淺析高層幕墻建筑擦窗機的構造型式與應用

胡麗惠

(廈門特房建設工程集團有限公司，福建 廈門 361000)

隨著我國城市現代化建設步伐的不斷加快，幕墻建筑的應用也變得更加廣泛。在此類建筑實際使用過程中，擦窗機是十分重要的一項專用設備，對于幕墻建筑的安裝、清洗、維護以及設備檢修等都具有十分重要的作用。

擦窗機的構造型式與建筑設計及施工等密切相關，設計師應根據建筑物的屋頂平面、立面、高度、屋頂結構設計及設備行走有效空間等選用不同型號的擦窗機。

1 擦窗機的分類

根據具體的安裝方式，可以將擦窗機分為輪載式、屋面軌道式以及懸掛軌道式等相關型式[1]。

A.屋面軌道式 1)水平軌道式 軌道布置在屋面上。對于平面較為規整的屋面十分適用，安裝工藝比較簡單，且要求屋面具有較強的承載能力和充足的空間[1]。2)附墻軌道式 該型式主要沿著女兒墻的內側進行布置。適用于屋面有足夠的空間通道，且女兒墻有足夠的承載能力的建筑物。3)屋面固定式 不用設置軌道。適用于標準層面積較小的高層建筑。

B.輪載式 輪載式擦窗機是小型的擦窗機設備，可沿布置在屋面邊緣的通道行走。適用于屋面結構較為規矩，且有足夠的空間通道和承載能力的建筑物[1]。

C.懸掛軌道式 軌道設置于女兒墻外側或挑檐下方。適用于屋面沒有足夠空間，且女兒墻或屋頂挑檐有足夠承載力的建筑物。

D.插桿式 插桿支座布置在屋面或女兒墻。適用于裙樓屋面；屋面高度層次變化較多；安裝空間窄小的建筑物。

E.滑梯式 采用大型桁架作為作業臺架，適用于球面玻璃屋頂，金屬板材屋頂和拱形、單坡形、兩坡形玻璃屋頂的建筑。

在實際項目中屋面軌道式和插桿式應用最為廣泛。

2 擦窗機在土建設計階段的應用實例(廈門某金融大廈)

(1)工程概況 該大廈位于廈門市湖里區兩岸金融中心片區。項目為全玻璃幕墻的超高層辦公樓。建筑上部主體分為主樓與裙樓兩部分。主樓34層，裙房4層，建筑總高度140m，總建筑面積約10萬m2。主要功能包括商業、辦公和會議中心。

(2)設計方案前期條件 本案地處廈門東部，緊鄰城市主干道，毗鄰萬達城市廣場，具有極佳的企業展示效應，因此建筑整體形象頗為重要。根據前期策劃定位本案按5A甲級辦公樓的標準設計和建設。立面材料選擇以幕墻為主，采用較大的幕墻框分隔。對高標準的現代幕墻建筑而言，擦窗機是建筑外墻的維護和擦洗工作必不可少的硬件設施。為了充分考慮建成后外窗的清洗、維護，在土建設計階段就結合考慮了擦窗機的布置方案，預留后期擦窗機的安裝、使用空間、結構荷載及供水供電等條件。

(3)土建階段的擦窗機方案設計配合 經過與多家擦窗機廠家的密切配合，綜合考慮立面效果、安全性、經濟性等因素，最終確定項目的主樓采用屋面水平軌道式擦窗機，裙房采用插桿式擦窗機。

2.1 主樓采用屋面軌道式擦窗機

水平軌道式擦窗機是通過設置在屋面平面上的軌道系統與建筑物結構相連接的。軌道間距與擦窗機的型號和承載能力有關。軌道系統由基座、連接件和軌道三部分組成。軌道式擦窗機機體結構十分緊湊，并將回轉、行走、卷揚以及變幅等集于一體。卷揚系統可以使擦窗機能夠準確到各個立面地點。變幅機構可以使吊臂能夠產生回轉等運動，同時還可以使吊船返回到屋面，從而確保建筑物的外形美觀不受到影響。

本項目為全玻璃幕墻超高層建筑，擦窗機的垂直工作范圍較大，且屋面有足夠的空間通道，故主樓采用水平軌道式擦窗機。主樓共34層，32層以上建筑平面有做退臺。擦窗機的有效工作面應兼顧各個立面、各個樓層。擦窗機軌道間距2m，轉彎半徑(內徑)1.5m。基礎尺寸為500mm×500mm×400mm(長×寬×高),間距2m。

(1)初始方案 由于屋面設備用房及停機坪的限制，一臺擦窗機的工作范圍沒法兼顧建筑各個立面，該方案布置了兩臺臂長17m升頂式擦窗機。但是雙機雙軌方案成本很高。

圖1 主樓擦窗機平面圖(初始方案)

圖2 主樓擦窗機平面圖(優化方案)

圖3 擦窗車立面停車工作狀態圖

(2)優化方案 采用一臺臂長20m升頂式擦窗機。調整屋頂設備用房和停機坪的位置，把雙軌雙機方案改為單軌單機方案，大大降低了造價。

從圖1/2/3可以看出本項目屋頂層女兒墻較高(7m)，且布置了空調機、消防水箱等設備用房和停機坪。這些條件都給擦窗機的軌道布置帶來新的難題。為了使軌道更順暢，并保證一臺擦窗機的工作范圍能兼顧各個立面，對停機坪和設備用房進行優化調整。由此可見，在土建設備階段如果沒有考慮擦窗機的布置，后期加裝的難度就很大，甚至無法實現。

2.2 裙房采用屋面插桿式擦窗機

插桿式擦窗機是用可移動的插桿支撐在沿屋頂女兒墻布置的插桿支座上的擦窗機[2，3]。支座設置在屋面上的稱作屋面插桿式擦窗機；支座設置在女兒墻上的稱作附墻插桿式。插桿式擦窗機是小型擦窗機設備，它的特點是結構相對比較簡單、成本費用低。但在進行插桿和吊船換位等相關作業時，由于自動化程度相對較低，因此需要人工進行搬運，降低了作業效率。

本案裙房的女兒墻為玻璃幕墻，因此插桿不宜設置在女兒墻，故采用屋面插桿式擦窗機。在裙房屋面靠近女兒墻處布置插桿基礎55個，基礎標準間距2m。基礎尺寸為500mm×500mm×400mm(長×寬×高),埋件尺寸為400mm×400mm×12mm。插桿型式為屋面固定式插桿，數量2根為一套，成對使用，配置電動吊籃一部。不用的時候，插桿放倒，存放到屋面的適當位置，吊籃存放到地面室內合適位置。

3 結 語

擦窗機對高層幕墻建筑的必要性越來越受有識之士的重視。在土建設計階段，設計師和廠家應密切配合，相互提供信息，優化方案。相信隨著相關規范的逐步完善，擦窗機的應用將越來越廣泛，新的更先進的擦窗機也將被投入市場。擦窗機的應用研究和推廣，大大提升了幕墻的管理和維護成效，對人們生活環境的改善也意義重大。