曹璞，陳菲菲，李帥，劉忠義

（山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013）

0 引言

伴隨著建設(shè)工程以及施工技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和日漸成熟，異形玻璃幕墻工程的施工技術(shù)也在持續(xù)地得到了改進(jìn)和發(fā)展，同時(shí)，玻璃幕墻工程施工技術(shù)的多種方法也在逐步增加[1]。作為一種美觀、復(fù)雜、高科技的建造技術(shù)，玻璃幕墻在我國(guó)得到了廣泛普及與使用[2]。同時(shí)，隨著建筑工程的不斷增加，常規(guī)形式的玻璃窗已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的要求，因此，異型玻璃幕墻也就慢慢地走進(jìn)了大家的視線。

1 異形玻璃幕墻簡(jiǎn)介

在當(dāng)今世界，由于人類(lèi)對(duì)建筑藝術(shù)的要求越來(lái)越高，對(duì)建筑藝術(shù)的要求也越來(lái)越高。外貌美觀、造型復(fù)雜、技術(shù)要求較高，因此可以為人提供一種獨(dú)特的感官體驗(yàn)。因?yàn)橥饬⒚娴男螤畋容^復(fù)雜，所以它的建造技術(shù)也很高。在對(duì)其進(jìn)行安裝和建造時(shí)，應(yīng)特別關(guān)注以下要點(diǎn)：首先，因?yàn)槠渥陨泶嬖谥撤N不均勻，所以無(wú)法采用簡(jiǎn)單的模式進(jìn)行模態(tài)的計(jì)算，也不便于對(duì)其進(jìn)行3D空間的測(cè)量和定位。其次，它的弧形和傾角都有很大的差別，所以它對(duì)框架和其他的空間結(jié)構(gòu)都很不利。最后，因?yàn)楫愋弯撃粔κ且环N具有三個(gè)維度的空間實(shí)體，所以在焊縫成形時(shí)，如果出現(xiàn)了一些扭曲，不僅會(huì)對(duì)其三維坐標(biāo)產(chǎn)生很大的干擾，而且還會(huì)對(duì)其整體的平面形狀產(chǎn)生很大的影響。所以，在進(jìn)行焊接時(shí)，要盡可能地減小應(yīng)力，并對(duì)其進(jìn)行控制，這樣才能確保3D 坐標(biāo)的精度[3]。

2 異形玻璃幕墻工程施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 測(cè)量放線

（1）用3D 透視的方法進(jìn)行測(cè)量。為保證項(xiàng)目的品質(zhì)，并促進(jìn)測(cè)量放線達(dá)到更高的準(zhǔn)確率，必須要在第一時(shí)間，確定一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并利用幕墻公差，設(shè)定適當(dāng)?shù)幕鶞?zhǔn)參考軸線，再經(jīng)過(guò)多次的校驗(yàn)，在確認(rèn)正確后，再設(shè)定基準(zhǔn)輔助軸線，只有如此，才可以提升項(xiàng)目的質(zhì)量[4]。其次，要將測(cè)量中參考點(diǎn)和直線的偏差納入考量，并將起伏地表帶來(lái)的偏差也納入考量范圍。所以，利用全站儀復(fù)查棱柱之間的幾何關(guān)系，并確定各個(gè)點(diǎn)線關(guān)系和各自相應(yīng)的幾何尺寸，從而可以通過(guò)提高點(diǎn)線精度，從而提高了異形玻璃幕墻工程施工的準(zhǔn)確性。

（2）尺寸定位。利用弦高方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)弧段的位置和位置的精確測(cè)量。采用的具體辦法是：利用全站儀求出了幕墻面的左右控制線；在對(duì)幕墻水平方向上的標(biāo)高進(jìn)行控制的時(shí)候，要以整體參考點(diǎn)為依據(jù)，用水準(zhǔn)器將封閉控制線放出一環(huán)，而出入位的控制參考線也要在室內(nèi)用經(jīng)緯儀將其平面控制網(wǎng)放開(kāi)，從而可以確定幕墻的出入位[5]。

2.2 建筑外墻各向同性材料選擇

在建筑施工中，玻璃作為一種很好的裝潢材質(zhì)，是一種必不可少的外形玻璃幕墻。當(dāng)前，用于建筑外墻的各種外形，可選擇的外形有：①具有吸收熱量的外形玻璃。它可以在一定程度上折射和吸收太陽(yáng)的光線，而在它的制造過(guò)程中，則需要在透明的玻璃上加入一種顏料。雖然它的熱阻高于一般的透明玻璃和涂層玻璃，但在二次輻射時(shí)，它會(huì)釋放更多的熱量進(jìn)入房間，從而限制了它的保溫效果。②涂覆了一層能起到反射熱量作用的透鏡式熱反鏡。然而，只有當(dāng)建筑的環(huán)境出現(xiàn)了部分改變時(shí)，該玻璃的使用效果也會(huì)有所改變，而且對(duì)其吸收熱量的需求和對(duì)熱量的聚集作用也會(huì)有所改變。③薄膜式的透光鏡。如果玻璃杯被一層有機(jī)質(zhì)覆蓋，當(dāng)玻璃杯被強(qiáng)力撞擊而破裂時(shí)，它上面的有機(jī)質(zhì)就不會(huì)脫落。

