超高層單元式玻璃幕墻施工技術的優化

解成林 鄭同琪 李 萌

（中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

為了充分利用空間面積，高層建筑甚至超高層建筑的建設越來越多。高層建筑一般為10 層以上建筑，超高層建筑一般為40 層以上的建筑。在超高層建筑的施工過程中，一般會采用玻璃幕墻的圍護結構。玻璃幕墻是以支承結構為主體的圍護結構，可以承擔建筑結構的部分壓力，是一種既美觀又節約資源的墻體裝飾方式[1]，但玻璃幕墻施工過程的安全及施工質量需要特別重視，因此，研究超高層單元式玻璃幕墻施工技術優化設計，確保施工質量和安全意義重大。

1 超高層單元式玻璃幕墻施工技術優化設計

1.1 加固單元式玻璃幕墻支承結構

超高層單元式玻璃幕墻支承結構較為復雜，施工難度大，在施工環節出現任何失誤，都有可能出現支承結構不穩定的現象，從而導致施工安全事故。支承結構具有承擔建筑工程部分壓力的作用，在外圍墻體上屬于主要受力構件。因此，在進行玻璃幕墻施工技術優化的過程中，加固單元式玻璃幕墻至關重要[2]。此外，加固過程需要對建筑造型、施工結構形式進行充分分析，再將玻璃肋、不銹鋼立柱等材料作防腐加固，減少后期老化對建筑安全造成的不良影響。

1.2 控制連接件的安裝深度

連接件是玻璃幕墻施工過程中的固定構件與扣件，固定構件是以不銹鋼材質為主建造而成，扣件是不銹鋼材質加工而成。考慮到連接件與支承結構之間的材料聯系，固定構件與支承結構之間需要使用接卸固定，保證支承結構與連接件之間的穩定，因此，連接件的安裝深度是施工技術優化的關鍵步驟。玻璃幕墻在固定支承結構時會產生附加應力，通過少量位移可以調整施工差異[3]，但連接件的安裝深度往往會因為位移誤差而改變，在工程完成前期雖然不會出現較大的危害，隨著使用時間的增加則可能會危害整個建筑外墻的安全。因此，在安裝深度控制方面，需要充分考慮玻璃幕墻的附加應力，同時考慮到外圍墻體的減震能力與抗震能力，最大限度地提高玻璃幕墻施工的安全性。

1.3 吊裝幕墻拼接板塊

與傳統幕墻結構不同，單元式玻璃幕墻是由多個大塊單元板進行吊裝拼接而成。在實際吊裝過程中，板塊容易出現擺動與轉動的情況，因此需要在施工之前加強垂直運輸部署，將單元式玻璃幕墻從下到上逐層安裝，對于收尾施工需要考慮到成品保護的效果[4]。吊裝幕墻單元板塊時，需要在起吊的過程中設置導向繩，除了專有的吊裝工具之外，還需要在工具兩側放置兩條綁繩與導向繩共同控制幕墻吊裝。如吊裝單元板塊與其他環節同時施工的情況，需要重視施工人員安全，并防止板塊出現碰撞與高空墜物的危險。

1.4 優化玻璃幕墻通風設施

由于單元式玻璃幕墻通風效果不佳，室內通風效果隨之下降。為實現玻璃幕墻的安全施工，優化超高層單元式玻璃幕墻通風設施作為最終步驟呈現，如圖1所示。

圖1 單元式玻璃幕墻

在玻璃幕墻的踢腳處增設通風設施，與幕墻下方的百葉窗相連，用來改善室內舒適度。對于以往的通風設施而言，風量較小，在一定程度上可以改善室內舒適度，但隨著室內人員的增加，通風設施會出現“卡住”的現象。因此，優化后的通風設施與百葉窗、幕墻防火層相連，既可以保證室內通風效果，又可以減少火災隱患。

2 實例分析

2.1 工程概況

為了驗證本文設計的超高層單元式玻璃幕墻施工技術的實用效果，以X 超高層玻璃幕墻施工工程為例，對上述技術進行實例分析。該工程包括辦公樓與地下停車場兩部分。其中，X建筑樓體高度約310m，構件高度約320m，共有60 層，其總建筑面積約301245.586m2，地上面積約215421.452m2，地下面積約85824.134m2。X 超高層建筑以商用為主，每層樓均以連廊相連，建筑外圍護結構采用玻璃幕墻。該建筑采用雙層玻璃作為外圍墻體，并在工程預制組裝后，帶到施工現場吊裝施工。玻璃幕墻在施工過程中較為重視單元板塊的安裝質量，需要在保證工程施工質量的前提下，確保樓體外觀的美觀效果。

2.2 應用過程

由于X 超高層建筑的層數較高，使用單元式玻璃幕墻施工時，很容易出現高空墜物，因此，需加強幕墻施工安全保證措施，加固單元式玻璃幕墻支承結構。在項目設計階段、材料供應階段、生產加工階段、加工檢查階段、安裝階段、驗收階段，均作出合理的安排。另外，在現場安裝時，格外注意材料與構件的堆放方式。需要嚴加把控連接件的安裝精度，最大限度地保證玻璃幕墻的施工質量。除此之外，X 建筑工程從施工安裝到驗收階段均有專人負責，降低了安全隱患存在的可能。為了保證最終的施工質量及安全，采用下式對施工質量安全指標進行計算。

式中：Cquality——施工質量安全指標；

Ire——相關指標系數；

Wx——玻璃幕墻施工能耗；

Cmass——質量計算系數。

通過此指標的計算，可以更加清晰地分析出施工優化技術的安全情況。

2.3 應用結果

本文選取項目設計階段、材料供應階段、生產加工階段、加工檢查階段、安裝階段、驗收階段、現場檢查階段等施工階段作為施工質量檢查要點，并利用公式（1）計算出單元式玻璃幕墻施工質量及安全指標，并與傳統超高層單元式玻璃幕墻施工技術的施工質量及安全指標進行對比，如表1所示。

表1 施工技術優化前后質量及安全指標對比

從表1 可知，施工質量及安全指標越高，說明施工質量越安全。在相同條件下，傳統超高層單元式玻璃幕墻施工技術的施工質量及安全指標偏低，僅在合格范圍之內，對于突發事件的應對措施還不夠。其中，生產加工階段的質量及安全指標較高，為0.890；安裝階段的質量及安全指標較低，為0.851，存在較大的安全隱患。而本文設計的超高層單元式玻璃幕墻施工優化技術的施工質量及安全指標均超過0.997，并無限趨近于“1”，施工質量更佳，符合本文研究目的。

3 結束語

在超高層建筑施工過程中，外部圍護結構往往使用玻璃幕墻的形式，不僅可以使建筑更加美觀，還可以減少資源浪費現象，是目前最為實用的建筑外墻形式。但是，超高層建筑樓層普遍在40 層以上，在幕墻施工過程中，存在高空墜物的安全隱患，對施工人員與地面人員的安全造成了較大的威脅。而本文對超高層單元式玻璃幕墻施工技術的優化，在施工質量及安全上有很好的保障，質量及安全指標均超過0.997，能為建筑工人提供更加安全的施工環境。