李志盛

(中鐵二十三局集團(tuán)第一工程有限公司 山東 日照 276800)

建筑項(xiàng)目外立面是效果和功能的重要實(shí)現(xiàn)部位,建國(guó)初期的建筑工程項(xiàng)目外立面大多為普通的建筑墻體+保溫+粉飾涂料,無(wú)法滿足不斷發(fā)展的各種異形建筑形體工程項(xiàng)目。

建筑外立面在20世紀(jì)80年代末衍生并發(fā)展了幕墻技術(shù)。歷經(jīng)30余年,建筑幕墻的類(lèi)別和形式有了快速的發(fā)展,技術(shù)工藝也不斷在發(fā)展和創(chuàng)新中。目前的建筑外幕墻按材料外觀和形式大體分為玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻、陶板幕墻等,其中玻璃幕墻和金屬板幕墻因其外觀整潔、材料表面的細(xì)膩質(zhì)感仍然在建筑外幕墻中占據(jù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。玻璃和金屬板是建筑師對(duì)建筑外觀效果實(shí)現(xiàn)的主要選擇。

中鐵二十三局集團(tuán)有限公司作為國(guó)內(nèi)大型的建筑施工總承包企業(yè),肩負(fù)著央企的責(zé)任和擔(dān)當(dāng),實(shí)施并完成了多項(xiàng)異形曲面建筑表皮項(xiàng)目。在生命港綜合基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目工程建設(shè)過(guò)程中,中鐵二十三局項(xiàng)目部技術(shù)團(tuán)隊(duì)積極的理解并拓展建筑設(shè)計(jì)理念,在實(shí)施過(guò)程中優(yōu)化并提升建筑外立面的材料選型和技術(shù)構(gòu)造工藝。用全新的系統(tǒng)構(gòu)造理念來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑外幕墻的效果,如圖1所示。

圖1 CRO 大樓立面效果圖

1 曲面金屬屋面

生命港綜合基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目由1#～5#小型研發(fā)樓和6#CRO 平臺(tái)大樓組成。項(xiàng)目最具特色的是6棟建筑單體屋頂為連續(xù)的金屬屋蓋,中間部位上表皮為類(lèi)光伏藍(lán)色的金屬板,下表皮為木色的金屬格柵,四周為連續(xù)的白色異形圓弧金屬板造型,賦予了整個(gè)建筑統(tǒng)一鮮明的第五立面造型效果。頂視效果為木色的金屬格柵,由3 mm 木色氟碳噴涂的金屬板折彎加工而成,每條格柵寬度400 mm,間隙150 mm,通過(guò)兩側(cè)100 mm 折邊與側(cè)邊的氟碳噴涂鋼檁條固定,現(xiàn)場(chǎng)操作工人在屋頂鋼結(jié)構(gòu)架內(nèi)作業(yè),進(jìn)行固定不銹鋼螺釘工作,斜向固定方式保證了安裝工藝的實(shí)施,不用特殊搭設(shè)腳手架或高空升降作業(yè)車(chē),有效減少了施工措施成本(見(jiàn)圖2)。

圖2 木色金屬格柵吊頂 安裝構(gòu)造詳圖

四周連續(xù)的白色圓弧金屬板造型車(chē)間加工彎弧成統(tǒng)一單元模數(shù)的單元產(chǎn)品,現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)械固定的方式與內(nèi)部氟碳噴涂屋面鋼檁條固定。四個(gè)角部在延續(xù)端面弧形后進(jìn)行平面曲線延伸,為雙曲弧形板造型。采用BIM 技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)三維放樣,車(chē)間雕刻加工雙曲弧形金屬板,完美的實(shí)現(xiàn)了屋面曲面金屬板造型效果(見(jiàn)圖3)。

