jié)構(gòu)。其不僅起到保溫降噪的作用，同時也具有一定的裝飾和美化效果。以往建筑幕墻主要采用板材結(jié)構(gòu)，而新能源技術(shù)應(yīng)用于建筑領(lǐng)域后，諸多新型材料開始用到幕墻工程當(dāng)中，加之幕墻施工技術(shù)更加先進，使得諸多施工單位競爭日趨激烈，為此要求施工單位加強幕墻工程質(zhì)量管理。同時幕墻具有一定的氣密性，可以最大限度地保持室內(nèi)溫度。

1.3 幕墻工程的技術(shù)要求

①抗風(fēng)壓能力。能夠承受幕墻本身的重量，對于一些臺風(fēng)、地震以及日曬雨淋等自然侵襲具有一定的抵抗能力；②水密性能。能夠有效防止雨水的滲透，特別是在福建等沿海地區(qū)多暴雨、臺風(fēng)天氣；③能夠防止漏風(fēng)；④能夠做到保溫隔熱；⑤能夠有效阻隔噪音；⑥能夠滿足平面變形，預(yù)防熱脹冷縮后的變形現(xiàn)象；⑦能夠承受外物的撞擊；⑧能夠有效起到防范火災(zāi)的效果；⑨能夠有效起到避雷的效果；⑩能夠定時對幕墻進行保養(yǎng)以及及時的修護[3]。

1.4 建筑幕墻設(shè)計原則

建筑幕墻設(shè)計是工程建設(shè)的一個組成部分，其設(shè)計原則需要遵循建筑設(shè)計的原則。由于幕墻所處的位置比較特殊，是室外與室內(nèi)之間的過渡層，因此，設(shè)計人員在設(shè)計這部分內(nèi)容時，需要合理設(shè)計其結(jié)構(gòu)，使幕墻的外觀效果更好，滿足人們對建筑美感的追求。幕墻設(shè)計是建筑設(shè)計方案中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能直觀地體現(xiàn)設(shè)計人員的設(shè)計理念，幕墻設(shè)計工作應(yīng)建立在建筑設(shè)計理念之上。

2 既有建筑節(jié)能性能改造

對于許多既有建筑來說.根本不存在著節(jié)能這一說法，而在當(dāng)下的建設(shè)中，節(jié)能則是建設(shè)企業(yè)重點考慮的一個內(nèi)容。年代較遠的既有建筑的窗戶都是采用單層玻璃鋼窗、塑窗甚至木窗等密封性較差的材料做成的，墻體的建設(shè)材料主要是實心黏土磚墻，這些既有建筑大部分都是沒有節(jié)能效果的，也沒有任何保溫、隔熱措施，這樣就加大了能源的消耗，同時也加大了對環(huán)境的污染。所以，進行既有建筑的節(jié)能改造是非常有必要的[4]。

3 建筑幕墻的弊端及處理措施

①在對光污染的處理過程中，應(yīng)充分認識到鍍膜玻璃的反射率較高，如果建筑中大面積使用玻璃片，在陽光照射時就會產(chǎn)生反射。要解決高反射率問題，設(shè)計時要合理劃分幕墻，合理使用金屬掛板及玻璃幕墻，并結(jié)合使用低反射率涂料。我國對這一問題的處理，一般使用金屬掛板、低反射鍍膜玻璃等，可有效解決光污染問題。②解決隔熱性能差的問題，可選擇合適的保溫材料。將高效保溫材料用于金屬板幕墻的內(nèi)部，可獲得良好的保溫效果。玻璃幕墻要獲得良好的保溫效果，可通過中空玻璃的非導(dǎo)熱性來實現(xiàn)[5]。

4 工程概況

其中一個主要的開發(fā)和建設(shè)項目，即科學(xué)和技術(shù)產(chǎn)業(yè)辦公室e和j的綜合管理辦公室建設(shè)項目，是對現(xiàn)有的三層建筑進行加固和重建，裝飾公共網(wǎng)站，改善建筑面積約3439m2。其幕墻的設(shè)計主要采用陰影裝飾，是玻璃幕墻與鋁質(zhì)幕墻的完美結(jié)合。玻璃幕墻采用垂直和水平的覆蓋形式，并采用鋁質(zhì)幕墻、中空鋁板和鋁合金彩色玻璃，使建筑設(shè)計更為多樣、更為新穎。

