摘要:幕墙行业经过多年的发展,越来越多的工程中用到单元体幕墙和全玻幕墙,其技术已经越来越成熟化,设计方案越来越多样化,施工安装也越来越规范化。本文将对华联全景天地项目单元体幕墙系统、全玻幕墙系统及功能性幕墙系统的设计进行分析与归纳,以供参考。
关键词:单元体幕墙;全玻幕墙;幕墙设计;
1 前言:
经过这些年来飞速的发展我国日益强大,科学技术的成为推动发展的重要支柱,产业变革与科技革命也紧随着科学技术发展而蓬勃兴起。建筑设计乘着这股东风向前迈进了一大步,更先进更合理的设计理念被融入其中,设计方案也在不断的创新,使建筑物的外观效果更佳新颖。幕墙作为现代建筑中不可缺少的部分,其安全性、协调性和美观性直接影响着建筑物的整体形象。经过30多年的发展和积累,我国的幕墙行业已经走在世界前列,并且理念在不断的创新,设计方案也一直在完善,施工工艺也得到了长足的发展。
2 工程概况
华联全景天地项目位于杭州钱江新城核心区D3/4地块,全景天地项目由万豪酒店和全景天地公馆两栋塔楼及一栋裙楼组成的综合型建筑体,1号楼为万豪酒店,其主体层高为3.5米,建筑高度约为82米,2号楼为全景天地公馆,此楼集办公与公寓为一体,主体层高为3.6米,建筑高度约为81米,本项目幕墙总面积约43000平方米。两栋主楼整体造型像打开的书本,主楼幕墙为Z字形折线单元体幕墙,单元体采用铝合金型材作为横梁立柱,在室内可视位置型材表面为粉末喷涂,在室外可视位置型材表面为氟碳喷涂。部分单元体在折线位置有100mm宽的开启扇。
裙房幕墙系统较多,有石材幕墙、阳极氧化铝板幕墙、全明框玻璃幕墙、全隐框幕墙及全玻幕墙等。其中全明框玻璃幕墙竖向装饰条为变截面线条,横向分格为1500mm,且相邻两道横向分格相互错开,立柱为铝包钢形式,即铝合金立柱墙体内套入通长钢插芯,铝合金型材与钢插芯采用机制螺钉连接,确保钢铝同时受力;外侧为变截面竖向线条,每个线条前端的高点与左右相邻线条的低点齐平,每个线条前端的低点与左右相邻线条的高点齐平。裙房主入口处有一个宽为33米,挑出幕墙面7.5米的大雨棚,雨棚上端有100*5的圆钢管拉杆;雨棚侧面为变截面,内侧上下面包2mm不锈钢板,外侧为10TP+1.52PVB+10TP彩釉钢化夹胶玻璃并有2mm不锈钢板包边。
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华联全景天地实景图
3 幕墙施工设计
?3.1 单元式幕墙设计
随着幕墙行业迅猛的发展,对幕墙的性能要求越来越高,众所周知单元式幕墙是在加工厂内将成品面板、加工好的各种型材以及各类辅材进行组装,组装为一个整体板块,将板块运送到工地后吊装上墙,所以单元式幕墙质量更易控制误差,单元体幕墙加工精度更加精准;现场施工更加简单、快捷、方便管理;更加容易实现较高幕墙性能的要求。经过了这些年见的发展,出现了各种形式的单元式幕墙。
本项目两栋主楼均为Z字形折线单元式幕墙,想要实现这种比较新颖的单元板块造型,需要由单元板块的横梁折成Z字形,这样就需要3段横梁拼接而成。这样本工程幕墙设计中最大的问题也就随之而来,由于横梁是由3段拼接而成,那么横梁的受力问题和单元体的整体防水问题随之而来。首先我们考虑用铝焊的方式将横梁连接在一起,焊接后将焊缝打磨平整再进行喷涂遮盖焊缝。但是在咨询过专业铝合金焊接厂家后得知,铝合金型材焊接后受剪力时焊缝容易断裂,较普通钢材焊缝力学性能相差比较多,然而本项目单元体板块较大,板块较重经过受力分析计算后,铝焊焊缝无法满足受力要求,因此只能更换方案。最终经过多方面的考量和商讨后,决定根据横梁腔体尺寸及横梁拼接角度定做镀锌钢插芯,将镀锌钢插芯插入横梁后横梁拼接,再使用螺栓将横梁与镀锌钢插芯连接在一起,并且在横梁拼缝位置安装模压防水胶皮,再在胶条四周打硅酮耐候密封胶进行防水处理。
横梁及模压防水胶皮拼接方案
由于一樘标准的Z字形折线单元体需要由三根立柱,公立柱、母立柱以及转角中立柱组成。单元体为单支点,每个挂件使用两组M12*50不锈钢螺栓组固定在公母立柱上。由于造型原因转角中立柱无法以横梁固定,需要从公立柱上挑出10mm厚镀锌钢件与转角中立柱连接。
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?3.2 全玻幕墙设计
