COCOON大廈項目設計解析

禹強

摘? ? 要：21世紀后我國經濟快速發展，建筑工程與國際接軌頻繁，尤其是建筑幕墻領域，已經引領世界潮流，有很多國際地標項目都是有中國公司設計、制造的。下面我們針對COCOON大廈項目做一下幕墻設計解析。

關鍵詞：建筑幕墻;排水原理;設計解析

1? 引言

設計工作是一個項目的靈魂，設計的質量直接關系到項目后期使用運作的好與壞，關系到業主的收益，關系到使用者的舒適度。下面我們針對COCOON大廈幕墻項目進行一下設計解析。

2? 建筑簡介

COCOON工程位于日本東京都新宿區，屬世界典型建筑之一。本建筑地上主體高度203m，占地面積約5170m2，地下4層，地上50層，幕墻面積約30000m2。主體結構為鋼結構體系，功用為職業專修學校。學校主要開設服裝設計系、計算機系、醫療保健系三大基礎學科。因為此三項基礎學科均屬于就業技能培訓的雛形學科，故將該學校的教學樓命名為COCOON，本意為蠶蛹，寓意上述三項技能培訓為服務社會的基本培訓，應該象蠶蛹一樣破繭而出，化蛹為蝶，具有超凡的生命力。

3? 機構簡介

本工程的建筑師為丹下都市建筑設計副社長高橋良典先生。本工程的總包公司為日本清水建設株式會社。本工程的幕墻制作公司為沈陽遠大公司。本工程的現場安裝公司為日本的昭和鋼機公司。

4? 建筑材料

（1）本工程的造型縱向為曲線，橫向為折線的形式，故對主要受力緊固件的抗震防松動的指標要求很高，考慮到工程的整體受力的穩定性，選用了日本進口的雙螺紋自鎖螺栓、螺母。工人操作時采用電子數顯定矩扳手鎖緊螺母，這樣使得主受力緊固件的操作更科學合理。

（2）本工程的單元為明框效果，故主要采用如下幾種類型膠：①SC—M500白色專用密封膠為日本進口膠，用于本工程斜向500mm寬裝飾扣板處，因為此處裝飾板的表面氟碳噴涂為白色效果;②SE—960黑色結構膠為日本進口膠，用于轉角一體單元的豎向外露玻璃填縫處。

（3）本工程EPDM類膠條及玻璃墊塊、膠塊、膠堵類附件：①模壓一體內外鑲嵌玻璃膠條選用的是馬來西亞TM公司的產品，因為本工程的玻璃規格近1000種，故安裝玻璃的內、外層模壓膠條的種類近2000種。②本工程高強度玻璃墊塊（90±5°）及高彈性膠墊（1.3mm厚）、高彈性膠堵（±25mm變形量）屬工程的重要附件，對材質的要求很高，對加工成型品的工藝性要求也很高，故選用了造價較高的日本進口件。

5? 結構特點

（1）標準單元尺寸為6000[×]3850（接近平行四邊形），單樘重量約為1.5噸，側面單元分格形式要更為復雜。考慮到尺寸超規格，不方便運輸，故將一樘單元在遠大工廠分體組裝成三樘小單元（每樘小單元的主視效果均為“Z”字型），然后海運到日本現場，在現場用加強鋼襯框將3樘小單元拼裝成一樘大單元。單元的分體運輸整體吊裝是幕墻技術的一次革新，這就需要保證單元的整體氣密性、水密性、抗風壓性能和抗震性能。尤其日本是地震多發地區，我司在單元的拼接部位采用的是高強EPDM膠堵，該產品具有一定的抗沖擊性和延展性，實驗室檢測可伸縮性達±25mm，同時單元的端部及接口部位均采用了可靠的密封處理。

①在單元拆解過程中，考慮到“Z”字型單元的懸邊桿件端部截面強度削弱，故在對接橫框處增加鋁插芯，提高了單元拼接的強度，增加了抵抗變形的能力。單元拆解后，單元板塊的整體剛度有很大的降低，為保證運輸中不至于變形，我們采用了40[×]20[×]2的鋼方管在懸邊一側進行拉接，提高單元板塊的整體剛度，避免在運輸中出現損壞，保證了高質量的幕墻產品。

②在單元拼接過程中，考慮到“Z”字型單元對接產生的偏差，我們在上橫框上增加了定位銷，提高了拼接組裝的精確度。另外，在拼接時上橫框采用“幾”字型鋼襯框，中橫框采用“U”字型鋼襯框，下橫框采用“Z”字型鋼襯框，將分體單元組裝成整體單元。

（2）本工程的橫向、豎向及斜向主受力框連接部位均采用日本進口的高彈性EPDM膠墊（1.3mm厚），該附件具有壓縮0.8mm后起到吸收型材加工端部偏差及密封作用，同時當主體變位傳到單元后起到高度變位而回彈的作用，回彈性可達100%，這樣就在變位過程中同樣起到密封的作用。

（3）本工程的單元主受力桿件及相配套的扣板交接部位均為異型角，為了使連接部位具有等強度傳遞荷載作用，在桿件及扣板的端部用鋁墊框轉接處理。尤其是斜的主受力桿件的內襯墊框的線密度達到10.6kg/m，單元的主材為鋁材，這樣就勢必增加單元型材的平米含量，本工程在保證單元整體性能和內外效果的前提下，經多次深化調整，但是由于結構復雜，造型特異，型材每平方米含量應不低于30KG，這也是這一工程采用墊框連接的一大特點。

（4）本工程的外層幕墻（我司承攬范圍）在熱工方面的追求不是很高，采用的面材為單片玻璃，在處理冷凝、結露水方面采取了一個新的工藝：單元上、中、下橫框及斜豎框部位均開設排水孔，同時用日本進口的單向排水塞（PVC材質）作為排水孔的單向導出閥，當室內有結露水時，結露水匯集到排水塞部位，單向排到室外，同時室外的水、氣等介質向室內流動時，排水塞內的浮動圓球就會受力浮起，將排水塞的排水孔密封，這樣起到氣密、水密的作用。

（5）本工程的單元對接部位，尤其是單元上橫框部位是緩沖主體變位的主控制部位。該部位采用±25伸縮量的EPDM高彈性膠堵，它能夠吸收因主體變位所產生的大量變形。該部件是由EPDM內包不銹鋼襯板制成。即具有一定的強度又具有一定的變形，在變位過程中即起到緩沖的作用又起到密封的作用。

6? 總評

通過本工程不難看出中國幕墻行業已經成為世界幕墻的引導者和主力軍，在該工程中對新結構的采用、對新技術的開發、對幕墻加工領域的開拓都已經達到了世界先進水平。

參考文獻：

[1] GB 50429—2007.鋁合金結構設計規范[S].

[2] GB/T 15225—94.建筑幕墻物理性能分級[S].