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单元式幕墙设计若干问题探讨

来源:2014年会论文集  作者:黄庆文  日期:2014-4-28
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  提要:本文通过实际工程案例阐述了一般成熟的单元幕墙技术特点
  关键词:支座、大装饰线、转角板块、收口板块、单元与框架收口、单元退台

  1 单元幕墙的发展现状

  这几年中国房价稳定增长,幕墙行业主流产品的价格却基本没变,从建楼成本来说,外装所占整体建造成本的比重越来越低,这就促使了越来越多的业主喜欢选择高档幕墙产品。

  多数业主首先愿意把钱花在材料上,比如用双银LOW-E中空超白钢化玻璃夹胶中空玻璃铝型材表面选用进口4涂的氟碳涂料或者高级阳极氧化工艺等。也有些业主喜欢追求功能复杂、技术新颖的幕墙产品,例如单元式双层幕墙光电幕墙(词条“光电幕墙”由行业大百科提供)、三向斜交网格单元幕墙等。我们可以发现众多高档幕墙产品都围绕着一个词语——单元式幕墙

  单元式幕墙作为一种基础幕墙形式,其技术已经非常成熟可靠。广泛适用于各种形式的幕墙,尤其超高层幕墙和规则曲面幕墙。从工业化生产的角度来看,单元式幕墙是目前工厂化程度最高的幕墙形式。

  2 幕墙功能的演变

  记得中国刚引入单元幕墙技术时,面对国外纷繁复杂的单元幕墙资料,多数人只能摸着石头过河。踏实的设计者们会通过试做样板来研究分析各种单元幕墙的优缺点,也有部分设计师为了增添卖点,把很多幕墙的关联产品集成到单元幕墙当中,这些新型幕墙产品通常由于适用面较窄而不能进一步扩大应用。

  之前宣传最火的莫过于“双层幕墙”概念,双层幕墙有“循环通风”的功能,通过热压原理和烟囱效应,使幕墙“冬暖夏凉”。实际上这两种物理现象在幕墙实验室里的实际作用并不明显。但北方冬季双层幕墙的保温作用还是很有效的,前提是双层幕墙内腔封闭形成热腔,很好的起到了缓冲层的作用,类似于北方农村家家户户在房子外搭的保温棚。

  又如之前光伏行业蓬勃发展的时候,很多业主有这方面需求,所以幕墙也顺应潮流集成了光伏产品,但因为适用范围较窄,光伏幕墙(词条“光伏幕墙”由行业大百科提供)始终不能大面积流行。但不可否认,当真正解决了光伏产品的低转换率、热斑效应、发热等问题后,光伏幕墙一定能全面推广。

  近年行业格局发生变化,本地设计顾问公司犹如雨后春笋般出现,设计院和顾问公司的交流非常频繁,使建筑师能够在规划设计时就考虑到很多幕墙能够实现的构件形式。幕墙设计师和建筑师在一起往往能产生非常好的化学反应,促使年轻的建筑师能够萌发更好的设计灵感,这一点同时也是一种双赢。

  当代单元幕墙开始褪去以往种种华而不实的外衣,变得更加注重线条轮廓、材质档次,通过复杂夸张或不同材质的装饰线条,或异形单元板块来实现更复杂的建筑形体。同时,随着加工水平的提高和对单元幕墙理解的加深,单元幕墙的防水密封性能也不断改善。

  3 工程实例,技术要点

  下面通过分析具体的单元幕墙项目,让大家客观的了解当今单元幕墙的技术特点。

  江东和谐广场CBD座是一个集商业休闲、星级酒店、产权式酒店、高档办公为一体的大型城市综合体,总建筑面积约39万平米,建筑高度252m。(如图 1)

  其中BD塔楼单元式玻璃幕墙系统为本工程的大面主要系统。他位于BD座塔楼,西立面一至屋顶层,东立面五至屋顶层。玻璃面板选用8(low-e)+12A+6双钢化单银中空玻璃龙骨选用单元式铝合金型材。(如图2)

  该系统外观形式为竖向大装饰线条,横向隐框,整体造型挺拔流畅。单元幕墙系统采用了横滑式构造。所谓的横滑式,就是上下板块的边横梁互相插接,上下板块的立柱(词条“立柱”由行业大百科提供)互相独立,这种设计拥有最好的层间变位适应能力。

  在受力满足的前提下,用开口式立柱型材有非常多好处。例如方便安装横梁,吊装时方便插接和进行内侧的封堵,节省材料等。但开口型材出厂时的弯曲变形一般比闭口型材大,必须要调整好模具和工艺,并在截料前进行校直调整。

  本项目3.9米以下层高立柱采用开口式构造,4.8米以上层高立柱采用闭口式构造,充分发挥了开口和闭口型材各自的优势。

  4设计过程中遇到的问题及解决办法

  在项目施工深化设计中,我们碰到一系列设计问题:

  4.1 支座设计问题

  支座是幕墙唯一和结构有交接的部位,因此设计院最关心此部位的设计问题。在初步设计中,我们采用的是一般的工字钢梁侧加焊腹板+肋板(词条“肋板”由行业大百科提供)的方法,后来和设计院沟通后被否掉,原因是由于本支座悬挑较长,单点悬挑会对结构影响较大,而且腹板高度方向较长,变形不好控制,需要加很多肋板加强,使焊接量加大,可能导致主体钢构(词条“钢构”由行业大百科提供)弯曲变形。

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