圖3 雙曲弧形金屬板三維放樣圖

2 連廊折型金屬板

生命港綜合基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目在二層設(shè)置連廊通道連接1#～5#小型研發(fā)樓和6#CRO 平臺(tái)大樓。連廊兩側(cè)設(shè)置白色折型金屬板裝飾,形成有韻律的統(tǒng)一曲折的金屬齒形效果。由于二層連廊部分與單體建筑相鄰,為混凝土梁板結(jié)構(gòu),單體建筑之間的連廊設(shè)置為單獨(dú)的鋼結(jié)構(gòu)支撐體系。根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的特性,分別設(shè)置不同的折型金屬板構(gòu)造形式。并在連廊轉(zhuǎn)角處進(jìn)行弧形轉(zhuǎn)接,轉(zhuǎn)角的折型金屬板車(chē)間預(yù)彎弧。連廊側(cè)邊為玻璃欄桿,玻璃欄桿與折型金屬板在玻璃底部鋼槽處進(jìn)行嵌縫連接。由于轉(zhuǎn)角處的弧形折型金屬板上下邊需要連續(xù)轉(zhuǎn)接,采用三維放樣定位的方式進(jìn)行精準(zhǔn)尺寸控制。并在車(chē)間按實(shí)際尺寸進(jìn)行模板樣板的制作,保證最終二層連廊折型金屬板連續(xù)的造型效果(見(jiàn)圖4)。

圖4 二層連廊金屬板三維放樣圖

3 豎向金屬格柵

CRO 平臺(tái)大樓立面設(shè)置豎向造型金屬格柵,原設(shè)計(jì)施工圖金屬格柵由擠出型鋁型材拼造而成?；诮Y(jié)構(gòu)安全的考慮和施工的便捷性。對(duì)其構(gòu)造方式進(jìn)行了優(yōu)化處理?？紤]鋁型材截面尺寸受限于擠出設(shè)備的規(guī)格限制,金屬格柵設(shè)計(jì)為三段鋁型材拼接而成。為了有效的保證金屬格柵的連接安全性,內(nèi)部設(shè)置兩段工字鋁插芯,通過(guò)鋁型材插接的方式防止格柵在承受側(cè)向風(fēng)荷載的工況下出現(xiàn)脫落狀態(tài)。

氟碳噴涂連接鋼板直接插入內(nèi)部,與金屬格柵型材采用不銹鋼螺栓連接。在標(biāo)準(zhǔn)位置,車(chē)間采用內(nèi)部銑切方孔的工藝,現(xiàn)場(chǎng)連接螺栓可以從內(nèi)部斜向插入并進(jìn)行預(yù)緊連接,然后扣接外部鋁合金型材,最后采用工字鋁從端部插入,端部封板固定。保證了連接結(jié)構(gòu)性安全。

基于部分金屬格柵位置在消防救援窗的位置,此部分金屬格柵的螺栓連接方式采用側(cè)向鉆安裝孔的方式,并進(jìn)行位置標(biāo)識(shí),保證了在消防救援的狀態(tài)下,可以快速有效的拆除金屬格柵,破窗進(jìn)入內(nèi)部進(jìn)行救援工作(見(jiàn)圖5)。

圖5 金屬格柵構(gòu)造詳圖

4 層間造型雨篷

CRO 平臺(tái)大樓二層起始有連續(xù)的層間造型雨篷,作為立面造型的重要組成部分。造型雨篷采用白色氟碳噴涂金屬鋁單板,端部采用弧形處理方式。金屬鋁單板與內(nèi)部的熱鍍鋅鋼型材連接,因?yàn)樵煨陀昱竦姆指艨p與立面金屬鋁板幕墻縫隙對(duì)應(yīng),造成了雨篷鋼型材與立面金屬鋁板內(nèi)部的鋼型材發(fā)生碰撞現(xiàn)象。

