双曲面幕墙设计难点及施工工艺要点探讨

双曲面幕墙设计难点及施工工艺要点探讨

黄雪锋

广东世纪达建设集团有限公司

摘要：本文主要对双曲面幕墙设计难点及施工工艺要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：双曲面幕墙；设计难点；施工工艺要点

一、前言

近年来，随着我国城市化进程的不断推进，建筑业也得到了飞速的发展，各种复杂形式的幕墙在建筑中的应用越来越广泛，双曲面就是其中应用较为广泛的一种。双曲面幕墙工程规模大，施工技术要求高，幕墙的设计制作、施工安装的难度大。基于此，本文主要对双曲面幕墙设计难点及施工工艺要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

二、双曲面幕墙设计技术难点

用双曲面幕墙空间有着比较大的弧度，具有不对等宽度的特点，给人以视觉上较大的冲击力。但是，在增添建筑外观美观性的同时，给施工也增加了难度，这就需要设计人员在设计时具有较高的技术水平，从而实现双曲面幕墙设计的美观性与实用性。在进行双曲面幕墙工程设计时，要掌握设计技术难点，要注重曲面幕墙龙骨及转接件的设计。幕墙龙骨是幕墙的重要支撑体系，应采用钢龙骨，较之铝合金龙骨有良好的可弯曲性能，还有其方便的焊接连接性能，易起到结构连接作用，增加结构的整体性，提高建筑的牢固性。设计人员在设计中借助BIM软件，优化曲线龙骨的形状，使幕墙设计的曲面造型与实现情况相符。掌握设计技术难点，首先要选择具有针对性的模型来进行计算，避免在计算中使材料性能与安装过程时产生较大的误差。对计算模型进行有效的分析，降低调整力与变形间的差异；其次，控制预埋件误差。设计人员要结合曲面造型的的具体情况，提高预埋件的定位精确度。最后，用3D软件二次建模优化曲面幕墙龙骨网形态。为了提高建筑外观的美观性，设计中要保证构件达到规定的弯曲效果，这样在安装双曲面幕墙施工时，可以按照设计要求与步骤进行安装，为提高施工质量提供有力的保障。

三、双曲面幕墙工程施工工艺

（1）施工流程

施工主要工艺流程为：测量放线→埋件安装及校正→三维建模→钢龙骨安装→面板安装→校核调整→验收。

（2）施工工艺

1）测量方法。双曲面幕墙建筑的平面控制网应该采用直角坐标法对其进行测量和放线设置。对于建筑平面中存在的不规则圆弧或自由曲线的施工放线，则应当采用弦线支距法以及极坐标法，龙骨安装前采用高精度全站仪确定主控点主控线，在建筑室内进行测量放线，龙骨施工过程中通过全站仪控制龙骨安装精度。龙骨完成后采用RTK对龙骨网扫描测量，扫描数据导入模型对比龙骨安装精度。

2）埋件安装及校正。在建筑主体结构施工的过程中，预埋件的埋设应该以多轴线进行埋设，考虑曲线龙骨的角度变化，预埋件尺寸应增大，以适应幕墙施工阶段龙骨调节范围，防止安装时，转接件跑出预埋板之外，预埋件的位置偏差应该在10mm以下。双曲面幕墙施工时，在测量放线完毕后，对埋件进行安装校正并在埋件上确定立柱的准确位置，然后检查埋件是否有偏差。埋件的定位精度一般为埋件平面位置偏差10mm，标高偏差10mm。埋件安装的准确性决定了龙骨安装质量，所以埋件安装前期要定位准确。

3）三维建模。要先通过计算机对幕墙各控制点三维拟合放样得出精确的三维坐标，在施工中给出精确位置以指引施工并校核是本工程幕墙外立面造型的保证和精度控制的关键。

4）龙骨的安装。通过前期的设计、结构复核、3D二次建模基本确定了曲面幕墙龙骨构件的数量和造型。材料加工时，除提供平面加工图，还应提供各异形，曲线构件3D模型。设计跟踪材料的整个加工过程，并抽检构件材料。龙骨安装前采用样板先行，对施工工人进行技术交底，样板完成后推广。施工过程中，专业工程师应根据设计的构件布置图，对构件的使用进行监督检查，防止构件错用。在整个曲面幕墙龙骨安装过程中，还应使用全站仪对关键造型龙骨进行安装控制。龙骨完成后，采用设备对龙骨网架进行测量复核，设计师根据复核结果，调整最终3D模型，确定双曲幕墙面板板块的尺寸和造型。