2.3 建筑工藝要領(lǐng)

（1）在立體的條件下進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的位置測(cè)定。首先根據(jù)相關(guān)的資料，利用計(jì)算機(jī)程序建立了整體外立面的立體幾何造型，然后利用全站儀對(duì)點(diǎn)線進(jìn)行了精確的坐標(biāo)測(cè)量。

（2）玻璃幕墻的規(guī)范圓龍骨的設(shè)置。在異型玻璃幕墻的施工中，不規(guī)則形式傾斜面的施工是最困難的，而且，在施工中，傾斜面的施工位置是否正確，將會(huì)對(duì)整體的施工和建筑的周邊造成直接的影響，所以，施工時(shí)一定要注意施工。在進(jìn)行弧面龍骨架設(shè)前，必須對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的分析，而且，在橫向龍骨架設(shè)中，采取“與水平平行，內(nèi)層向下”和“兩個(gè)水平平行，立面自上而下”的方式，也可采取“失高法”的方式，對(duì)其進(jìn)行定位和安裝。

（3）對(duì)焊裝項(xiàng)目進(jìn)行管理。在所有的隱蔽工作中，其中，焊點(diǎn)是最主要的，焊點(diǎn)的各個(gè)部位，其質(zhì)量的好壞，將會(huì)直接關(guān)系到整體建筑的使用安全性。

（4）對(duì)注漿項(xiàng)目進(jìn)行管理。在異形玻璃幕墻完成并通過(guò)檢測(cè)符合設(shè)計(jì)規(guī)范的情況下，對(duì)其進(jìn)行密封，并對(duì)其頂部、底部和邊緣等進(jìn)行修邊。注膠工程是一項(xiàng)預(yù)防玻璃幕墻泄漏氣體和防滲水的關(guān)鍵工程，它與幕墻的外表有著密切的關(guān)系，所以在注膠后，收膠時(shí)，必須平滑。

（5）用玻璃板固定。在進(jìn)行玻璃板塊的裝配時(shí)，要保證其尺寸、規(guī)格和質(zhì)量都要符合幕墻設(shè)計(jì)的需要，還要保證其上的涂膜不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂和污染等現(xiàn)象。在此期間，需要將玻璃板上的灰塵、灰塵等清除掉。應(yīng)根據(jù)異形玻璃幕墻施工設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行裝配，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的立體調(diào)節(jié)，以保證其達(dá)到合格的效果。

（6）玻璃幕墻的保養(yǎng)。在建筑完成了外形的玻璃窗板項(xiàng)目后，要做好養(yǎng)護(hù)工作。首先在建筑外立面的時(shí)候，要把所用到的玻璃原料集中起來(lái)，不要把原料亂堆亂放。其次，在工程建設(shè)時(shí)，將玻璃鋼的原料放在覆蓋著油絨毯和橡膠的臺(tái)面上，以免在建設(shè)時(shí)對(duì)玻璃鋼造成刮痕，如果發(fā)現(xiàn)刮痕，則要用保護(hù)膠帶將之固定住。其次，在運(yùn)送的時(shí)候，要將橡膠墊子和油毛毯放置其中，并且要將其包裹起來(lái)，再運(yùn)送出去的時(shí)候，要將其包裹起來(lái)。最后，還必須有規(guī)律地對(duì)玻璃窗進(jìn)行清潔。

3 工程實(shí)例

3.1 工程概況

萬(wàn)柏林公共文化服務(wù)中心項(xiàng)目，位于太原市萬(wàn)柏林區(qū)南內(nèi)環(huán)西街，本建筑為一類(lèi)高層公共建筑，地下二層為設(shè)備用房及車(chē)庫(kù)，地上六層為檔案館、文化館、圖書(shū)館，建筑高度28m，總建筑面積為30727.19m2，其中地上13605.17m2，地下17122.02m2。玻璃幕墻外觀形式造型復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多變，玻璃尺寸規(guī)格繁多。建筑幕墻設(shè)計(jì)以其具有強(qiáng)大的空間藝術(shù)表現(xiàn)力的特點(diǎn)，進(jìn)而營(yíng)造出富有獨(dú)特個(gè)性風(fēng)格的建筑藝術(shù)空間，并能增強(qiáng)整體建筑幕墻的強(qiáng)烈視覺(jué)沖擊張力感和感染力。萬(wàn)柏林公共文化服務(wù)中心項(xiàng)目效果如圖1 所示。

