| 标题 | 商办项目幕墙优化设计与施工工艺研究 |
| 范文 | 沃建军 摘? 要：随着城市建设的快速发展，越来越多的房地产公司开始注重商办项目的开发和运营。地标性商办项目的不断涌现也让玻璃幕墙得到了更加广泛的应用。同时随着BIM的广泛应用，从主体结构、机电再到幕墙，大大提高了设计施工过程中解决问题的能力。该文从幕墙的BIM应用、设计优化及幕墙施工工艺等不同角度加以阐述，给幕墙的设计和施工提供一定参考和借鉴，有利于幕墙在商办综合体项目上得到更广泛的应用。 关键词：幕墙设计优化;施工工艺;BIM;商业办公楼 中图分类号： TU767? ? ? ? ? 文献标志码：A 0 引言 商办项目幕墙形式多种多样，按照幕墙安装方式来分，可以分为单元式幕墙、框架式幕墙及点支式幕墙3种;按照材料分类，可分为玻璃幕墙、石材幕墙和金属板幕墙。针对商办项目施工的不同特点，综合评定后采取最优的幕墙形式。其中单元式幕墙是在成熟工厂加工程度最高的一种幕墙，在工厂制作成为幕墙板块，直接吊装在主体结构上。在每个单元板块上、下框和左、右框对插完成后，最终形成整体的单元式幕墙，主要工作量是在工厂制作完成，这样可以形成工业化生产规模，很好地提高劳动生产率和单元板块质量。框架式玻璃幕墙是将工厂制作的一根根矿料例如立挺、横梁、玻璃、铝板和石材等运往工地，将立挺用连接件的方式安装在主体结构上，再安装横梁，形成完整的幕墙框格体系后，在其上面安装例如玻璃、石材、铝板等面材，形成框架幕墙。 1 项目概况 森兰国际五期森兰美仑办公新建项目为13万m2商办项目。地上3栋建筑单体，其中一栋为迪卡侬亚太总部大楼。地下共计二层，均为停车场及设备用房。该项目2016年8月26日完成竣工备案，2016年度获得上海市白玉兰工程奖，2017年度获得国家优质工程奖。该项目也是招商蛇口华东区域第一个销售型商办项目，第一个BIM深度应用项目，第一个幕墙变更率控制在1以内（该項目为0.26%变更率）的项目。 1.1 BIM技术在施工深化设计中的应用 项目BIM土建模型建模、整体建模工程的进度及协调统筹工作由土建总承包单位负责，幕墙模型由幕墙分包建模。首先由总包单位根据建筑施工图建立整个项目的土建模型，在此基础上机电与幕墙完成各自的BIM设计，最后统一到一个模型里。 项目在施工阶段对原有设计进行深化，同时提前对施工进行三维成像模拟，预判施工中可能出现的碰撞和矛盾，主要是主体结构与幕墙的连接方式，屋顶装饰百叶与机电管线，层间精装修与幕墙关系等。幕墙施工是在主体结构验收后开始制作安装，幕墙与其他各专业在空间占位上有着密切的联系，BIM就可以很好地解决空间占位管理的4方面问题。1）机电的楼体泛光系统尚未完成深化，那么后续的泛光走线及泛光布局需要在幕墙的二次深化设计中解决，运用BIM就可以提前的解决与机电、泛光等专业方面的协调问题。2）解决幕墙施工与土建方的矛盾，BIM可以检查主体结构边梁与幕墙预埋板（后置埋件）的位置关系，提前发现安装时可能与主体结构边梁发生的碰撞，同时可以检查结构退台与幕墙立柱之间的位置关系，指导幕墙设计与施工。3）处理幕墙和精装之间的关系，解决如开启扇和房间位置的关系，解决精装修吊顶与幕墙横料、防火铁皮关系等。4）解决园林绿化景观和幕墙地面交接的问题。这些情况往往是传统做法不能做到的，或者说不能快速、提前、及时、有效的解决，而BIM可以通过维度模型真实还原物理空间，在电脑里就可以处理，做到各方信息共享，发现问题各方都可以进行讨论，及早地暴露问题，及时有效提出解决方案。 