程小波
东升（浙江）幕墙装饰工程有限公司
摘要：建筑幕墙主要用于建筑的外立面，给人以强烈的视觉冲击。同时，建筑幕墙还具有采光、节能、防风的功能。好的幕墙作品能将幕墙与建筑融为一体，表现出现代的设计风格和更多的设计个性，因此受到现代客户的广泛青睐。然而，幕墙设计与建筑设计之间还存在着很大的差异，在实践中很难实现无缝衔接。有时设计单位过分追求经济效益，对质量控制不严。另外，建筑结构本身比较复杂，使用要求也比较高，需要交叉协调的专业也比较多。幕墙专业受主体工程各专业的影响很大，因此在幕墙设计中会暴露出许多问题，极大地影响了幕墙设计的质量，也对工程的安全和进度产生了不利的影响。有时会发生重大安全事故，造成严重的经济损失。因此，有必要根据工程经验优化设计方案，深化幕墙设计的细节。
关键词：建筑幕墙工程；深化设计；施工技术
1 工程概况
某商业建筑工程总建筑面积为154678.13㎡, 地上部分由南、北两栋塔楼和4-7层的连体裙楼组成, 三层地下室。该建筑绝大部分外立面采用组合式幕墙设计, 石材幕墙总面积为20975㎡, 玻璃幕墙总面积为23002㎡, 铝板幕墙总面积为5215㎡。南、北塔楼外墙大部采用竖向石材装饰柱、层间1100mm高铝板水平带, 其余为玻璃幕墙等三种幕墙形式;裙楼部分采用竖向石材装饰柱、玻璃幕墙等两种幕墙形式。石材装饰柱采用25mm厚花岗岩干挂饰面, 均自首层至顶, 宽400-800mm, 凸出整面玻璃面350-600mm, 柱间中心距1500-2000mm。水平铝板带采用2.5mm厚铝单板饰面, 每层均周圈环绕, 带高1100mm, 对外设计成“凹”形, 顶部标高对齐各层楼面标高以上100mm。石材装饰柱间和铝单板带间大部分为6LOW-E+12A+6双层钢化中空玻璃幕墙, 裙楼局部采用8LOW-E+12A+8双层钢化中空玻璃, 玻璃最大规格为1400×2200mm, 重约98kg, 所有幕墙玻璃外表面距外墙面250mm。南栋塔楼钢筋砼女儿墙顶标高93.8m, 幕墙顶标高95m;北栋塔楼钢筋砼女儿墙顶标高100.7m, 幕墙顶标高101.9m;裙楼部分最高处钢筋砼女儿墙顶标高35.3m, 幕墙顶标高为35.5m。该项目采用单元式幕墙设计, 通过在主体框架上设置大量的后置钢板埋件传力, 塔楼部分主龙骨采用70×120方铝, 裙楼部分采用60×120镀锌方钢管, 水平横梁均采用60×80方铝和镀锌方钢管。组合幕墙通过使用不同的建筑材料, 采用多种幕墙表现形式, 增强了建筑外表面的层次感和立体感, 让建筑语言更加生动起来, 但同时也给幕墙工程的设计和施工带来了新的挑战。
2 幕墙工程在结构受力方面的深化
2.1 后置埋件钢板的焊接问题处理
在大多数情况下，幕墙工程设计是在主体结构完成后才考虑的。因此，采用化学螺栓加固预埋件，将荷载传递到建筑物主体上。预埋钢板预埋件的设计和施工质量至关重要。由于预埋钢板的焊接会削弱化学螺栓的承载能力，设计中应尽量采用组合埋件，并将受力钢板和转接头的作用结合起来。预埋件施工时不进行焊接作业；或在设计中采用小型、轻型转接头与预埋钢板焊接，明确预埋件、转接头在车间或地板上焊接后，方可现场安装化学螺栓；二是将预埋件与主龙骨的连接设计成螺栓连接。避免了焊接对化学螺栓的弱化作用，保证了后浇钢板的承载能力。
2.2大面积外墙局部突出部位预埋件处理
