曲面幕墻施工技術和管理措施研究

楊標

（寧波建工建樂工程有限公司，浙江寧波 315020）

0 引言

對于建筑而言，幕墻結構極其關鍵，其中，曲面幕墻更是由于其兼具美觀性與普適性的特點廣泛應用。曲面幕墻逐步完成由模仿到創新的發展路徑，并呈現出了多元化、個性化與藝術化的特點，造型上的靈活變化也導致曲面幕墻的施工難度提升，因此需要分析曲面幕墻施工技術中的要點，并圍繞具體施工需求提出針對性的施工管理措施。

1 曲面幕墻的施工難點

幕墻本質上是建筑的外墻圍護，不具備承重的功能，且往往采用懸掛的形式安裝，形式與安裝方式類似帷幕，故而得名“幕墻”[1]。幕墻是現代大型建筑與高層建筑中常用的墻體結構，有著輕量化與裝飾性的特點，主要由面板與支承結構組成，具備一定位移能力與變形能力，獨立于主體結構之外，不承擔主體結構的作用力。曲面幕墻（圖1）是外形呈現出曲面的幕墻結構，由于其在外形與結構上的特點，相較于常規幕墻施工難度更大，主要體現在設計、建筑結構材料加工與安裝施工方面。

圖1 曲面幕墻

曲面幕墻施工本身就具備較強的綜合性，需要設計團隊與施工團隊的密切配合，曲面幕墻的設計不僅是功能性與審美性的協調統一，也是后續施工過程的重要依據。因此設計是曲面幕墻施工中的重點與難點，優秀的設計能夠成為決策與施工之間的良好銜接，體現設計團隊與施工團隊的協調與配合。

從建筑結構的角度來說，曲面幕墻是建筑的外部保護與裝飾結構，與建筑的外墻結構相連接，想要保障建筑整體的穩定性，建筑人員就需要確保幕墻結構與建筑外墻結構之間裝配的精細性與合理性。

從材料加工的角度來說，曲面幕墻施工本身就需要用到包括玻璃、合金材料、石料等在內的，特質與性能各不相同的材料，因此如何根據曲面幕墻的功能需求選擇適宜的材料是必須解決的問題。不僅如此，曲面幕墻的加工難度也更大，需要根據設計對材料進行彎折、切割與焊接，往往需要采用特殊的加工工藝與設備。

曲面幕墻的安裝施工工藝復雜，需要多個環節的密切配合與有效銜接，需要嚴格按照預設的施工順序完成安裝，并且關注施工力度、精細度等問題，還需要對根據實際情況對幕墻進行防水、防銹蝕、防日曬等特殊加工處理，所以說安裝施工是曲面幕墻施工過程中最為核心的難點。

2 曲面幕墻施工技術的應用要點

2.1 BIM 技術綜合運用

BIM 技術是現階段建筑行業中廣泛應用的技術，將其應用到曲面幕墻施工之中，能夠借助其在數據獲取與處理方面的優勢，對曲面幕墻施工技術進行優化與迭代，因此實現BIM 技術的綜合運用是曲面幕墻施工技術的應用要點之一。在輸入足夠的數據后，施工方可利用BIM 技術構建曲面幕墻的參數化模型，并發揮其在圖紙設計、工程量計算以及施工優化方面的作用。具體來說，BIM 技術在曲面幕墻施工中的綜合應用主要體現在數據信息共享、可視化施工與成本控制上。圖2 為BIM 參數化模型應用途徑。

圖2 BIM 參數化模型應用途徑

施工方可以利用BIM 技術的參數化模型構建曲面幕墻施工數據的協同平臺，并將施工構件的材料信息、參數數據以及三維模型等資料整合到平臺上，為曲面幕墻全施工環節的信息共享的實現提供助力。數據在經過處理之后能夠直接呈現在BIM 模型上，方便設計方、施工方與監理方以直觀的方式進行數據共享，為三方的溝通與協作提供便利，極大程度上提升信息共享的效率。BIM 技術還可以與Iban 系統配合，對曲面幕墻的施工進程進行動態管理，通過數據對施工過程中存在的問題進行總結與預判，并根據問題的實際情況對施工工藝進行調整[2]。