5 建筑幕墻主要施工材料選用說明及要求

5.1 玻璃

①玻璃是易碎的，應(yīng)使用斷裂損壞最小的玻璃，包括復(fù)合玻璃、按照適用標(biāo)準硬化的玻璃以及它們加工和組合的產(chǎn)品。為降低硬化玻璃的自爆率，本工程玻璃幕墻采用了“中空硬化層壓超低電子玻璃”。②玻璃幕墻應(yīng)在加工制造前與土木工程和工程圖紙進行檢查，并根據(jù)實測結(jié)果及時與設(shè)計人員溝通。制造商可能需要深化設(shè)計。玻璃材料必須嚴格遵守國家有關(guān)規(guī)定和設(shè)計圖紙的要求，避免因使用薄玻璃幕墻而造成質(zhì)量和安全事故。

5.2 鋁合金型材

①所有涂料處理均由認可的專業(yè)制造商進行，涂料工藝和材料均具備國家認可的專業(yè)生產(chǎn)資質(zhì)。氟碳涂料的顏色和多樣性由建筑師和業(yè)主的密封圖案決定。此外，應(yīng)采取措施，確保鋁合金型材及其產(chǎn)品的表面在生產(chǎn)、運輸和安裝過程中不受損害。②所有鋁型材的成形和表面處理均由型材制造商進行。鋁型材表面處理的顏色和紋理由建筑師和業(yè)主密封樣品決定[6]。

5.3 結(jié)構(gòu)黏結(jié)膠

必須檢查每批結(jié)構(gòu)織物與接觸材料之間的責(zé)任和兼容性。除了全脂幕墻外，不應(yīng)就地注入有機硅結(jié)構(gòu)劑。

6 既有建筑幕墻升級改造施工質(zhì)量控制要點

6.1 優(yōu)化設(shè)計、選定方案

考慮到統(tǒng)一幕墻安裝精度高，塔機轉(zhuǎn)向架首次安裝時無法安裝整排安裝的統(tǒng)一幕墻，以后安裝精度難以控制，容易損壞。當(dāng)首先安裝統(tǒng)一幕墻時，一方面塔式起重機難以有效固定，直接影響到海拔71～200m以上鋼結(jié)構(gòu)和統(tǒng)一幕墻的安裝；另一方面大大限制了施工時間。采用設(shè)計、幕墻等單元進行現(xiàn)場調(diào)查后，制定了以下施工方案。①統(tǒng)一幕墻安裝在結(jié)構(gòu)的1樓（塔機轉(zhuǎn)向架第二壁支架的位置），完成塔機基礎(chǔ)平臺的安裝和前兩壁支架與鋼柱的安裝，前兩壁支架充分利用塔機的開口風(fēng)扇位置。②安裝塔式起重機。第三堵墻固定在結(jié)構(gòu)層二樓的結(jié)構(gòu)支架上（與幕墻單元的圓形導(dǎo)軌相同），上部鋼結(jié)構(gòu)同時安裝。③單元幕墻采用環(huán)形鏈條安裝在2樓。在此期間，用鋼柱安裝第三壁支架，將第三結(jié)構(gòu)柱的壁支架改造為2樓，固定在鋼柱上。④拆下第三結(jié)構(gòu)支柱的原壁支架，并用塔式起重機連續(xù)安裝單元的上部鋼結(jié)構(gòu)和幕墻。

6.2 塔式起重機基礎(chǔ)鋼平臺安裝

單元幕墻安裝的第一階段可以同時安裝塔機基礎(chǔ)平臺。塔式起重機基礎(chǔ)位于鋼平臺上。鋼平臺通過植入式地面放大機械錨螺栓連接到原民防通道和出口兩側(cè)的剪力墻。塔機通過鋼平臺將動力傳遞到民防剪力墻，最后再傳遞到結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。鋼平臺和剪力墻的承載力通過工程計算滿足了施工要求。

6.3 單元式幕墻開啟扇拆卸

根據(jù)塔機轉(zhuǎn)向架的設(shè)計和安裝要求，單元幕墻投入使用后，在與塔機轉(zhuǎn)向架壁加固相對應(yīng)的位置拆卸開口風(fēng)扇，并在隨后拆卸塔機轉(zhuǎn)向架后創(chuàng)建安裝[7]。