建筑师为了使裙楼部分更加通透、外观更加美观,全玻幕墙在裙楼中占了很大一部分, 15mm厚超白钢化玻璃为全玻幕墙面板,酒店位置玻璃最大分格尺寸为1500mm×4950mm;公寓位置玻璃最大分格尺寸为1600mm×4950mm。由于本工程全玻幕墙部分主体结构挑空,在三层挑空位置肋板需要达到13m,即使在二层挑空位置肋板也需要达到8.5m,所以经过受力计算后肋板采用25mm厚氟碳喷涂钢板,钢肋板上端吊挂在幕墙钢结构上,下端开长圆孔通过螺栓连接在钢转接件上,为了使全玻幕墙结构更加稳定,肋板之间在水平方向上有50×5mm圆钢管做横向支撑,圆管间距不大于2500mm;肋板在跨过二层挑空位置采用340mm宽的钢板,在跨过三层挑空位置采用600mm宽的钢板。在玻璃板块的十字分缝处,用钢销把不锈钢转接件固定在25mm厚钢肋板上,玻璃面板则卡在不锈钢转接件的槽口中。
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?3.3 幕墙建筑节能设计
本项目为了响应国家节能倡议,更好的达到节能减污的效果,幕墙从设计选材等方面进行了考虑:两栋主楼单元体幕墙玻璃配置为8HS(半钢化)+1.52PVB+8HS(半钢化Low-E)+12A+8TP(钢化) 中空夹胶玻璃,根据玻璃厂家提供的玻璃参数的中K值为1.75W/(m2.k),遮阳系数为 0.38。经计算后得出单元式幕墙整体K值为1.88 W/(m2.k),幕墙热工性能达到6级标准2>K≥1.5;幕墙整体的遮阳系数为0.248,遮阳系数等级达到7级标准0.3≥SC>0.2。本项目设计之初就确立了低噪音幕墙的目标,对外部玻璃幕墙可以起到一定的隔音的作用,减少外部杂音对室内的影响,而对于幕墙本身,在任何两种材料接触的位置,我们都设计增加了防噪音垫片,在幕墙与主体结构和主体隔墙之间,采用了100mm厚吸音岩棉,并且内装单位也会做隔音装饰板处理。
?3.4 幕墙防雷性能设计
根据要求本项目幕墙为二类防雷,幕墙设计时查找了《建筑物防雷设计规范》
GB 50057-2010等规范中二类防雷要求。本工程防雷设计分为幕墙防直击雷体系和幕墙防侧击雷体系。幕墙防雷直击体系:因主体建筑顶部及女儿墙部位设置有防雷带和接闪器防直击雷措施,所以屋面女儿墙压顶铝板及金属装饰材料要与主体防雷带或防雷网格进行有效的连通,屋顶每块压顶铝板与避雷带可靠连接不得少于两处。幕墙防雷侧击体系:在两栋主楼17米(4层)以上位置,每7.2m(两层)布置一圈直径为12mm的圆钢作为均压环,幕墙防雷的水平网格线以每两层建筑标高来划分(每两层最大高度7.2m<10m);在建筑主体上以立面轴线处为幕墙防雷的竖向网格线(相邻轴线间的最大距离8m<10m),从而形成不大于10m*10m的防雷网格。铝合金立柱通过柔性铜导线与均压环连接,柔性铜导线一端用自攻钉拧紧在铝合金立柱上,一端拧紧在40*4的扁钢上,扁钢与直径为12mm均压环相焊接,扁钢与均压环间的焊接长度大于100mm,焊高不应小于4mm,均压环与扁钢外露部分需要刷两道防锈漆。均压环与主体结构防雷体系采用焊接联通,两者的焊接长度大于100mm,焊高不应小于6mm,外露部分也需要刷两道防锈漆。此外,在安装幕墙防雷构件前应对铜导线、扁钢及均压环进行除锈和防氧化处理。
?3.5 幕墙防火性能设计
随着现代建筑越建越高,建筑防火是现代建筑重点关注事项。本建筑为一类
高层建筑,耐火等级为一级。由于本项目层间主体结构墙体高度未达到0.8m,所以在主体层间结构上下端采用1.5mm厚镀锌钢板,在每块镀锌钢板相互拼接位置和镀锌钢板与结构交接位置使用防火胶封堵间隙,在镀锌钢板与幕墙之间填充100厚防火岩棉,使建筑每层不燃烧墙体高度发达与800mm,确保幕墙防火体系的耐火极限不低于1.5小时,以满足规范要求。
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幕墙防火节点
4 结束语:
随着现代建筑的发展,因折线形单元体幕墙和全玻幕墙有着良好的美观性和经济性受到更多建筑师的喜爱,也越来越多的被应用到建筑中,但其自身的设计难度也是随着其美观性和经济性成正比的增加。在幕墙的设计过程中通过优化局部构造,使建筑外观得到更好的体现,也使得幕墙施工难度有一定的降低,从而使建筑的幕墙设计水平达到了较高的水准。随着幕墙设计不断的优化和发展,幕墙的质量和品质也越来越高,精品幕墙时代也即将到来。
参考文献
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[3] 郭丽娜. 对异形建筑玻璃幕墙设计与施工技术分析 [J].居业,2018(05).