大型場館魯錦式石材格柵遮陽幕墻施工技術

張宇哲，郎路光，李廣旭，朱旭城，熊煥然，申 錢

（1.中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430000）

近年來，大多數建筑師在進行幕墻設計時，鐘情以玻璃和鋁合金為主要材料的玻璃幕墻，但由于玻璃幕墻存在溫室效應，而溫室效應在山東炎熱的夏天將成為影響建筑舒適度的致命問題，因此，遮陽設計成為目前幕墻設計中必不可少的環節。“魯錦”歷史悠久，因其紋彩絢麗，燦爛似錦而聞名。因“魯錦”古樸典雅，具有濃郁的鄉土氣息和鮮明的地方特色，成為代表齊魯大地的民間文化之一。隨著人們對建筑的功能性和美觀性要求的提高，建筑幕墻的應用開始受到人們的重視，石材幕墻以其強度高、不易變形、造型美觀等優點開始被廣泛應用。濟寧市群眾藝術館建筑外立面借鑒中國傳統木構建手法，采用織網狀百葉，營造類似于“魯錦”手工編制的質感，體現地方文化特色，形成虛實對比、簡潔大方的現代風格。

1 工程概況及建筑特點

濟寧市群眾藝術館位于山東省濟寧市文化中心北端，西臨太白湖濕地公園，是以藝術創作、藝術制作、藝術培訓、藝術展示為核心功能，以藝術輸出、藝術服務為輔助功能的現代化地方群眾藝術館，其結構類型為鋼框架-混凝土剪力墻組合結構，樓面采用現澆梁板、鋼梁、現澆鋼筋桁架樓承板。建筑屋頂為鋼結構桁架，建筑高度32.3m，建筑面積31 829m2，幕墻面積約4 萬m2，其中外遮陽天然石材格柵系統面積約9 200m2，如圖1 所示，建筑特點如下。

1)空間靈動 通過中庭及連廊的設置，旨在打造步移景異的活力空間，頂部2 400t 鋼桁架主要由8 個交通核支撐，中庭桁架最大跨度24m，鋼結構連廊最大跨度21m。

2)文化交匯 群藝館6.5 萬根天然石材遮陽格柵幕墻，營造“魯錦”手工織感。

3)石材格柵節點復雜 6.5 萬根“魯錦式”石材格柵采用四種“編織”形式，節點構造復雜。

4)大轉角空間 大轉角空間幕墻位于建筑的東南角。系統采用豎向鋼肋做為主要結構構件，最大轉角空間石材格柵幕墻面積約1 000m2。

圖1 濟寧市群眾藝術館航拍影像

2 石材格柵幕墻設計特點

2.1 設計理念

外石材格柵系統借鑒中國傳統木構建手法，采用織網狀百葉，營造類似于“魯錦”手工編制的質感，體現地方文化特色，形成虛實對比、簡潔大方的現代風格（圖2、圖3）。

圖2 魯錦式石材格柵設計理念圖

圖3 外立面石材格柵幕墻

2.2 設計特點

如圖4 所示，魯錦式石材格柵幕墻以水平向作為定量，垂直向桿件0～90°旋轉表達黑白灰，用黑白灰的變化來體現濟寧市群眾藝術館外立面肌理。

圖4 魯錦式石材格柵桿件排布示意圖

石材格柵幕墻是本建筑效果的重點，幕墻整體采用骨架采用鋼結構外包鋁合金型材，石材裝飾線條通過鋁合金連接件，連接到鋼立柱上表面熱浸鍍鋅處理。幕墻格柵根據組合形式不同，主要可以分為3 種方式：垂直疊加方式、豎向窗格方式和水平疊加方式（圖5～圖7）。

圖5 垂直疊加方式示意圖及遮陽幕墻內部效果圖

圖6 豎向疊加方式遮陽幕墻內部效果圖

圖7 水平疊加方式示意圖

3 石材格柵幕墻施工質量難點分析

1)格柵構件測量定位精度要求高 為了保證外立面風格的統一和整體的視覺效果，石材格柵的測量定位工作需要在施工過程中重點考慮。石材格柵水平方向的安裝誤差必須進行控制，避免誤差累計造成石材格柵安裝效果不理想。

2)格柵節點安裝質量控制難度大 石材格柵節點設計為鋁合金壓型卡箍形式，通過卡箍件將石材兩端與幕墻鋼龍骨進行連接，卡箍安裝定位質量要求高，兩端卡箍定位的精準程度直接影響格柵能否正常安裝以及安裝效果是否滿足平直度要求。

3)幕墻格柵安裝方式多樣 格柵的安裝方式分為垂直疊加、豎向窗格及水平疊加，不同的安裝方式節點構造設計差別較大，需要對每個節點進行深化設計并做好交底，保證安裝質量。

4 質量提升手段及實施效果

4.1 優化測量控制網、標高分段控制

1)如圖8 所示，結合現場條件及外幕墻形式進行測量控制網布設，確保每點測設均有3點通視。

圖8 平面測量控制網布置

2)如圖9 所示，每層每段幕墻兩端設置標高控制點，龍骨立設完畢后，每10 道格柵設置一處標高控制線，避免累計誤差。

圖9 標高控制網布置

4.2 調整節點方案、卡箍件定型加工

1)對石材格柵幕墻節點進行二次深化，優化調整格柵節點構造，確保橫向格柵通長或通視，如圖10 所示。

圖10 石材格柵節點優化前后對比

2)結合實體樣板幕墻節點情況，淘汰鋁合金板壓型卡箍件形式，采用定型鋁合金卡箍件，并增大鋁合金卡箍件截面尺寸至5mm，并在工廠進行定制加工鉆孔，避免現場人工鉆孔。

4.3 運用三維建模深化圖紙

如圖11～圖15 所示，建立格柵幕墻三維模型，對安裝格柵不同方式進行節點深化，并且3D分析，按照三維建模給出的深化模型進行安裝。

圖11 垂直疊加方式節點深化

圖12 豎向疊加方式節點深化

圖13 水平疊加方式節點深化

圖14 天然石材幕墻格柵三維模型效果圖

圖15 天然石材幕墻格柵三維模型分解

5 結語

濟寧市群眾藝術館是中國面積最大的天然石材幕墻格柵單體，幕墻工程難度較大，質量控制任務艱巨，通過本論文中所提出的技術要點，有效地提高石材格柵幕墻實測實量合格率，提升了幕墻工程施工的質量，對今后同類型的大型文化場館“魯錦式石材格柵遮陽幕墻”施工質量的控制有較好借鑒價值。