超高層幕墻-泛光照明的一體化應(yīng)用

范 挺 白晨波 范良華 殷 濤 田江偉 魏云萍 蔡永勝

中國(guó)建筑第八工程局有限公司西北分公司 陜西 西安 710075

大力發(fā)展裝配式建筑，促進(jìn)新型建筑工業(yè)化，是近年我國(guó)推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化、建筑產(chǎn)業(yè)升級(jí)、打造智能建造產(chǎn)業(yè)體系的一項(xiàng)重要舉措，因此建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)配件工廠生產(chǎn)模塊化，現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化具有極大的發(fā)展前景[1-2]。當(dāng)前超高層建筑外立面形式多樣，如何在保證節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的前提下，實(shí)現(xiàn)幕墻工程與泛光照明模塊化施工的安全性、可靠性、便捷性，特別是如何確保對(duì)節(jié)點(diǎn)工期有要求的項(xiàng)目按時(shí)完工，是一個(gè)值得探究的話題[3-4]。

因此，本文提出將單元式玻璃幕墻與定制化洗墻燈燈具組合的新工藝，通過(guò)幕墻單元標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工等方法，為構(gòu)配件安裝和現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)調(diào)試等提供便利，成功解決了超高層建筑幕墻與泛光照明在實(shí)施中存在的工期壓力、設(shè)計(jì)碰撞、安全隱患等問(wèn)題，有效縮短了施工周期，加快了施工效率，為同類(lèi)工程提供了技術(shù)借鑒。

1 工程概況

陜西國(guó)際體育之窗項(xiàng)目是2021年第十四屆全運(yùn)會(huì)的賽事指揮和新聞媒體中心，項(xiàng)目位于唐延路與科技八路十字路口東南角，共計(jì)3棟塔樓，1#塔樓地上54層，建筑高度241.5 m；2#塔樓地上33層，建筑高度137.7 m；3#塔樓地上21層，建筑高度98.5 m。此外，項(xiàng)目還設(shè)計(jì)有4層圍合式裙房和3層（局部4層）地下室。1#塔樓3—54層幕墻形式為單元式玻璃幕墻，單元式幕墻面積共計(jì)30 600 m2，項(xiàng)目作為第十四屆全運(yùn)會(huì)的配套項(xiàng)目，對(duì)節(jié)點(diǎn)工期有一定的要求。但項(xiàng)目場(chǎng)地狹小，現(xiàn)場(chǎng)除施工道路以外，不具備后期安裝的堆放場(chǎng)地等要求的條件。

2 幕墻-照明一體化工藝原理

單元式玻璃幕墻作為幕墻工程的一種主要形式，系采用標(biāo)準(zhǔn)化骨架材料、玻璃、保溫隔熱材料，在工廠中加工組合成為單元板塊。幕墻-照明一體化單元板塊通過(guò)使用固定螺釘將定制化的洗墻燈具跟原有的單元板塊相結(jié)合，形成新型幕墻-照明體系，確保盡量減少現(xiàn)場(chǎng)施工工序。幕墻-照明一體化單元板塊多采用工廠模板化加工，以提高項(xiàng)目安裝施工效率，保證現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量，縮短施工周期，同時(shí)也是響應(yīng)國(guó)家大力發(fā)展裝配式建筑的政策導(dǎo)向。

3 幕墻-單元板一體化工藝流程

在幕墻與泛光照明深化設(shè)計(jì)過(guò)程中，本項(xiàng)目并未像常規(guī)項(xiàng)目一樣采取各自獨(dú)立設(shè)計(jì)的方法，而是將泛光照明深化設(shè)計(jì)與幕墻深化設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，再根據(jù)幕墻分隔間距、圓弧角部位、幕墻節(jié)點(diǎn)，定制泛光照明洗墻燈的長(zhǎng)度，保證單元式玻璃幕墻與定制化洗墻燈一體化的匹配性。

