浅谈超大单元式幕墙设计理念与关键施工技术

浅谈超大单元式幕墙设计理念与关键施工技术

邵明华

深圳市中筑科技幕墙设计咨询有限公司，广东 深圳 518000

摘要：由于构件式幕墙的构造简洁，制造加工过程简单，因此在幕墙领域得到了广泛应用，但它也存在一些问题，例如现场安装工序繁杂、工作量大、施工周期长、安装精度和质量不可控等问题。而单元式幕墙则能够有效弥补构件式幕墙的这些劣势，这种幕墙系统将大量的加工、组装等工作集中在工厂完成，有加工精度高、平整度好、性能优异等优势，在现场安装效率高、施工周期短。目前，超大单元式幕墙已经在一些工程中得到了有效应用。本文将通过工程案例分析，简述超大单元式幕墙设计理念与关键施工技术。

关键词：超大单元幕墙；设计理念；关键施工技术

随着技术的发展，超大单元式幕墙施工已经成为幕墙行业的关注点。由于其安装效率高、综合性能优越，在实践中被业主和建筑师接受和采纳。为了保证超大单元式幕墙的施工质量，并提高施工效率，本文从设计理念以及关键施工技术两方面进行分析。

一、工程案例

某产业园区的建筑面积总和为348006平方米，地上、地下以及幕墙面积分别为213357平方米、213357平方米以及95000平方米，该建筑物共有18层，14层位于地上，4层位于地下，总高60米。建筑主体采用框架剪力墙结构。幕墙从第2层至次顶层采用单元式幕墙系统，设计使用年限为25年。

二、设计理念

根据超大单元式幕墙的特殊性，不仅要考虑各项设计因素，如其功能性，还要对其外观、环保性等方面做出完善的设计，以此来提升超大单元式幕墙的设计效果。

（一）安全性设计理念

单元板块利用主体结构的楼板及边梁支撑，每个单元板块采用两个吊挂支座进行固定，实现三维可调。

本项目的支座受力情况如下：Fx、Fy、Fz分别为10KN、31KN以及10KN。本项目中选用JTAW53/34-0300-2A-热镀锌槽式埋件，锚栓选用JKBM20×80。

由于本项目有较大竖向线条，挂件及支座承受侧向力（平面内），受力情况如下：Fx=10KN，受平面外风荷载及地震荷载影响Fy=31KN, 板块自重Fz=10KN。

在此过程中，还对面材、龙骨结构和连接系统进行了相关验算，均达到了安全设计的标准。同时，也对关键部件采取了相应的防腐措施，以提高其使用寿命。通过上述的设计，能够确保幕墙的安全性。

（二）外观设计理念

选用双层超大单元板块设计，明确外观形状和板块的分格尺寸，设计相应的单元系统，使其安全、美观、耐久达到本项目的要求。选择经验丰富的加工班组负责本项目单元板块的加工和组装，各种组装、拼接、打胶等工序均严格按标准执行。在安装过程中，保证挂件系统的固定构件和挂接构件精准牢靠，确保安装细节美观，达到高品质的效果要求，达到业主及建筑师的期望。

（三）防火设计理念

在结构边梁的顶底设置防火封堵，在房间隔墙与幕墙分格部位设置防火封堵，并与层间的防火封堵连为一体，这样可以有效地防止火灾发生后迅速、大规模蔓延。另外一块大玻璃不应跨越上下两个防火区域，应设置分格，以防止某一层发生火灾，导致玻璃迅速破裂，火势扩散到相邻楼层，引发更大范围的火灾。通过实施上述的设计方案，可以满足耐火极限要求，不仅为消防救灾赢得了宝贵时间，也可有效降低因火灾造成的损失。

在消防救援车道所在立面设计消防救援窗，当火灾发生时可以及时破窗，达到快速救援的目的。

（四）环保设计理念

超大单元式幕墙选用玻璃、铝型材、钢材、铝板等的绿色建材，达到“健康、环保、安全及质量优良”4个目的，材料达到使用周期后可回收利用，可降低建筑对环境的影响，促进可持续发展和节能减排。

