高空雙曲面幕墻安裝

張建宇 梁建宏 劉瑞權 關江龍

內蒙古興泰建設集團有限公司 內蒙古 鄂爾多斯 017010

1 工程概況

隨著世界建筑的迅猛發展，外裝飾幕墻在建筑物外立面起的作用越來越大，設計越來越復雜，高空曲面幕墻逐漸被大量推廣應用。本工程為內蒙古財經大學體育館項目（圖1），體育館上空屋蓋呈橢圓形殼，最大長度和寬度為97.8 m×80.3 m，網架投影面積6 169 m2，結構類型為正放四角錐網架，球節點形式為焊接球節點，網架結構高度2.675 m，網架矢高為7.73 m，網架柱頂標高為16.95 m，網架支撐方式為下弦周邊支撐。結構外圍是弧形玻璃幕墻，屋面及檐口為厚3mm曲面鋁板，鋁板面積為3 400 m2。

圖1 體育館效果圖

2 工藝原理

由于雙曲面幕墻的復雜性，在進行施工建設過程中，要進行模型的設計和建設。在建模過程中，可以通過三維動畫的制作方法，把幕墻的三維模型設計成二維平面的圖形，準確標注出施工需要的放線定位點。三維模型的二維轉化主要是為了把三維定位點轉化為二維定位點，從而幫助施工工作過程中，對幕墻建設的直觀把握，使幕墻施工的復雜性降低。在進行定位點的確認之后，在具體的施工操作中，正確認識二維的定位點在三維的雙曲面幕墻中的位置，根據實際放樣，準確安裝鋼架龍骨以及鋁板面板。為了確保實際施工工作的設計效果，在雙曲面造型上，可以在一個方向上有直線段的造型設計。在實際的施工實際中，雙曲面幕墻是一個三維的造型，幕墻的部分區域會呈現出三維曲面的造型。為了方便施工，可以用多個較短的直線經過細微的角度差異組成一個曲線，代替一個整段的長曲線。在同等距離下，較短的直線越多，就越容易使曲面接近弧形。這種以直線代替曲線的施工方法可以有效降低施工難度，并使雙曲面幕墻呈現更好的曲面效果[1-2]。

3 施工工藝流程及操作要點

3.1 施工流程

施工主要工藝流程為：測量放線→埋件安裝及校正→三維建模→鋼龍骨安裝→面板安裝→校核調整→驗收。

3.2 操作要點

3.2.1 測量放線

依據建筑幕墻施工圖及施工現場鋼結構網架實測數據（圖2），采用計算機輔助設計軟件AutoCAD對幕墻立柱在計算機上模擬定位，然后進行現場測量，把計算機定位點轉換到現場定位，確定龍骨位置，對幕墻的龍骨定位點坐標進行定位，將橫縱向龍骨的投影線引到地面上做好定位，對龍骨及面板工序定位安裝起到了很好的作用。

3.2.2 埋件安裝及校正

測量放線完畢后，對埋件進行安裝校正并在埋件上確定立柱的準確位置，然后檢查埋件是否有偏差。埋件的定位精度一般為埋件平面位置偏差10mm，標高偏差10mm。埋件安裝的準確性決定了龍骨安裝質量，所以埋件安裝前期要定位準確。

3.2.3 三維建模

要先通過計算機對幕墻各控制點三維擬合放樣得出精確的三維坐標，在施工中給出精確位置以指引施工并校核是本工程幕墻外立面造型的保證和精度控制的關鍵。

3.2.4 鋼龍骨安裝

幕墻施工前要搭設腳手架，腳手架在檐口下方逐步退臺搭設。作業面要滿鋪腳手板，保證每個操作工人作業方便，并保證架體距離安裝板板面1.7～1.8 m（圖3）。

圖2 鋼結構網架整體示意

圖3 腳手架搭設示意

龍骨按三維模型進行下料、統一編號，按放線尺寸進行安裝。

1）根據放線坐標點及標高尺寸確定龍骨構件在空間上的位置（圖4、圖5）。龍骨采用60mm×60mm×4mm鍍鋅鋼方管，每跨龍骨在地面按模型預制焊接，然后每跨逐一進行吊裝焊接，可提高施工效率、縮短工期、節約成本。

2）安裝前采用垂準儀將地面控制點引到空間，根據圖紙標高確定龍骨構件標高及位置，確定后將每跨龍骨與鋼結構懸挑構件進行焊接，龍骨安裝的標高偏差不應大于3mm，與控制點的前后偏差不應大于2mm，左右偏差不應大于3mm。

3）焊接作業龍骨與埋件、龍骨與龍骨采用四邊滿焊，角焊縫焊角高度≥6mm，并滿足幕墻結構的使用要求。

4）鋁板里側采用厚180mm玻璃絲綿（密度45 kg/m3）帶雙面加筋PVC膜，能有效起到防火保溫作用，且具有良好的吸聲特性，可以大量吸收房間內的聲能，有效降低混響時間，減少室內噪聲（圖6）。采用50mm×4mm鍍鋅角鋼每隔600mm設置1道進行有效固定。