曲面幕墻的BIM 模型構建完成后，技術人員還可以將其用于與現場施工人員進行可視化交流，將施工工藝以數據變化與參數調整的形式導入虛擬模型之中，實現對施工效果與施工進度的實時反饋。不僅如此，曲面幕墻的虛擬建模還能夠與實際的施工計劃相對照，為施工計劃的調整與完善提供依據。

由于曲面幕墻涉及的原料種類多、施工技術復雜、施工難度大，成本控制工作也面臨著更大的挑戰。而BIM 技術在曲面幕墻施工的成本控制方面有著突出的優勢，能夠借助BIM 技術分析得出的數據構建成本控制模型，對曲面幕墻的施工成本進行全流程跟蹤統計。結合多種技術指標的動態變化，相關人員能夠確定導致曲面幕墻成本變動的因素并進行具體分析，以此對成本計劃進行調整，提升成本計劃的合理性與有效性。在曲面幕墻施工過程中，技術人員還應當將BIM 模型中的進度信息與預算信息相關聯，借助曲面幕墻的BIM 模型對現場施工條件進行還原與模擬，優化材料、設備、人力等資源的配置，在此基礎上提升曲面幕墻成本預算的科學性。

2.2 幕墻吊籃施工

由于曲面幕墻位于建筑的外立面，施工人員往往采用吊籃施工技術，而這一技術的應用水平與細節把控將直接影響到曲面幕墻的施工效率與安全性。吊籃由八根鋼絲繩進行牽引與控制，其中4 根分為兩組，分別作為吊籃的主副鋼絲繩，作為動力繩牽引吊籃，另有兩根鋼絲繩由于調整吊籃的運動角度，兩根作為吊籃上升下降的軌道繩，同時也用于調節吊籃與施工面之間的距離，起到保險作用[3]。在吊籃的運行角度調節繩下端還需要單獨安裝一組電機，固定在地面上，為軌道繩的運動提供動力，并將吊籃系統的控制裝置安裝在吊籃內部，方便施工人員靈活調整吊籃的角度與位置。吊籃在安裝過程中需要關注以下要點。

（1）吊籃系統安裝方案的確定，曲面幕墻施工中使用的吊籃系統主要由吊籃裝置系統、剛構架系統與運行角度控制系統3 個部分組成，需要根據曲面幕墻的施工需求與施工現場的實際情況選擇相應的裝置與系統。以某建筑曲面幕墻的施工為例，為保證吊籃能夠在曲面幕墻的水平斜面上移動，施工人員在原有吊籃系統的基礎上調節軌道繩的數量與走向，改變傳統的垂直運動軌跡，提升了吊籃運動的靈活性。吊籃安裝示范如圖3 所示。

圖3 吊籃安裝示范

（2）吊籃運行系統的安裝與調節，為保障吊籃運行系統的穩定性與安全性，施工人員需要根據實際情況在系統中安裝加強鋼絲繩，分別固定在前梁與花架梁上，另一端繞過定滑輪，并在合適的位置安裝限位塊。在吊籃運行系統投入使用之前，施工人員還需要進行穿繩檢查，將面板上的轉換開關撥至待檢查的提升機一側，并將鋼絲繩穿過安全鎖后插入提升機上端孔內，開啟上行按鈕。若提升機能夠自動完成鋼絲繩的穿繩金偉，則證明系統正常運行，一旦出現異常情況，則需要立即停止穿繩工作。

2.3 無規則曲面幕墻施工

無規則曲面幕墻的施工在曲面幕墻施工領域也具備較強的特殊性，考慮到采光、塑形等方面的需求，通常會采用玻璃作為原料，但由于玻璃易碎，同時自重較大，在無規則曲面幕墻施工中還需要關注吊運技術與構件定制兩個要點。

無規則曲面玻璃材料的吊裝工作需要保證平穩性與安全性，避免玻璃破損導致項目成本提升，工期延長，隨意吊運系統應當由電動設備，置物架、滑輪與軌道四部分組成，滿足復雜施工條件下的物料運輸需求。這一吊運技術的優勢在于能夠規避玻璃構件之間的碰撞風險，提升施工作業的連續性與施工效率。