在本例中，在塔形山墙的多个部分设计了假窗。在某些地区，混凝土墙在主体施工期间加厚，使表面从周围整体外墙凸出150 mm。幕墙设计时，幕墙玻璃面在同一平面内，但范围内距墙仅100mm，直接造成该区域内预埋件、接合器、悬臂方钢连接空间不足，完全不可能按原设计施工。一般有两种处理方法：一是增加该区域玻璃面与外墙的距离，使其具有原设计的空间距离；第二，将表面整体移出，继续保持建筑幕墙原有的设计风格。但这不是最好的方案，第一种方法是加宽部分，部分突出整个外墙，丑陋的外立面，所以是不可取的；第二种方法增加了其他所有区域的宽度，增加了材料的用量，增加了玻璃幕墙的悬臂长度，这不仅浪费了材料，增加了施工成本，而且不利于结构受力，反而增加了安全风险。这种方法不可取。最好的方法是在该区域设计新的预埋件。不必使用钢板。特殊的预埋件直接与主龙骨连接，既节省了中悬臂方钢和接合器，节约了成本，又有利于结构受力。
2.3 跨变形缝处的埋件处理
很多幕墙工程设计中没有针对变形缝处的节点处理详图, 等到施工时才发现问题:a、后置埋件的位置对应于主龙骨的位置不能居中, b、对应于主龙骨位置埋件钢板跨越了变形缝, 钢板无法准确安装, 也不利于传力。深化处理的办法是将后置埋件固定安装在变形缝的一侧, 通过转接件连接一段水平方钢跨越变形缝, 如果方钢管太长, 其端部可设置一个简易埋件, 通过转接件与水平方钢管相连接, 端部转接件设置成可左右滑移的结构。
3幕墙设计与其他专业设计进行协调深化
3.1 与保温设计协调
根据建筑的保温结构，建筑外墙上的中空玻璃幕墙需要进行节能计算，以保证建筑的保温。与墙体相比，无需采取保温措施。然而，一些石材幕墙与单板幕墙的组合不能满足节能的需要，往往幕墙设计与保温设计不能协调。更合理的设计方法是根据当前实际情况采取有效措施，督促设计单位改变原有的保温形式。玻璃幕墙设计为外墙外保温。同时，相关节点设计与幕墙设计单元相衔接。工程图纸完成后，施工单位负责节能施工。
3.2暖通设计协调
由于建筑暖通工程的完善，在今后的日常运行中，许多室内的排风和新风通道都会穿过建筑外墙，这也与建筑幕墙有关。因此，有必要对暖通空调设计进行协调。幕墙的选择需要与外立面的风格保持一致，风格的大小既能满足通风和排风的需要，又需要与龙骨网相适应。二是要深化烟囱通风排风，做好过滤防虫设计。同时，要特别注意保温节点的处理，进一步协调好暖通专业的深化设计，制定好两类专业设计的预案，实现暖通设计与建筑幕墙设计的协调发展。
3.3给排水设计协调
在建筑幕墙设计中，能与其排水设计相协调的给排水设计很少。建筑幕墙的设计主要有以下连接处理要点。必须根据外墙落水管的位置和尺寸，有效地增加玻璃幕墙与墙面的距离，使外墙上的水管有足够的空间。
3.4与弱电系统的协调设计
目前，建筑立面的照明装饰已成为一种越来越普遍的设计方法，因此也需要对建筑幕墙进行照明设计。在照明设计中，必须注意与弱电专业的协调。在幕墙的照明布置、固定、布线过程中，要提前安排时间，在材料加工前，充分考虑照明需要，使弱电系统的电流安装一次性完成。对于弱电系统，详细的安装设计主要包括确定灯具和灯带在幕墙上的位置；灯具永久固定，幕墙可靠连接等。
3.5与建筑外门窗以及雨棚的协调处理
在建筑工程具有大量的门窗或者是雨棚, 这些构件都与外立面的幕墙产生关联, 需要在关联的部位要做好美化的处理, 这样才能够保障建筑外墙的美观程度, 同时也有利于建筑工程风格的一致性。需要对于建筑幕墙进行深化的内容有, 除了相关位置需要保证其功能效果之外, 还需要照顾整体的外观风格, 目前的风格要保持一致。
4 幕墙工程施工质量控制要点
4.1 测量放线
1) 平面控制应先从整体出发, 遵循先整体、后局部、高精度控制低精度的原则, 标高控制按整体考虑、局部微调的原则, 保持整个幕墙的统一性、适应性。
