某国际会展中心双曲幕墙屋面的设计要点幸晴文

某国际会展中心双曲幕墙屋面的设计要点幸晴文
发布时间：2021-10-20T06:27:47.233Z 来源：《建筑模拟》2021年第8期作者：幸晴文[导读] 在我国社会经济迅速发展的大环境下，建筑行业也在不断地进步与发展。

在某国际会展中心的建筑过程中采用了双曲幕墙屋面的设计，这不仅为某国际会展中心增加了艺术的风格，同时也良好地利用新的建筑技术，为中国建筑行业的发展交了一份满意的答卷。

本文通过阐述双曲幕墙屋面设计的一些要点，希望能够为行业发展提供一定的帮助，也能让双曲幕墙屋面设计以及施工提供一些参考。

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摘要：在我国社会经济迅速发展的大环境下，建筑行业也在不断地进步与发展。

在某国际会展中心的建筑过程中采用了双曲幕墙屋面的设计，这不仅为某国际会展中心增加了艺术的风格，同时也良好地利用新的建筑技术，为中国建筑行业的发展交了一份满意的答卷。

本文通过阐述双曲幕墙屋面设计的一些要点，希望能够为行业发展提供一定的帮助，也能让双曲幕墙屋面设计以及施工提供一些参考。

关键词：国际会展中心；双曲幕墙屋面；设计要点
某国际会展中心是一个综合性的建筑群，将会议、展览、购物等用途集于一身，因此能够满足人们更多的需求。

同时某国际会展中心也因为其建筑面积达到约158万m2，成为了世界最大的会展中心，其中也有很多设计理念以及建筑技术获得了一定的荣誉。

双曲幕墙屋面这一设计引用在了中央廊道屋面中，这也是世界最长的中央廊道，通过双曲幕墙屋面设计让整个廊道显得更加宏伟磅礴，也能展现出大国的气魄。

某国际会展中心的中央廊道屋面设计采用双曲幕墙的设计方法，并包含这结构设计、屋面板材设计、排水防水设计、吊顶设计等多个方面，而对这几方面的设计进行分析，也能表现出中国建筑设计的发展与创新。

一、结构设计
（一）网壳结构
双曲幕墙屋面设计中最为突出的就是网壳结构的设计，幕墙主要依靠龙骨进行支撑，通过单层网壳结构系统能够让双曲幕墙屋面的主体结构施工更加方面，也能达到工期的要求。

单层网壳结构具有很多特点，首先网壳结构拥有一定的杆件结构与薄壳结构的特点，应用范围较广可以民用也可以用在工业建筑当中，同时也能使用多种建筑外形，会让建筑造型更加优美，既能够表现出建筑的静态美，也能通过网壳结构和一些支撑物的变化，让建筑物拥有动态的美感[1]。

其次，网壳结构跨度可以很大，并且利用了曲面结构，能够让力量流动更加均匀，同时也能使网壳结构更加具有刚度，提高建筑的质量，还有网壳架构能够利用较小的构件形成更大的空间，进而为建筑单位减少成本，提高了网壳结构应用的经济效益。

最后，网壳结构由多个小立柱组成，有着一定的自然排水功能，同时在安装过程中也不需要大型的机械设备，让安装更加节省成本与时间，提高建筑施工的效率。

（二）整体结构
某国际会展中心屋面整体的双曲造型是由多个尺寸不一的菱形所组成，并且菱形格内的两个三角形并不共面具有一定夹角，因此双曲幕墙屋面结构异常复杂，施工具有一定的难度。

而且双曲幕墙屋面的网壳杆件也是利用矩形钢通在主曲率方向进行罗列形成的，并且要求与主梁平行，这样就能够将主梁分成四个长度一样的节点，使菱形分为两个三角形，而菱形的四个边需要利用钢通，并利用吊装的方式将菱形钢架进行拼接，形成网壳结构。

菱形钢架具有一定的重量，同时也需要进行一定的支撑，因此在进行设计时利用了八个支撑点分别为四个角与四条边，这样能够更好地对菱形钢架进行支撑，保证其稳定性。

在进行钢架网壳设计与施工过程中，需要对结构进行严格的分析，本工程采用SAP2000软件对网壳结构进行分析，从而分析出双曲屋面龙骨的强度以及稳定性，保证某国际会展中心双面幕墙屋面结构的安全性。