而在無規則曲面幕墻構件的定制上，構件模型精細度的提升與物聯網技術的支持能夠使構件定制的精確度提升，避免傳統定制模式中手工操作帶來的誤差，直接基于模型進行導料，由數控機床完成構件加工，降低生產成本的同時提升加工的效率。

3 曲面幕墻施工管理的有效措施

3.1 強化前期施工準備

曲面幕墻施工前的準備工作是施工管理中的重要環節，強化前期準備工作是提升曲面幕墻施工管理工作效果最為行之有效的途徑之一，具體來說可以從設計圖紙的審核以及對施工材料的管理兩個方面入手。

首先，建設方在曲面幕墻施工開始之前需要從適應性與可行性兩個維度對設計圖紙進行審查，適應性指的是曲面幕墻的設計需要滿足建筑的功能需求，同時適應所處環境，而合理性指的是設計能夠經由當前的施工技術轉化為現實[4]。因此在施工準備階段施工方應當加深與設計方之間的交流，并由建設方組織圖紙的審核會議，由設計、施工與監理三方共同參與。設計方在會議中需要向施工方與監理方簡單闡述曲面幕墻的基本設計理念與功能目標，施工方如果存在疑問，可以當場提出，三方共同從技術與成本角度討論設計的科學性。而施工方則需要對確認的圖紙進行分析與解讀，明確施工技術、流程與材料需求。在曲面幕墻設計圖紙確認后，施工方還需要對施工現場進行勘探，基于曲面幕墻結構與施工條件制定施工方案，充分運用人員、設備、材料等資源，確保設計能夠得到有效落實。

其次，曲面幕墻的施工方還需要加強對施工材料的管理，曲面幕墻施工的復雜性與材料的多樣性導致其施工質量會很大程度上受到施工材料的影響，因此在采購施工材料與構件時，采購人員需要依據固定的標準。曲面幕墻材料的標準需要以國家的規定為底線，以滿足曲面幕墻的性能與功能需求為基礎，盡可能選擇性價比高的材料，同時選擇具備相應資質的供應商合作。為保證曲面幕墻的材料與構建處于良好的狀態，施工人員還需要加強材料的入場檢查與保存。施工人員需要結合施工材料的數量、用途與屬性選取合適的質檢方法，并在材料初次入場進行全檢，后續入場可采用抽檢，避免出現漏檢與錯檢的問題。曲面幕墻施工材料入場后，施工人員還需要關注材料的保存，為不同的材料創設適宜的儲存環境，保證材料的質量與性能，盡可能延長其使用壽命，避免環境因素對其造成負面影響。

3.2 健全施工安全管理機制

曲面幕墻施工過程中安全管理機制的構建是有效施工管理的必要前提，如果不能保證施工安全，那么一切施工管理措施都將失去價值。特別是在曲面幕墻施工難度大、施工環境惡劣的前提下，施工安全更加需要關注與重視[5]。

曲面幕墻施工人員需要健全施工安全管理機制，擴大施工安全管理的范圍，為施工人員安全意識的培養提供助力。一方面，施工人員作為施工流程的落實者與施工技術的操作者，不僅要掌握施工設備的原理與操作方法，還需要對施工安全管理工作形成正確認識，自覺配合相關工作的落實。為提升培訓教育活動的效果與靈活性，還需要加大對網絡平臺的應用力度，將培訓內容整合成視頻的形式，上傳到網絡平臺，為施工人員的自主學習創造條件。另外，施工方還需要根據曲面幕墻的施工內容與技術特點構建施工安全責任體系（圖4），在現有安全生產制度的基礎上進行適應性調整，在施工安全總目標的基礎上對目標進行細化，落實到具體的崗位與員工。

圖4 曲面幕墻施工安全責任體系

4 結語

綜上所述，曲面幕墻是外形呈現出曲面的幕墻結構，由于其在外形與結構上的特點，相較于常規幕墻施工難度更大，主要體現在設計、建筑結構與安裝施工三個方面。在應用曲面幕墻施工技術時，施工人員需要關注BIM 技術綜合運用、外幕墻吊籃施工與無規則異形幕墻施工等要點。想要實現對曲面幕墻施工的有效管理，相關人員就應當強化前期施工準備，健全施工安全管理機制。