相較于傳統(tǒng)單元式玻璃幕墻施工過(guò)程中穿插泛光照明施工，本工藝具有以下特點(diǎn)：首先，通過(guò)前期標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)以及碰撞檢查避免后期施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的誤差等問(wèn)題，有效地減少了出現(xiàn)誤差問(wèn)題所耗費(fèi)的人力物力；其次，通過(guò)工廠模塊化生產(chǎn)，流水線作業(yè)，為單元式幕墻-照明一體化成品質(zhì)量奠定了有力的保障，同時(shí)也減少了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地的需求，滿足了項(xiàng)目場(chǎng)地狹小的實(shí)際需求；最后，現(xiàn)場(chǎng)裝配式施工過(guò)程中，利用環(huán)形軌道吊裝技術(shù)，對(duì)1#塔樓幕墻-照明一體化單元板塊吊裝和安裝一次到位，節(jié)省了泛光照明的安裝時(shí)間，對(duì)于1#塔樓施工現(xiàn)場(chǎng)超高層多專(zhuān)業(yè)穿插施工的項(xiàng)目實(shí)際，減少了穿插作業(yè)帶來(lái)的安全隱患，以及高空作業(yè)的安全風(fēng)險(xiǎn)。幕墻-單元板一體化施工工藝流程為：標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)→工廠模塊化加工→單元板塊、定制化燈具組裝→現(xiàn)場(chǎng)裝配化施工→單元板塊的運(yùn)輸、吊裝與調(diào)整。

4 操作要點(diǎn)

4.1 幕墻-照明單元板塊標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)

幕墻單位就建筑藍(lán)圖外立面進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，泛光照明設(shè)計(jì)單位提前介入幕墻深化設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑藍(lán)圖中外立面幕墻分隔，幕墻分隔主要尺寸為1.4 m，有部分為1.3、1.5 m。泛光照明深化單位定制LED洗墻燈燈具的長(zhǎng)度，燈具安裝槽寬、槽高預(yù)留等由泛光照明深化單位提供給幕墻深化單位，并在幕墻單位深化設(shè)計(jì)單元板塊節(jié)點(diǎn)中，確定泛光照明燈具電源線穿墻套管的位置，以及孔徑、防水節(jié)點(diǎn)做法等。

4.2 幕墻-照明單元板塊模塊化加工

待幕墻單位與泛光照明單位均已深化完成后，加工廠根據(jù)深化圖紙進(jìn)行細(xì)化，分解加工任務(wù)，形成單元板塊的幕墻加工圖以及下料單，分別為玻璃原材、鍍鋅板條、硅酮耐候膠、硅酮結(jié)構(gòu)膠、鋁單板原材、厚70 mm的保溫巖棉等主材，以及泡沫棒、不銹鋼螺栓、沉頭自攻螺釘?shù)容o材，加工廠生產(chǎn)單位根據(jù)加工圖以及下料單中的尺寸、規(guī)格等要求進(jìn)行加工、采買(mǎi)。加工完成后粘貼明顯標(biāo)識(shí)，并根據(jù)規(guī)格、種類(lèi)、材質(zhì)等進(jìn)行分類(lèi)堆放。泛光照明加工廠根據(jù)深化圖紙定制符合幕墻尺寸的基板，然后將焊好燈珠的線路板放在基板上，組裝成品，以及加工幕墻裝飾條燈槽上部厚度≥3 mm的高透光透明板，尺寸長(zhǎng)度根據(jù)幕墻分隔相匹配。

4.3 幕墻-照明單元板塊構(gòu)件化組裝

幕墻原材料已加工完成后，進(jìn)行構(gòu)件組件組裝，組件組裝完成后，進(jìn)行單元板塊框架組裝。

上述工序完成后，進(jìn)行板塊組裝。組裝順序?yàn)椋褐锌詹ＡЫM裝安裝→鋁板組件安裝→翻窗邊框組件安裝→中空玻璃組件安裝→玻璃翻窗組件安裝→鋁板安裝→附件安裝→打密封膠→裝飾扣板安裝→洗墻燈安裝→成品檢查。

4.4 幕墻-照明單元板塊現(xiàn)場(chǎng)裝配化吊裝

4.4.1 吊裝準(zhǔn)備

1）單元板塊組裝完成后，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，因項(xiàng)目場(chǎng)地有限，對(duì)于到場(chǎng)的單元板塊進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存，并安排叉車(chē)將單元板塊運(yùn)至吊裝點(diǎn)，板塊上部用鋼絲繩將固定環(huán)與吊鉤固定，板塊下部用捆綁帶與φ16 mm纜風(fēng)繩上的鋼架連接固定，等待吊運(yùn)。