為了保證整體立面效果,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工工法研究,提出了相應(yīng)的解決措施。金屬雨篷內(nèi)部鋼型材進(jìn)行錯(cuò)縫式與主體結(jié)構(gòu)固定,避開(kāi)立面金屬鋁板幕墻的鋼型材位置。在金屬雨篷裝飾面板分縫位置進(jìn)行熱鍍鋅角鋼型材的轉(zhuǎn)接處理。這樣既保證了金屬雨篷連接的結(jié)構(gòu)安全性,又維持了原來(lái)的立面效果,保證統(tǒng)一的立面對(duì)縫關(guān)系。在局部二層和三層的位置,進(jìn)行層間的金屬雨篷弧形對(duì)接,形成連續(xù)統(tǒng)一的雨篷裝飾帶。1～5樓的層間造型雨篷同6#CRO 平臺(tái)大樓,樓宇之間的雨篷也進(jìn)行了有效連續(xù)的銜接,建筑單體之間存在溫度變形和沉降位移差工況,為了適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)單體間的結(jié)構(gòu)變形,在樓宇之間的金屬雨篷內(nèi)部鋼型材采用一端鉸接,一端滑動(dòng)鉸接的處理方式。保證了在上述工況狀態(tài)下,金屬雨篷內(nèi)部鋼型材能夠釋放位移,避免變形狀態(tài)下局部連接部位集中應(yīng)力的出現(xiàn),保證了樓宇之間金屬雨篷的結(jié)構(gòu)安全性能(見(jiàn)圖6)。

5 玻璃幕墻豎向裝飾造型

CRO 平臺(tái)大樓東南角和西北角區(qū)域?yàn)樨Q明橫隱式玻璃幕墻系統(tǒng),為了凸顯立面豎向線條的效果。玻璃幕墻外扣蓋采用了大截面裝飾型材。

幕墻立柱與橫梁采用螺栓+螺釘組合的連接方式,玻璃壓板與幕墻立柱采用螺栓連接,外裝飾扣蓋與玻璃壓板之間采用扣接+側(cè)面螺釘固定的方式。有效的保證了連接的結(jié)構(gòu)安全性。密封性能采用兩道密封的方式,外側(cè)采用EPDM 三元乙丙膠條,玻璃內(nèi)側(cè)采用硅酮密封膠的方式進(jìn)行全封閉的有效密封,如圖7所示。

圖7 玻璃幕墻豎向裝飾造型

6 頂部玻璃采光頂

CRO 平臺(tái)大樓玻璃幕墻上側(cè)設(shè)置玻璃采光頂系統(tǒng),玻璃采光頂采用8Low-E+12A+6+1.52pvb+6 mm 中空半鋼化夾層玻璃,并在底部設(shè)置 6不銹鋼鋼絲繩間距為300mm,有效的防止玻璃破碎后墜落傷人。采光頂玻璃采用硅酮結(jié)構(gòu)膠粘接鋁合金附框的方式,附框與采光頂?shù)撞夸撔筒穆葆斶B接。采光頂玻璃之間采用硅酮耐候密封膠進(jìn)行防水處理,并在底部設(shè)置通長(zhǎng)的U型鋁合金水槽,防止因局部漏水后,可有效的將水導(dǎo)入到邊部的不銹鋼水槽中。密封防水+有效的導(dǎo)水措施保證了采光頂?shù)拿芊庑阅?見(jiàn)圖8)。由于采光頂排水坡度的需求,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行三維定位放樣,并進(jìn)行BIM 三維仿真模擬采光頂坡度坐標(biāo),準(zhǔn)確的定位參數(shù)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的安裝(見(jiàn)圖9)。

圖8 玻璃采光頂詳圖構(gòu)造

圖9 玻璃采光頂坡度坐標(biāo)參數(shù)

7 結(jié)語(yǔ)

建筑外幕墻是建筑表皮的最終實(shí)現(xiàn),幕墻構(gòu)造的優(yōu)化和現(xiàn)場(chǎng)工藝措施的解決最終目的是實(shí)現(xiàn)建筑外觀并保證其性能要求。生命港綜合基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目工程在建筑幕墻項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中,對(duì)原有的設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)細(xì)節(jié)的剖析和現(xiàn)場(chǎng)施工措施的制定,滿足了項(xiàng)目曲面造型立面的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全、性能構(gòu)造的優(yōu)化,并最終完美的實(shí)現(xiàn)了建筑項(xiàng)目的外觀效果。生產(chǎn)和安裝及項(xiàng)目進(jìn)度、成本、質(zhì)量的高度協(xié)同統(tǒng)一源于對(duì)建筑技術(shù)的不斷探索和研究。