二、屋面板材设计
（一）金属板幕墙
某国际会展中心中央廊道的双曲幕墙屋面大部分是金属板幕墙，只有10%左右是由采光玻璃幕墙构成。

金属板幕墙它采用目前应用最成熟的系统：它分为2部分组成，最外侧是装饰部分为3mm铝板系统，内侧防水部分是0.9mm铝镁锰直立锁边金属屋面板系统。

装饰用的3mm铝板采用氟碳喷涂具有很好的耐久性和美观性，铝板本身在加工厂加工时采用了“几”字形铝合金加强筯保证铝板的平整性。

0.9mm铝镁锰直立锁边金属屋面板加工简单方便，通过压型设备工地现场即可压型加工，根据建筑物的造型可生产常规的平行板，也可以生产扇形、弧形板。

屋面板之间板大肋扣小肋通过“T”形铝合金支座机械咬合的固定方式固定（如图1所示），整个固定方式无外露螺钉，这样屋面板随着温度的变化能自由伸缩整体防水性能好。

在屋面板内侧有设置保温棉、吸音棉从而保证整个会展中心的保温和隔音性能。

金属板幕墙装配图如图2所示：
图1 直立锁边金属屋面板机械咬合固定方式示意
图2 金属板幕墙装配图
（二）玻璃幕墙
采光玻璃幕墙屋面的面积虽然只有总面积的10%，但采光玻璃幕墙屋面能够为中央廊道提供光、热以及美感。

采光玻璃所使用的是超白钢化夹胶玻璃，在工厂利用结构胶与铝合金副框组框，在工地现场通过铝合金压块固定，为防止强风将玻璃掀开，玻璃外侧增加两个圆形不锈钢压片压住玻璃。

采光顶玻璃幕墙装配图如图3所示：
图3 采光玻璃幕墙装配图
三、排水与防水设计
（一）排水设计
在某国际会展中心双曲幕墙屋面设计中采用排水天沟的设计，而排水天沟并不是具有系统的排水管结构而将雨水有组织的排出，而是一种雨水收集的设计。

排水天沟有效利用自身结构特点，将雨水引导到外部，但考虑到整个屋面的结构，因此要将这一功能做到完整，既要保温、隔热又要隔声、引水[2]。

所以在进行排水天沟设计过程中需要利用金属槽与部分装饰面板，并在两者之间填充适量的隔音棉。

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国际会展中心双曲幕墙屋面设计将排水天沟设计在南面和北面，并且利用了奥氏体316不锈钢U型天沟，其不锈钢板厚为2mm，同时也需要钢通龙骨进行支撑，这样能够有效解决排水天沟安全的问题。

在不锈钢水槽下面也要利用防水卷材进行包裹，并且利用氟碳喷涂处理铝板，保证其美观性，铝板与不锈钢中间的空隙也需要利用隔音棉进行填充，更好地做到隔音的效果。

同时在隔音棉上需要铺设隔汽膜，这样能够避免隔音棉潮湿而发霉。

不锈钢水槽内也要用虹吸雨水管对雨水进行处理，起到排水的效果。

排水天沟装配图如图4所示：
图4 排水天沟装配图（二）防水设计
防水设计是每个大型建筑都必须要保证的，而某国际会展中心中央廊道双曲幕墙屋面的设计更是离不开防水系统。

屋面的防水性是最为重要的物理指标，在设计时选用金属屋面板也是充分考虑其优越的防水性：1、直立锁边屋面板最长可以加工到125米，所以保证了屋面板之间不需要接缝；2、屋面板之间板大肋扣小肋通过“T”形铝合金支座机械咬合的固定方式固定（如图1所示），整个固定方式无外露螺钉；3、屋面板肋高有65mm，整块屋面板就像个水槽，屋面板上的水能及时排到天沟里面，避免雨水从板缝里渗透。

采光玻璃幕墙的铝合金底座设计成了水槽状断面，当有冷凝水时可以滴到这个铝合金底座内，避免滴到室内。

采光玻璃幕墙的铝合金底座设计示意图如图5所示：
图5 采光顶玻璃幕墙的铝合金底座设计示意图四、吊顶设计
某国际会展中心双曲幕墙屋面设计中的吊顶格栅设计具有一定的特色：采用3mm铝板做底板，铝板上布有60x40铝通型材，在铝板分缝位置布有100x60的铝通型材。

3mm铝板与60x40铝通型材在工厂一起组装加工好，这样能保证施工的工期。

吊顶格栅装配图如图6所示：
图5 吊顶格栅装配图
五、结语
某国际会展中心双曲幕墙屋面设计具有一定的前卫性，同时也标志着中国建筑行业的发展，同时中央廊道的施工也是工期最短，施工难度最大的部分，而圆满地完成项目工程是每位建筑人员以及设计人员的骄傲。

作者通过对某国际会展中心双曲幕墙屋面设计施工要点的分析，意旨为相关工作人员以及设计师提供简单的参考，也希望未来中国建筑能够得到进一步的提升。

参考文献：
[1]赵丽华.某传媒广场基于双曲幕墙面优化的单层网壳钢结构设计[J].建材世界，2019，40（02）：43-45.
[2]程小剑，曹亚军，梁勇，等.西安丝绸之路国际会展中心幕墙超长钢吊柱安装技术[J].施工技术，2019，48（06）：56-58.
[3]黄建国.大尺寸双曲面幕墙玻璃冷弯施工技术[J].建筑安全，2020，383（04）：6-11.。