圖1 萬(wàn)柏林公共文化服務(wù)中心項(xiàng)目效果

3.2 施工重難點(diǎn)分析

該項(xiàng)目的建設(shè)重點(diǎn)是異形組合玻璃幕墻體系立面，其技術(shù)關(guān)鍵有：①立面坡度較大，對(duì)施工工人造成很大的人身傷害。②立面防護(hù)措施。整體式玻璃窗的體積大、重量大、形狀復(fù)雜，難以準(zhǔn)確地確定其位置。③由于建筑物外墻的形狀不規(guī)則，傳統(tǒng)的施工吊車(chē)和材料縱向和橫向運(yùn)輸設(shè)備很難適應(yīng)工程要求。④由于工程技術(shù)的復(fù)雜性和技術(shù)的提高，使得建筑工程的投資費(fèi)用不斷上升。⑤由于幕墻的玻璃窗是一種脆弱的物質(zhì)，一旦出現(xiàn)這種情況，很可能會(huì)造成嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

3.3 主要施工技術(shù)研究及思路

本文以該工程為背景，對(duì)建筑工程中的異型玻璃幕墻施工技術(shù)進(jìn)行深入的探索與探索，圍繞異型高/超高層建筑反型玻璃幕施工技術(shù)這一課題，對(duì)其施工技術(shù)進(jìn)行理論與實(shí)際相結(jié)合的探索與優(yōu)化，對(duì)其垂直運(yùn)輸、反型裝配等技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)與難點(diǎn)的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行深入的研究，結(jié)合傳統(tǒng)施工技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行深入的安全、可靠與高效的施工技術(shù)的探索與研發(fā)，并對(duì)其進(jìn)行安全控制的智能化安全監(jiān)測(cè)與控制體系的研發(fā)，形成一套適合于該工程的工程技術(shù)體系，并將其應(yīng)用于同類(lèi)型工程中進(jìn)行驗(yàn)證與推廣。

（1）針對(duì)不規(guī)則組合幕墻材料的輸送體系。在我國(guó)，豎向交通工具的使用存在諸多問(wèn)題，例如：難以實(shí)現(xiàn)全區(qū)域的高效作業(yè)、提升能力不足、作業(yè)盲區(qū)大、機(jī)械碰撞等，因而，豎向交通工具的選型、布局和安全性等，是制約豎向交通工具發(fā)展的關(guān)鍵。針對(duì)現(xiàn)有豎向輸送技術(shù)，在原有豎向輸送技術(shù)基礎(chǔ)上，引進(jìn)集重量限制報(bào)警、防墜鎖緊和防晃動(dòng)為一身的智能化技術(shù)，研發(fā)一種適合于反傾斜型玻璃鋼豎向輸送的新型豎向輸送技術(shù)，以提升其輸送安全和輸送效率。

（2）將掛籃式掛板應(yīng)用于超大型結(jié)構(gòu)的反傾斜幕墻中。為了要解決這些施工難題，對(duì)（反）坡面部分的施工方法展開(kāi)了論證分析、課題研討，最后得出了各自的差異意見(jiàn)，并從中挑選出了最優(yōu)的方案，并對(duì)其進(jìn)行了再次的優(yōu)化分析，著重從理論力學(xué)的角度，分析了懸掛機(jī)構(gòu)的安全條件，并分析了其是否已經(jīng)超越了危險(xiǎn)的可控制范圍，以及該施工方法的可操作性、可行性，并展開(kāi)了分析。最后，還將組織了一些專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行了論證，從而確定了最后的施工方案。