6.4 預(yù)埋件施工技術(shù)手段

嵌入的零件可以在重新構(gòu)建過程中嵌入到梁和柱中。但是，由于其悠久的歷史和簡單的設(shè)計，現(xiàn)有建筑的許多結(jié)構(gòu)梁無法承受幕墻荷載。出于安全考慮，原設(shè)計單位只允許嵌入結(jié)構(gòu)柱中的零件。安裝后嵌入部件直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，因此對后嵌入部件的嵌入技術(shù)有很高的需求。①后置埋件埋設(shè)施工工藝流程如下：面磚、石材拆除后粉刷層的鑿除→鉆孔及清理→安裝化學(xué)、機械錨栓→埋板的安裝及固定→隱蔽驗收。②三層雨棚埋件（規(guī)格700mm×550mm、400mm×400mm），每塊埋板16個錨栓，后置埋件均設(shè)置在柱梁節(jié)點處，所在位置鋼筋非常密集，埋件打孔難度很大。施工過程中采用鋼筋探測儀先排摸主筋的位置，并在墻上畫出，以便打孔時避開墻體主筋。為確保打孔過程中不破壞其原有的主筋，打孔后施工員取出孔位的混凝土，檢查其中是否有鋼筋，以此判別此方法的可行性。經(jīng)過現(xiàn)場數(shù)個埋件打孔觀察，發(fā)現(xiàn)施工過程基本沒有碰到鋼筋。③鉆孔后灌入化學(xué)藥劑，灌入過程應(yīng)嚴格按照產(chǎn)品的安裝說明操作。安裝藥劑前應(yīng)使用空氣壓縮機或手動氣筒將鉆孔殘余粉末吹干凈。④安裝錨板前，應(yīng)再次復(fù)核錨板尺寸、位置。復(fù)核無誤后，使用雙螺母固定錨板。后置埋件完成后報請監(jiān)理進行隱蔽驗收，必須通過第三方機構(gòu)對現(xiàn)場后置埋件抽樣進行拉拔試驗，在試驗滿足設(shè)計要求情況下才能進入下道工序。

6.5 幕墻施工安全管理措施

幕墻施工中的技術(shù)安全措施應(yīng)由幕墻設(shè)備認真對待，確保幕墻人員能夠在安全防護方面做好工作。同時，幕墻的施工人員也應(yīng)密切關(guān)注文明施工過程，合理劃分施工噪聲的時間，影響建筑物周圍居民的正常生活和工作。施工前，監(jiān)理人員還應(yīng)檢查腳手架、安全網(wǎng)等的裝配質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定情況，指示施工人員盡快改正和加強，并確保幕墻施工具有良好的安全保障。

6.6 把握施工要點

根據(jù)所給圖紙平面弧形部分為橢圓，所以在安裝時對連接工藝高度重視，其中在幕墻外側(cè)有遮陽屏桿件，在該環(huán)節(jié)的施工中，為了實現(xiàn)遮陽的同時，又不完全阻擋視線，所以進行了以下施工：一方面，對遮陽屏桿件進行了質(zhì)量管理，其中不透光板為實心金屬板，透光板為金屬網(wǎng)格板，通接頭、橫向調(diào)節(jié)桿、斜向調(diào)節(jié)桿、安裝底板均由不銹鋼材質(zhì)制成；另一方面，在施工環(huán)節(jié)，橫向調(diào)節(jié)桿和斜向調(diào)節(jié)桿沒有設(shè)置盲孔，并且在三通接頭以及斜向調(diào)節(jié)桿連接處設(shè)置了鎖緊圈，讓三通接頭垂直連接拉桿，之后在拉桿和三通接頭部位連接處安裝了密封墊和彈簧墊圈，最后轉(zhuǎn)接件與安裝底板連接，安裝底板安裝在建筑幕墻主體的型材上。

6.7 進行空間改造時要注意原有功能的匹配

現(xiàn)有建筑的空間轉(zhuǎn)換應(yīng)根據(jù)其原有功能進行調(diào)整。有2種主要的控制方法：第一，增加光源角點。通常有一些現(xiàn)有建筑需要重建。重建時，應(yīng)充分利用現(xiàn)代技術(shù)和材料，適當(dāng)增加照明天花板。建筑的原有結(jié)構(gòu)和空間不變，建筑的美學(xué)也隨之增強，現(xiàn)有建筑的空間利用率大大提高，使現(xiàn)有建筑變得更加經(jīng)濟美觀。第二，現(xiàn)有建筑水平擴大?，F(xiàn)有建筑的水平擴展成本較低，目前這是改造建筑空間的常用方法。建筑幕墻表示建筑的外觀。庫存建筑幕墻改造時，應(yīng)注意把握建筑幕墻的外輪廓，控制可控工程領(lǐng)域的改造工作。

7 結(jié)束語

概括地說，現(xiàn)有建筑幕墻的城市改造和重建是不可分割的系統(tǒng)工程，涉及材料修復(fù)、隱蔽工程和面板安裝等諸多環(huán)節(jié)。必須深入了解幕墻的設(shè)計原則、材料性能、施工技術(shù)等關(guān)鍵要點，嚴格控制每一個安裝過程，進一步提高設(shè)計師的質(zhì)量意識，有效確保建筑施工項目的安全性、適用性和美學(xué)，展現(xiàn)富裕城市獨特的建筑特色。