2) 由于实际主体结构会因施工偏差、层间位移、沉降等因素造成建筑物的实际尺寸与设计尺寸不完全相符, 因此在幕墙工程制作安装前需对建筑物进行整体测量, 以掌握建筑物结构尺寸的偏差值。
3) 幕墙的坐标、轴线应尽量与原建筑的坐标、轴线相吻合, 实际偏差应及时调整消化, 不得积累。
4.2 后置埋件施工
1) 化学锚栓在连接钢板之前应按设计或规范要求进行拉拔试验, 试验合格后进入下一道工序。
2) 锚栓施工严格按要求进行, 一要控制孔深, 二是要除净孔内的粉灰, 三是化学药剂固化后方可受力承载, 特别要注意的是, 打孔一定要避开混凝土中的主筋, 以防削减主体结构的强度。
4.3 主次龙骨安装
1) 主龙骨立柱由下至上逐层安装, 带芯套的一端在上, 上下立柱间保留15 mm的伸缩缝。
2) 次龙骨横梁安装时水平拉线, 保证横料的直线度符合规范要求, 横梁上下表面与立柱正面应成直角。
3) 横料与立柱的两端连接处按图纸要求预留间隙尺寸, 安装完后打耐候密封胶密封。
4.4 防腐处理
1) 铝合金型材与砂浆或混凝土接触时表面会被腐蚀, 应在其表面涂刷沥青涂漆加以保护。铝合金与钢材、镀锌钢等接触的, 加设绝缘垫板隔离, 以防产生电位差腐蚀。
2) 型钢立柱、横梁、后置埋件等所有钢配件均应进行热镀锌防腐处理, 镀锌涂层厚度不低于85μm或设计要求。
4.5 层间防火封修及保温处理
1) 防火节点构造必须符合设计要求, 防火材料的品种、防火等级必须符合规范和设计的规定。
2) 保温材料与金属应保持30 mm以上的距离, 金属板可与保温材料结合在一起, 确保结构外表面有50 mm以上的空气层。
4.6 幕墙面板安装
1) 幕墙面板安装过程中拉线控制相邻面板的平整度和板缝的水平、垂直度, 用木板模块控制板缝宽度, 安装一块检查一块。
2) 幕墙玻璃块应先全部就位, 临时固定, 然后拉线调整。
3) 安装过程中如缝宽有误差, 应均分在每一条板缝中, 防止累积在某一条板缝或某一块面材上。
4) 安装过程中, 应特别注意堆放和搬运的安全, 保护好幕墙面材的表面质量, 如有划伤和损坏应及时更换。
5) 所有幕墙面板安装完后拆除脚手架时要特别注意成品保护, 小心施工, 防止损坏幕墙面板成品。
4.7 注胶
1) 注胶不宜在低于5℃的条件下进行, 必须严格按产品说明书要求施工, 严禁在风雨天进行注胶, 防止雨水和风沙浸入胶缝。
2) 注胶时保持密实、饱满、均匀、外观平整、光滑, 注胶后将胶缝表面抹平, 去掉多余的胶。
3)注胶完毕, 等密封胶基本干燥后撕下多余的美纹纸, 必要时用溶剂擦拭被污染的面板。
结束语
立面幕墙工程具有单一性、装饰性、体积大、露天性等特点，使其不可能像门窗那样长期不变。因此，不可能有像门窗这样更成熟、更稳定的技术，能够生产出标准做法和标准零件的细部节点。目前还没有标准图集来丰富建筑幕墙的设计。随着幕墙设计和施工技术的不断发展，新材料、新技术的出现，建筑幕墙产品将变得越来越完善、越来越齐全、越来越美观、越来越节能、越来越环保、越来越人性化的使用和维护。设计的深化工作要不断推陈出新、更新和完善，更多地从用户和维护者的角度去思考和设计。只有这样，我们才能设计出受市场欢迎和认可的产品。
参考文献
[1]现代高层建筑玻璃幕墙施工关键技术研究[J]. 陈传博. 福建建材. 2018(05)
[2]现代高层建筑玻璃幕墙施工技术关键[J]. 陈彰兴. 绿色环保建材. 2017(08)
[3]现代高层建筑玻璃幕墙施工技术关键探析[J]. 吴秀忠. 中国标准化. 2017(16)