圖4 龍骨節點示意

圖5 龍骨安裝實體

圖6 玻璃絲綿縱剖節點示意

3.2.5 面板安裝

1）板塊應按板塊分配圖上的板號安裝就位，并檢查相鄰2塊板角是否錯開，試裝檢查其水平度、垂直度，相鄰2塊板的曲面接口要平整順直，過渡平緩，鋁板左右、上下偏差為1.0mm。然后用不銹鋼螺栓裝配，固定在主副龍骨上，膠縫間隙要符合規范及設計要求（圖7）。

圖7 曲面板安裝效果

2）鋁板與鋁板之間的縫隙寬度一般為10～20mm，用硅酮密封膠等彈性材料封堵。

3）打膠前將鋁板保護膜邊緣撕開，在90°轉角邊處貼上美紋紙，美紋紙在四角膠縫處應折90°轉角，整個板塊美紋紙應一次到位，用力抹平，避免美紋紙褶皺。填充泡沫棒時，要求密實平直，注膠時應按直線走，從上至下，從左到右，一次打完。刮膠時應按注膠步驟一次到底，在角部處刮拉速度稍微緩慢一些，撕去美紋紙呈外向45°傾斜拉扯，應把撕掉時美紋紙集中處理，避免環境污染。

4）撕去保護膜，用中性清潔劑清潔鋁板，清潔時注意產品保護，避免劃傷鋁板。

3.2.6 校核調整

鋁板初裝完后分區域進行復核，對板縫不統一、曲面弧度不順直的鋁板進行調整，鋁板板塊不得有錯角現象，四角對接應平整、順直、寬窄統一。

3.2.7 驗收

施工質量嚴格按國家相關規范要求進行自檢驗收，自檢合格后報監理單位、建設單位、質量監督站等相關單位進行統一驗收工作。

4 質量控制

針對該技術特點，除滿足國家有關現行規范的要求外，還應在下列幾方面進行質量控制[3-4]。

4.1 材料的檢測控制

在高空雙曲面幕墻中，作為結構材料尤需加強檢查，進入施工現場的材料除必須具有合格證明外，還應進行外觀質量檢驗和抽樣檢測，必要時進行加強度的復檢，這些結構材料有鋼支承結構件，如鋼材、埋板、螺栓、錨栓等。在檢查復驗時，逐根進行外觀檢查；在螺紋連接時，尤其須注意螺紋的配合公差，這往往容易被忽視。

4.2 安裝質量控制

安裝鋁板前應進行鋼龍骨質量檢查，焊縫要100%進行全數檢查，檢查合格后對焊口進行防腐處理。弧形鋁板安裝時，要保證安裝位置公差在1mm內，如果龍骨有偏位現象，則要及時進行調整，保證板縫寬窄統一，無錯位現象。安裝時所用的螺栓連接要可靠、牢固，無松動現象。嚴格控制板面平整度，相鄰鋁板無高低差，保證板面平整、順直。

天溝的安裝是本工程的一項重要環節，天溝安裝的好壞直接影響到屋頂滲漏，而且后期維修困難，難以查找滲漏點，所以安裝時應嚴格按圖紙進行施工。天溝采用厚2.0mm不銹鋼鍍鋅鋼板，龍骨采用50mm×3mm熱鍍鋅方管和∠50mm×4mm熱鍍鋅角鋼。天溝寬度凈距為600mm，為了防止底部漏水、膠老化，不銹鋼天溝應采用預制成品件進行安裝，不銹鋼天溝底部每隔8.4 m設置φ100mm排水口，鋁板下返天溝150mm，且下返鋁板和不銹鋼天溝內部設置不銹鋼泛水板，形成了封閉結構體系，有效地避免了雨水滲漏現象（圖8）。

圖8 屋頂天溝施工節點示意

4.3 幕墻打膠施工質量控制

必須選用優質結構硅酮密封膠、耐候硅酮密封膠，而且要加強檢驗，防止過期使用。注意控制密封膠的使用環境，嚴禁下雨天露天施工耐候硅酮密封膠。在現場裝配打膠時，基材表面溫度不得超過60 ℃。在進行結構硅酮密封膠、耐候硅酮密封膠注膠前，注膠部位須做好凈化工作，應先將鋁框、玻璃或縫隙上的塵埃、油漬、松散物和其他臟物清除干凈，粘貼美紋紙，縫隙填塞泡沫棒，注膠后應嵌填密實、表面平整，加強養護，防止手摸、水沖等。

打膠前由技術負責人做專項交底，并打注樣板，樣板驗收合格后方可進行大面積打膠施工，硅酮密封膠應打注飽滿，其厚度和寬度必須符合規范規定和設計要求。

5 結語

本文闡述的高空雙曲面幕墻里側采用厚180mm玻璃絲綿帶雙面加筋PVC膜，有很好的防火、保溫節能效果，且具有良好的吸聲特性。雙曲面鋁板安裝通過在內蒙古財經大學體育館工程的實例應用，證明該施工方法安裝簡便，方便操作，最終縮短施工周期，降低施工成本，有效提高安裝質量，在類似的雙曲面幕墻應用中值得推廣。

曲面的設計使建筑幕墻在現代大型和高層建筑中應用增添了很強的藝術質感，有著美觀、節能、易維護的優點。隨著社會的發展，保溫節能、綠色建筑逐步備受人們的關注，所以在現代社會中，智能型、環保型幕墻裝飾將成為時代的主流，高空雙曲面幕墻隨著時代的發展將逐步被廣泛應用。