（3）針對(duì)玻璃幕墻施工中放線精度高、玻璃幕墻安裝難度大、方鋼與固定點(diǎn)的細(xì)部節(jié)點(diǎn)等問(wèn)題，采用激光儀、經(jīng)緯儀或線墜等進(jìn)行精度測(cè)距，通過(guò)軟件建立一個(gè)與實(shí)體比例一致的建筑物，根據(jù)圖例測(cè)出各控制點(diǎn)；經(jīng)過(guò)分公司、項(xiàng)目部與專(zhuān)家共同研究，通過(guò)各項(xiàng)測(cè)試，確定玻璃幕墻施工方案，充分利用BIM 軟件技術(shù)，將方案試驗(yàn)、論證、施工有效結(jié)合，與施工重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題制定一系列技術(shù)措施。通過(guò)應(yīng)用BIM 技術(shù)對(duì)玻璃幕墻方鋼加工、固定節(jié)點(diǎn)進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)，利用動(dòng)漫演示指導(dǎo)實(shí)際施工，使實(shí)際操作更加合理化、快速化，并制定相應(yīng)的技術(shù)措施，做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保施工質(zhì)量，能夠更好的指導(dǎo)類(lèi)似工程施工，同時(shí)也能夠總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)、積累施工經(jīng)驗(yàn)。將BIM 技術(shù)用于建筑外立面的施工中。建筑建模的數(shù)字化已經(jīng)是當(dāng)前建設(shè)領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向，而B(niǎo)IM 技術(shù)則是在一定程度上克服了傳統(tǒng)2D 技術(shù)的缺陷。用3D 建模來(lái)融合各種數(shù)據(jù)信息，使用BIM 來(lái)制定一個(gè)合理有效的施工方案，并進(jìn)行一個(gè)施工仿真，這些都為項(xiàng)目的成功進(jìn)行奠定了基礎(chǔ)，從而可以減少項(xiàng)目建設(shè)中的各類(lèi)問(wèn)題，降低了項(xiàng)目建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)，從而提升了工作效率，加速了項(xiàng)目進(jìn)度，從而達(dá)到了從項(xiàng)目的進(jìn)度、質(zhì)量、成本三大主要因素的精細(xì)化管理。

（4）一種新型的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、可穿戴式的、可拆卸式的、新型的、可移動(dòng)的、柔性的玻璃窗板的智能化破損測(cè)試裝置的研制。由于幕墻的玻璃是一種脆性物質(zhì)，一旦發(fā)生脆性損壞，就很有可能會(huì)造成很大的危險(xiǎn)，而且隨著時(shí)間的推移和環(huán)境的變化，玻璃幕墻也會(huì)逐漸的衰老，因此，在這種情況下，幕墻的安全性就顯得尤為重要。近年來(lái)，由高處落地窗引發(fā)的重大交通事故日趨頻發(fā)，對(duì)其進(jìn)行有效的防護(hù)是一個(gè)迫切需要研究的課題。一直以來(lái)，對(duì)玻璃纖維布的損壞情況，都是依靠手工進(jìn)行的，這種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另外，在高樓層的幕墻結(jié)構(gòu)中，由于高度的特殊性，使得手工檢測(cè)的效果受到很大影響，檢測(cè)人員的人身保護(hù)也很難得到保障。研究一種能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)玻璃幕壁破壞進(jìn)行智能、自動(dòng)監(jiān)測(cè)的裝置，降低由于不能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)玻璃幕壁破壞而造成的落地傷害，對(duì)于提高我國(guó)的建筑工程建設(shè)和施工質(zhì)量具有重要意義。

（5）針對(duì)精確放線困難，利用智能建造BIM 自動(dòng)放樣機(jī)器人技術(shù)，可在BIM 模型中靈活創(chuàng)建放樣點(diǎn)位置，形成帶放樣點(diǎn)的2D 和3D 文件，機(jī)器人可單人操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)追蹤、自動(dòng)鎖定目標(biāo)，極大提高現(xiàn)場(chǎng)放樣的速度和精度，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)紙化作業(yè)。

3.4 運(yùn)用效果

通過(guò)本課題的研究，可為我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展提供一種新的思路和方法，為我國(guó)城市軌道交通系統(tǒng)的快速發(fā)展提供一種新的思路和方法。本項(xiàng)目的成功實(shí)施，對(duì)于節(jié)約人力、提升工程建設(shè)的質(zhì)量、降低工程建設(shè)的安全性、推動(dòng)工程建設(shè)的發(fā)展具有重要意義。對(duì)常規(guī)的玻璃鋼幕墻的建造技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，既能節(jié)省大量的工期、人工費(fèi)用，又能減少工程中的安全性和風(fēng)險(xiǎn)性，從而產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

伴隨著中國(guó)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了許多建筑形式的異型。在注重實(shí)用的同時(shí)，又要突出其獨(dú)有的特征，這就需要對(duì)建筑物的造型進(jìn)行多樣化、多形態(tài)等藝術(shù)性的設(shè)計(jì)。而玻璃幕墻是一種最直觀的表現(xiàn)形式，其發(fā)展前景也是十分廣泛的。這種類(lèi)型的玻璃幕墻，造型獨(dú)特，施工難度大，在高空作業(yè)時(shí)，工藝過(guò)程煩瑣。在這種情況下，普通的玻璃纖維布已經(jīng)不能適應(yīng)這種要求。隨著建筑形態(tài)的不斷變化，幕墻的建造技術(shù)也應(yīng)該隨之變化，并歸納出一系列的具有系統(tǒng)性的異形結(jié)構(gòu)的建造技術(shù)和工法，朝著智能化和集成化的方向發(fā)展是必然趨勢(shì)。