同时BIM的使用对幕墙造价和幕墙的进度、质量管理也有很大的帮助。可以通过对BIM材料的分析很快计算出铝型材、钢材和玻璃的总使用工程量，从而对整个项目的成本及采购情况有提前的了解。 2 幕墙设计优化 2.1 材料选择 该项目的设计延续了转角弧形过渡的形式，在塔楼建筑立面上，4个转角及空中凸出来的玻璃盒子都采用了圆弧的玻璃幕墙形式。因为光线和角度问题，圆弧玻璃和平面玻璃在不同位置会出现很明显的色差问题，对整体立面效果破坏严重。通过对不同项目现场调研及大量专业知识的学习，提议让建筑师选择可钢化的Low-E膜的系列。Low-E玻璃又称低辐射玻璃，是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品，特点是优异的热性能和良好的光学性能。生产方法有2种：在线高温热解沉积法，简称在线Low-E;离线真空溅射法，简称离线Low-E。离线"Low-E"玻璃可有多种配置，在颜色及纯度方面离线也优于在线，而且由于是离线法，在新产品开发方面也较灵活，最主要的优点还在于离线生产的"Low-E"中空玻璃其u值优于在线产品的u值，但它也有自身的缺点，即不能长时间地暴露在空气中，必须做成中空玻璃，因为其表面的氧化银膜层非常脆弱。 目前建筑玻璃幕墙使用的离线Low-E玻璃，一般制作工艺为根据尺寸切片-钢化-镀膜Low-E-合片-中空打胶等。是否可以钢化取决于镀上去的膜是否耐高温，如果可钢化的Low-E膜圆弧玻璃做出来和平面玻璃的膜系是相同的，就可以保证外立面效果统一。 2.2 结构改良 该项目首层玻璃雨棚原来设计的形式是隐框形式，考虑到雨棚的连接方式是在2个跨度6米的结构柱子中间，建议建筑师采用点式雨棚与横向包覆铝板的中心组织排水的形式，这样可以保证组织排水的排水沟在横向钢结构位置，同时利用钢结构包铝板的形式把水沟全部隐藏起来，再通过两侧铝板柱子把落水管隐藏在铝板里面。考虑到对铝板包柱的外观尺寸的要求，采用偏心铝板柱子的形式，避免了铝板包柱尺寸过大的问题。 根据建筑设计规范[1]《住宅设计规范》GB50096—1999（2003年版）3.9.1要求，外窗窗台距楼面、地面的净高低于0.90 m时应有防护设施，窗外有阳台或者平台时可不受此限制。窗台的净高或防护栏杆的高度均应从可踏面起算，保证净高0.90 m。当时《上海市幕墙工程技术规范》[2]要求4.3.5中规定：楼层外缘无实体墙的玻璃部位应设置防撞设施和醒目的警示标志。因此设置固定护栏时，防护高度应符合《民用建筑设计通则》GB50352的规定，具备以下2个条件之一者可不设护栏。1）在防护高度处设有幕墙横料，该部位的横料及立柱已经抗冲击计算，满足可能发生的桩基。冲击力标准为1.2 kN，应计入冲击系数1.50、荷载分项系数1.40。可不与风荷载及地震作用力相组合。2）中空玻璃的内片采用钢化玻璃，单块玻璃面积不大于3.0 m2，钢化玻璃厚度不小于8 mm。从中可以看出，在幕墙设计时如果把幕墙横料放在可踏面900 mm的位置，就可以取消栏杆的设置，或者采用8 mm的钢化玻璃。实际使用时，通过与审图人员多次沟通，玻璃上采用了夹胶中空内侧8 mm钢化的形式（因为玻璃使用面积的问题，本身也是要求8 mm厚的钢化玻璃），同时在900 mm的位置设置横料，确保了审图以及后期的验收通过。 