2）環(huán)形軌道架設(shè)。環(huán)形軌道分別架設(shè)于16、26、36、46、54層，采用100 mm×100 mm×5 mm鋼方通作為導(dǎo)軌支臂，前端采用厚8 mm的鋼卡件與T形M16螺栓固定槽式預(yù)埋件進(jìn)行固定，后端采用M16限位螺栓固定在樓承板上，鋼方通后端距錨固位置不小于150 mm，導(dǎo)軌采用200 mm×100 mm×5.5 mm×8 mm的H型鋼與導(dǎo)軌支臂滿焊。軌道支臂端部采用φ16 mm的鋼絲繩上拉固定，φ16 mm的鋼絲繩上端采用KOUD16-花籃螺栓與固定在槽式預(yù)埋件上的加工桿件相連接。電動(dòng)葫蘆固定在H型鋼導(dǎo)軌上，環(huán)形軌道端頭設(shè)置擋板，保證環(huán)形軌道的安全性以及可靠性。

3）炮車(chē)固定架設(shè)。炮車(chē)固定樓層同環(huán)軌加設(shè)樓層，固定平面位置同吊裝點(diǎn)，炮車(chē)采用起重量為3 t的卷?yè)P(yáng)機(jī)，經(jīng)專(zhuān)家論證的施工方案計(jì)算書(shū)中最大吊裝荷載1 t，滿足單元板塊的起重量的需求，為保證起吊過(guò)程中的安全性，起吊鋼絲繩上方設(shè)置限位擋板以及限位器，炮車(chē)后端采用鋼絲繩與主體結(jié)構(gòu)拉結(jié)，且設(shè)置24塊符合計(jì)算書(shū)要求的25 kg標(biāo)準(zhǔn)配重，炮車(chē)兩側(cè)設(shè)置3個(gè)φ30 mm的支撐螺桿，底部設(shè)置8個(gè)具有自鎖裝置的萬(wàn)向輪，保證炮車(chē)整體的穩(wěn)定性。

4.4.2 吊裝運(yùn)輸

吊裝準(zhǔn)備工作一切就緒，由下方指揮人員與上方安裝人員確認(rèn)后，開(kāi)始垂直起吊，現(xiàn)場(chǎng)垂直吊裝低區(qū)可以采用環(huán)形軌道上的卷?yè)P(yáng)機(jī)直接起吊，高區(qū)宜采用炮車(chē)起吊，起吊過(guò)程中炮車(chē)需按照經(jīng)專(zhuān)家論證后的施工方案制作實(shí)施，炮車(chē)起吊單元板塊與環(huán)形軌道附近，需將單元板塊換鉤到環(huán)形軌道的卷?yè)P(yáng)機(jī)上，環(huán)形軌道的卷?yè)P(yáng)機(jī)將單元板塊水平運(yùn)輸至安裝位置。

4.4.3 單元板塊安裝

單元板塊安裝自左向右，從施工人貨電梯處按順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛞来伟惭b，人貨梯、塔吊連接臂處、轉(zhuǎn)角斜面處作為收口處理。待單元板塊運(yùn)至安裝部位，施工人員將預(yù)先組裝在單元板塊上的鋁合金掛耳采用長(zhǎng)50 mm的M10不銹鋼螺栓與鋁合金掛件固定連接，鋁合金掛件已在安裝前采用75 mm的T形M16螺栓固定在主體結(jié)構(gòu)樓承板的槽式預(yù)埋件上。

單元板塊安裝就位后，應(yīng)用水平儀跟蹤檢查水平標(biāo)高，對(duì)板塊標(biāo)高及縫寬進(jìn)行檢查。其中豎縫及墻面垂直度、幕墻平整度、豎縫直線度、橫縫直線度、兩相鄰面板之間接縫高低差、同層單元組件標(biāo)高、相鄰兩組件面板表面高低差、兩組件對(duì)插件接縫搭接長(zhǎng)度、兩組件對(duì)插件距槽底相離等主控項(xiàng)目，均需滿足允許偏差要求，若超過(guò)允許偏差則需進(jìn)行調(diào)整。

待安裝合格就位，標(biāo)高等主控項(xiàng)目檢查無(wú)誤后，清理槽內(nèi)的垃圾，然后進(jìn)行防水壓蓋的安裝，將所有排水孔封堵，并待硅酮密封膠固化后，進(jìn)行排水槽內(nèi)閉水試驗(yàn)。保證安裝質(zhì)量符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