5）双曲面幕墙安装。双曲面幕墙板块应按板块分配图上的板号安装就位，并检查相邻2块板角是否错开，试装检查其水平度、垂直度，相邻2块板的曲面接口要平整顺直，过渡平缓，铝板左右、上下偏差为1.0mm。然后用不锈钢螺栓装配，固定在主副龙骨上，胶缝间隙要符合规范及设计要求铝板与铝板之间的缝隙宽度一般为10～20mm，用硅酮密封胶等弹性材料封堵。打胶前将铝板保护膜边缘撕开，在90°转角边处贴上美纹纸，美纹纸在四角胶缝处应折90°转角，整个板块美纹纸应一次到位，用力抹平，避免美纹纸褶皱。填充泡沫棒时，要求密实平直，注胶时应按直线走，从上至下，从左到右，一次打完。刮胶时应按注胶步骤一次到底，在角部处刮拉速度稍微缓慢一些，撕去美纹纸呈外向45°倾斜拉扯，应把撕掉时美纹纸集中处理，避免环境污染。最后，撕去保护膜，用中性清洁剂清洁铝板，清洁时注意产品保护，避免划伤铝板。

6）校核调整。铝板初装完后分区域进行复核，对板缝不统一、曲面弧度不顺直的铝板进行调整，铝板板块不得有错角现象，四角对接应平整、顺直、宽窄统一。

7）验收。施工质量严格按国家相关规范要求进行自检验收，自检合格后报监理单位、建设单位、质量监督站等相关单位进行统一验收工作。

四、双曲面幕墙工程施工质量控制要点

（1）材料的检测控制。在双曲面幕墙中，作为结构材料尤需加强检查，进入施工现场的材料除必须具有合格证明外，还应进行外观质量检验和抽样检测，必要时进行加强度的复检，这些结构材料有钢支承结构件，如钢材、埋板、螺栓、锚栓等。在检查复验时，逐根进行外观检查；在螺纹连接时，尤其须注意螺纹的配合公差，这往往容易被忽视。

（2）安装质量控制。安装铝板前应进行钢龙骨质量检查，焊缝要100%进行全数检查，检查合格后对焊口进行防腐处理。弧形铝板安装时，要保证安装位置公差在1mm内，如果龙骨有偏位现象，则要及时进行调整，保证板缝宽窄统一，无错位现象。安装时所用的螺栓连接要可靠、牢固，无松动现象。严格控制板面平整度，相邻铝板无高低差，保证板面平整、顺直。天沟的安装是本工程的一项重要环节，天沟安装的好坏直接影响到屋顶渗漏，而且后期维修困难，难以查找渗漏点，所以安装时应严格按图纸进行施工。天沟采用厚2.0mm不锈钢镀锌钢板，龙骨采用50mm×3mm热镀锌方管和∠50mm×4mm热镀锌角钢。天沟宽度净距为600mm，为了防止底部漏水、胶老化，不锈钢天沟应采用预制成品件进行安装，不锈钢天沟底部每隔8.4m设置φ100mm排水口，铝板下返天沟150mm，且下返铝板和不锈钢天沟内部设置不锈钢泛水板，形成了封闭结构体系，有效地避免了雨水渗漏现象。

（3）幕墙打胶施工质量控制。必须选用优质结构硅酮密封胶、耐候硅酮密封胶，而且要加强检验，防止过期使用。注意控制密封胶的使用环境，严禁下雨天露天施工耐候硅酮密封胶。在现场装配打胶时，基材表面温度不得超过60℃。打胶前由技术负责人做专项交底，并打注样板，样板验收合格后方可进行大面积打胶施工，硅酮密封胶应打注饱满，其厚度和宽度必须符合规范规定和设计要求。

五、结语

总之，双曲面幕墙设计和施工由于其具有较高的优越性，在建筑外观应用中越来越广泛，增强建筑结构稳定性的同时，还具有一定的观赏价值。设计和施工人员技术水平应不断提升，从而促进了建筑行业的发展，为提高建筑性能与质量而提供有力的保障。

参考文献：

周晓峰.支承在弹性边界上的双曲面单层索网玻璃幕墙设计与施工[J].空间结构，2011（4）：58.

[2]邓柏祥.点支式双曲面玻璃幕墙施工方法[J].中华民居，2014（6）：114.