3 施工技术分析 3.1 幕墙安装工艺 幕墙施工中由于采用框架幕墙的形式，玻璃在龙骨安装后安装，考虑到工期时间紧，组织幕墙单位的技术力量一起研究施工组织方案，从效率、时间以及现场场地布局考虑，针对中空夹胶玻璃分格大3 m×1.5 m，楼层最高11层约40 m的高度，果断采用吊车配合吊篮安装的施工方案，大大缩短了幕墙的整体施工工期，整个幕墙玻璃的安装从约45 d缩短到25 d，同时节约劳务人员的支出，为后期的规划实测提供了充足的时间。通过对现场的了解和对技术方案的分析，不仅带来了经济效益，更为各方带来了双赢的局面。 该项目还有个特点就是有玻璃采光顶，设计上为土建阶段安装主体钢结构，幕墙采用自身的钢结构+夹胶中空Low-E玻璃的安装形式。考虑到满堂脚手架的施工成本费用较高，同时也会影响到室内扶梯的安装，在最终实施的施工方案上采用钢丝拉锁的形式，在采光顶的底部用直径20 mm的钢丝在采光顶四周做好固定，沿X方向、Y方向间距200 mm做成网格状，在该网格状下方做好防坠网，其上方铺上木板作为施工操作面使用。这个技术的采用在保证安全的同时大大降低了成本的支出，虽然没有节约采光顶的施工时间，但为室内扶梯的安装提供了充足的时间。 3.2 防渗漏措施 单元幕墙系统是应用比较广泛的幕墙系统，它采用结构防水体系，是一种等压防水原理，具有非常好的防水渗漏性能。在上下、左右单元板块安装时候，采用三元乙丙橡胶条进行搭接处理，最外侧的胶条防止大量的水进入腔体内，少量进入腔体内的雨水会因为等压腔的压力差的原因从导水槽处流出，从而保证了防水性能。最内侧采用企口和密封胶条的形式，保证了幕墙内侧无水进入，避免了框架幕墙体系中纯靠胶条、密封胶处理的方式，所以单元板块具有更好的防渗漏体系。 在阳台、一层位置的幕墙设置土建细石混凝土挡水坎、并采用密封打胶外加防水涂料的方式，可以有效防止渗漏的发生。防渗漏的举措很多，根本上是结构防水，在结构上防止渗漏的产生，同时增加各道工序的检查，保证每道工序能够真正发挥作用，从而共同形成有效的防渗漏体系。 4 结语 從全世界最高建筑阿拉法塔（迪拜塔），到重建的纽约新世贸中心，从矗立维多利亚湾的香港天玺，到陆家嘴上海中心，纵观当代全球顶尖建筑，它们外立面都不约而同的选择了最时尚的玻璃幕墙。幕墙的发展正向着新材料、新工艺以及新方法逐步前进中。幕墙的技术管理是个综合的管理体系，无论是设计方案阶段，还是实际施工阶段，都需要管理人员具有良好的统筹协调能力和对发生问题的提前预判能力。需要在招标阶段、深化设计阶段，提前和设计部、采购部、成本部等各端口的重点协调解决可能出现的问题。在幕墙施工中加强对施工单位的管控，无论是深化设计还是施工现场管理，都要从源头解决问题，看清事物的本质，积极协调解决出现的问题，让最终呈现出来的效果完全符合设计的预期，以达到建筑的绚丽外衣效果，给城市带来一道亮丽的景色。 参考文献 [1]中华人民共和国建议部.GB50096—1999，住宅设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2003：20-23. [2]上海市城乡建设和交通委员会.DGJ08—56—2012，上海市建筑幕墙工程技术规范[S].上海：上海金属结构行业协会，2012：10-15. |
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