幕墻系統創新與加工建造分析

【摘要】隨著國家經濟飛速發展，科學技術不斷地創新和實踐，幕墻行業技術革新一日千里，從最初借鑒國外先進技術，到自主創新，從小規模的應用，到成為全球最大的幕墻生產，幕墻行業始終以一種令人驚嘆的姿勢快速的發展著。城市天際線不斷被刷新的同時，往往離不開建筑幕墻這一層光鮮靚麗的外衣，然而身處其中的幕墻從業者，卻始終存在著各種擔憂，隨著市場的進一步透明，幕墻行業的競爭愈發激烈，尤其是一些掌握大量資金的上市幕墻企業，嘗到資本市場的甜頭后，徹底掙脫束縛，在經營、生產、技術等領域做出更大膽的嘗試，也為行業發展提供了眾多思路。

【關鍵詞】幕墻；系統創新；加工建造

建筑幕墻在中國發展三十多年來，取得了快速的進步。而我國建筑幕墻產品使用量居世界首位，這為幕墻行業的蓬勃發展提供了良好契機。但就目前幕墻行業的現狀來看，我國幕墻行業整體創新能力不足，很多幕墻系統技術方案已過時，存在種種弊端。而很多企業還在一直沿用或者直接照搬照抄其它公司老舊的幕墻系統，缺乏創新意識和創新能力，幕墻系統與國際先進系統還存在較大差距，如何技術創新迫在眉睫。

1、全球幕墻行業目前的發展狀況

建筑幕墻時代。從20世紀80年代，玻璃生產工藝的不斷進步以及幕墻技術的蓬勃發展使玻璃幕墻的運用更為廣泛，不斷涌現出了光伏幕墻、雙層幕墻等新式幕墻；同時，大部分建筑運用了陶土板、搪瓷板、花崗石板及一些人造板材等各類面板材料，從而使幕墻發展呈現多元化發展趨勢。

2、以滿足市場需求為研發創新的牽引力，以優質加工產品為系統設計服務

現代建筑造型各異，各種新材料層出不窮，單一的幕墻系統已難以滿足日新月異的建筑發展需要，行業的特殊性又決定著不能以標準系統為先導，以市場客戶需求為研發創新才是最為有力的牽引力。研發創新，基礎是滿足客戶需求，保證公司效益，但決不能孤芳自賞，。要敢于迎接挑戰，自我突破傳統限制才能創造出最合適、優良的幕墻系統。近年來公司設計承接了一大批知名的、有創造性的、高難度的大型外幕墻工程，給技術研發提供了豐富的課題，促進了技術的進步。例如：意大利哈迪大廈（英文名稱；CityLife s.p.a，位于米蘭，建筑高度170.36米，雙層單元幕墻，網上可檢索英文名稱或意大利Hadid）工程，其建筑外形猶如少女回眸，幕墻扭曲蜿蜒自下而上。從而導致外層單元幕墻沒有任何2樘在同一平面之上，每樘單元只有3個角點坐標相同（另一角點坐標需要現場安裝時對單元進行冷彎才能實現，范圍-70～+10），進而導致約3800個單元板塊每樘尺寸各不相同，且形狀相似。如何能高質量的完成這套幕墻系統給系統設計者提出了新的難題。這也極大考驗了加工生產和現場安裝時的精細程度。通過對傳統橫滑式單元幕墻系統的特點分析，橫滑系統無法優質、高效的實現本工程的要求，主要為：

2.1系統設計方面

1）傳統橫滑式系統橫向是依靠上橫與下橫插接來實現上下層單元之間的力傳遞及密封，剛性太強不能滿足冷彎單元時需要的扭曲彈性變形要求；2）橫滑式系統豎向是依靠“公”“母”豎框插接來實現整體力傳遞，不能滿足本工程平面內多角度變位的需求。3）橫滑式系統單元交接處“十字縫”是通過滑芯滑動連接，無法平面插接，也難以保證密封性要求。鑒于上述原因，經過設計反復理論驗證，決定顛覆傳統受力模式，遂將傳統幕墻的橫向“剛性插接”變“彈性連接”，將上橫插接處鋁型材改為EPDM加厚膠板，同時與披水膠條結為一體，既保證了排水要求也滿足了單元冷彎時的形變；豎框插接處將“公”“母”豎框全部改為“母”框，增加1根加厚EPDM膠板作為左右單元插接使用，在與橫向膠條交接處使用專用密封膠粘接。這樣既保證了良好的密封性又實現了平面內多角度變位的要求。在豎框型材腔內增加豎向插芯，用以同上一層豎框插接，替代了傳統的橫框插接方式，保證了受力的連續性。

2.2幕墻加工建造方面

單元幕墻工程質量素有4分設計，3分加工，3分安裝的比例分配，可見幕墻構件加工質量對幕墻系統的重要性。對于復雜異形幕墻的異形構件加工精度決定著幕墻系統的成敗，重要性更不言而喻。復雜、異形單元加工設計時均應對其進行等比例實體三維放樣，這對于約3800個異形單元全部CAD實體放樣將是每個設計者的惡夢，時間、人力成本是沒有任何一家公司能承擔得起的。如何能快速、優質、高效的完成設計也是一個幕墻設計者必需考慮的基本問題，否則將無法單個構件加工。從而影響后續工作進行。通過對系統分析、綜合時間、人力成本測算，采用BIM 技術進行建模、數據提取與分析，所有構件全部采用數控機床進行加工將是最優的選擇。用BIM 技術進行建模大大縮減了放樣時間，節約了人力成本。采用數控機床加工異形構件保證了構件加工精度，保證了高質量產品。嚴控公差，逐件檢驗，按續編號嚴格按規范進行組裝，保證最終公差在設計范圍內。

2.3現場安裝方面控制

現場安裝是檢驗幕墻系統成敗的最后一道關卡，對于這種復雜、異形單元安裝時傳統安裝方式已無法準確的進行空間定位。放棄采用傳統的“人多力量大”安裝模式，全部采用機械控制安裝是最優選擇，冷彎單元時嚴格按照設計坐標進行三維測量，才能保證安裝定位準確無誤。經最終完工實際檢驗，本系統完美解決了建筑造型需要，經實驗驗證也體現了優異了可靠性。

3、堅持以發展與功能為主導定位幕墻技術創新

積極響應國家關于節能減排的號召，推廣“綠色環保設計”理念，使其在保證幕墻基本性能的同時，更要突出其在節能、環保、舒適性等方面的應用功能。突破傳統，不拘一格。

4、注重系統創新人才培養，提高綜合技術水平

幕墻系統是一套綜合系統，涉及設計、加工、安裝三大環節，系統創新能力是核心，構件加工，現場安裝又相輔相成，缺一不可，只有提高設計人才的綜合業務素養才能設計出優質的幕墻產品。

結語：

幕墻技術的不斷發展，新技術、新材料、新工藝、新標準的不斷涌現，將出現更高質量的幕墻產品；創新人才的使用也將提高產業的科技含量。新型高科技、高性能、低能耗、高集成化的幕墻新系統，將有力地推動中國建筑幕墻產業的蓬勃發展。

參考文獻：

[1]所世磊.機械加工在建筑幕墻中的應用研究[J].住宅與房地產，2017，01（S1）：128.

[2]胡蓓，汪啟安，徐杰，蔣新山.單元式幕墻設計及加工安裝技術[J].中國高新技術企業，2017，12（25）：10-13.

作者簡介：

崔海軍，沈陽遠大鋁業工程有限公司，遼寧沈陽；

邵禹銘，沈陽遠大鋁業工程有限公司，遼寧沈陽。