4.5 幕墻-照明單元板塊現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)點(diǎn)亮調(diào)試

幕墻-照明單元板塊吊裝期間，穿插泛光照明室內(nèi)橋架、管道井電纜、配電箱、控制電源、支架吊架等施工，待吊裝完成后，檢查單元板塊穿墻套管是否完好，無(wú)誤后進(jìn)行管內(nèi)穿線，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙選用導(dǎo)線的型號(hào)及顏色，導(dǎo)線連接時(shí)，保證連接方式符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，并進(jìn)行線路檢查及絕緣搖測(cè)。

待上述工藝施工完畢后，泛光照明系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試內(nèi)容主要分為低壓配電箱調(diào)試、控制系統(tǒng)調(diào)試、接地系統(tǒng)測(cè)試、燈具照明系統(tǒng)調(diào)試等。

各單體單系統(tǒng)的調(diào)試內(nèi)容包括電氣元器件的檢查及測(cè)試、一次回路與二次回路的送電測(cè)試。單體單系統(tǒng)調(diào)試結(jié)束之后進(jìn)行工程的總體聯(lián)動(dòng)調(diào)試。

檢查時(shí)采用邏輯性模擬動(dòng)作程序檢查方法，確認(rèn)控制系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)是否良好，各控制系統(tǒng)聯(lián)鎖回路及保護(hù)裝置。經(jīng)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)模擬調(diào)整，動(dòng)態(tài)功能調(diào)整及整機(jī)聯(lián)調(diào)，其電氣保護(hù)性能必須符合設(shè)計(jì)要求。

5 效益對(duì)比分析

5.1 工期效益

經(jīng)以往類(lèi)似工程計(jì)算，若全部采用傳統(tǒng)施工工藝，單層幕墻工程與泛光照明穿插施工，泛光照明單層安裝燈具、系統(tǒng)調(diào)試、橋架安裝等需要2.2 d，使用工人16名。

經(jīng)實(shí)施過(guò)程計(jì)算，采用幕墻-照明一體化施工工藝后，泛光照明單層系統(tǒng)調(diào)試，橋架安裝等需要1 d，使用工人10名，1#塔樓單元式玻璃幕墻共計(jì)節(jié)省工期61.2 d。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

1）泛光照明點(diǎn)亮位于項(xiàng)目工期關(guān)鍵線路，根據(jù)總承包，工期延誤一天罰款1萬(wàn)元，則工期效益約為61.2萬(wàn)元。

2）泛光照明需采用吊籃配合施工，1#塔樓泛光照明吊籃每層共計(jì)需要搭設(shè)45臺(tái)，每臺(tái)吊籃的日租賃費(fèi)用約為60元，則可節(jié)省吊籃租賃費(fèi)用約16.52萬(wàn)元。

3）采用本工藝避免了洗墻燈安裝、倒運(yùn)等共計(jì)節(jié)省人工費(fèi)18.36萬(wàn)元。

經(jīng)分析，采用幕墻-照明一體化單元板塊體系之后比常規(guī)傳統(tǒng)施工工藝節(jié)省約96.08萬(wàn)元，在保證幕墻泛光照明施工質(zhì)量的同時(shí)，順利完成項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)履約。

6 結(jié)語(yǔ)

超高層幕墻-泛光照明單元板塊一體化施工技術(shù)已在陜西國(guó)際體育之窗項(xiàng)目成功應(yīng)用。該工藝立足超高層、大體量、工期緊等復(fù)雜工況下，保證幕墻與泛光照明施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可控，施工安全可靠，工期節(jié)點(diǎn)履約等既定目標(biāo)，并成功實(shí)現(xiàn)1#塔樓外立面與3#塔樓外立面聯(lián)控聯(lián)調(diào)，助力第十四屆全運(yùn)會(huì)順利開(kāi)幕。

本項(xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用，主要在標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、現(xiàn)場(chǎng)裝配化吊裝這3個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹，為以后類(lèi)似工程提供了經(jīng)驗(yàn)借鑒，同時(shí)，超高層幕墻-泛光照明單元板塊一體化的技術(shù)理念可推動(dòng)幕墻-泛光照明行業(yè)在設(shè)計(jì)、工廠加工、現(xiàn)場(chǎng)施工等方面裝配化、集成化的發(fā)展，進(jìn)一步提升幕墻-泛光照明行業(yè)的裝配率。