如采用中空玻璃：有良好的隔音、节能、降低建筑物自重、降低碳排放等优势，对保护环境具有积极意义。

另外，在幕墙的横向和纵向框架之间，以及连接件和竖向框之间，安装橡胶类的柔性垫片，这样能够减少由于温度波动或荷载影响下而导致的变形产生的噪声。

三、关键施工技术

（一）加工组装技术

在工厂对单元板块进行加工和组装。

首先，针对超大单元板块的特点制定组装工艺流程。定制特制组装架，其最大长度为8500mm，做为本项目单元板块组装的工作台。

其次，在材料入厂后，严格按照国家标准进行检验，应符合国家现行产品标准的规定，同时应有出厂合格证、质保书及必要的检验报告，并进行必要的材料性能测试。同时，项目部依据施工的进度计划编制单元板块的生产加工计划。在生产加工的过程中，质量检验部门严格遵循图纸设计意图、甲方要求及相关加工规范进行检验，以保证所加工的构件均满足规范、设计、施工要求。

再次，在组装前，需要把单元板块组装所涉及的材料都准备好，并且对材料规格、质量等检查核对，做好准备工作。

最后，在组装过程中，遵循“一樘一表，即报即检”的原则。在每一樘单元板块组装完成后，首先进行自我检查达到标准后，签字并提交检查报告。质量检查人员经检验合格后加盖印章，如果发现不符合标准的情况，应立即进行整改，直至整改合格。

（二）运输技术

本项目超大单元板块成品尺寸大且重量大，达2吨，运输过程中，需确保单元板块的稳定及不发生变形破坏，因而增加了转移和运输的难度。为此专门设计了单元板块转运架进行搬运，配备大型货车来运载。在运输过程中，每层单元板块的转运架都是独立的。为了做好成品保护，在单元板块与转运架之间使用具有弹性的隔离垫板。使用叉车与吊车协同装卸，尽量避免多次搬运导致单元板块破损，将腐蚀或意外冲击所受的损失危险减到最小。

（三）单元板块吊装技术

单元板块的规格为2250mm×8200mm，在吊装的过程中，必须保证其稳定性和安全性，避免出现单元板块因摩擦或者碰撞而受到破坏的状况。依照单元板块的特点，选择使用外挂式吊装法。当汽车吊无法满足需求时，选择使用环形轨道吊装。同时还会在单元板块的竖向两边安排2个起吊点，确保吊装过程的稳定。

在单元板块吊装时，按照下图1所示进行有序安装。

     图1 超大单元式幕墙安装

（四）转角部位安装技术

超大单元式幕墙的转角区域安装的精确度会对工程建成的视觉效果以及幕墙的防水性能产生直接的影响。

在安装时需要注意以下几点：（1）测量布线的过程：必须准确地测量转角区域的预埋件定位，同时也要检查结构误差是否会对单元幕墙造成影响并及时排除影响。（2）标准单元板块安装：考虑到塔楼内层单元板块的高度约为两个楼层的高度，先装内层塔楼超大单元板块后，安装两个连接体外层单元板块。（3）转角单元板块安装：须严格控制安装精度，保证转角区域单元幕墙的施工精准。

总结

综上所述，本文通过工程案例的分析，对超大单元式幕墙的设计理念以及关键技术进行了相关介绍，通过实践发现，在超大单元式幕墙施工中加强对这两点的关注能够有效提升施工质量与效率，不仅可以保障幕墙的外观效果，还能确保幕墙的性能。随着建筑行业不断发展，在幕墙领域，超大单元式幕墙系统凭借其优越，必然会得到施工方和建筑设计师的欢迎，这也预示了幕墙的一个新的发展方向。

参考文献：

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[2]林娜,杨新辉,包军良,等.双层双曲面穿孔烤瓷铝板幕墙设计与施工研究[J].中国建筑金属结构.2021(10).

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