既有建筑中幕墙改造的特点和关键技术

龜工技术Construction Technology
既有建筑中幕墙改造的特点和关键技术
Existi ng Curtai n Wall Reno v ati on Tech no logies
连珍(上海市建筑装饰工程集团有限公司，上海200072)
摘要：既有建筑幕墙改造是既有建筑改造体系中重要的一部分，幕墙改造的成果可直接影响既有建筑改造的安全性和功能性。

既有建筑幕墙改造与新建幕墙有诸多不同的特点。

通过总结经过实践检验的多栋既有建筑幕墙改造经验，对既有建筑幕墙改造的特点进行归纳总结，推广工程中的关键技术，以期给同行业或者政府相关部门提供参考。

关键词：既有建筑；幕墙改造；垂直运输；后置埋件；建筑信息模型(BIM)
中图分类号：TU746文献标识码：A文章编号：1674-814X(2019)03-074-03
现代化城市中，既有建筑幕墙在长期使用过程中会受到包括重力'台风'温度变化等多种因素侵蚀。

上世纪末建成的建筑外立面的玻璃幕墙、石材幕墙和金属幕墙在建造时均无建造标准规范。

在长期使用过程中，幕墙材料因老化、腐蚀磨损等会产生各种隐患，对既有建筑的安全性造成影响。

建筑物设计使用年限为50a,幕墙的设计使用年限仅25a,玻璃幕墙的硅酮胶保质期10a。

材料保质期过后，建筑物正常使用将受到影响。

截至2016年底，上海全市既有建筑幕墙建筑总数超过10000幢，从现有的情况来看，近80%的楼宇已超过质保期需专业机构检查，更有超过半数的楼宇已达到必须维修保养的年限。

1既有建筑幕墙的缺陷
经统计，既有建筑幕墙缺陷大多分属两种，即安全缺陷和功能缺陷。

1.1安全缺陷
既有建筑幕墙的安全缺陷主要有以下几种。

(1)非钢化玻璃伤人。

早期幕墙多使用非钢化玻璃，危险系数高，玻璃损坏后尖角容易划伤人。

(2)结构胶失效致玻璃脱落破损。

结构胶质保期仅10 a,保质期结束后无法保证通过结构胶连接的玻璃及铝材能够有效黏结，从而导致玻璃脱胶，从铝材龙骨脱落下来引起安全事故等。

(3)外墙面砖空鼓脱落伤人。

不同材料的热胀冷缩差异、施工质量控制不力、渗水冻融效应、材料老化、材料质量缺陷、人为破坏、自然灾害等因素致外墙面砖空鼓脱落伤人。

(4)五金配件失效致玻璃破损脱落。

既有建筑幕墙开启窗框和窗扇之间连接的五金件失效，在风力的作用下来回晃动致连接较链损坏，从而导致玻璃脱落；拉索玻璃幕墙锁具在长期受力情况下未进行检查维护，致锁具拉断，从而导致玻璃破损脱落。

1.2功能缺陷
既有建筑幕墙的功能缺陷主要有以下几种。

(1)渗水、漏水。

密封胶的质保期仅为10a,保质期失效后会出现渗水、漏水等问题。

1995年以前缺少玻璃幕墙的规范，很多幕墙结构设计简单，无完善的排水系统，无法顺利将水排出，导致渗水、漏水等问题。

(2)节能效果差。

使用非隔热型材作为幕墙龙骨或使用单层玻璃，导热系数变大，无法降低整个墙面的导热系数，节能效果差。

未使用保温岩棉来提高墙体的保温性能，未使用遮阳设施降低墙面的导热系数。

(3)隔音效果差。

单层玻璃降噪效果差，只可降低约30dBo使用非隔热型材作为幕墙龙骨，非断桥型材铝合金的隔声性能远低于断桥型材。

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（4）影响美观。

早期的幕墙耐候硅酮密封胶非防污染胶，密封胶里的硅油渗透进石材，致石材表面花斑严重。

早期的幕墙玻璃大部分为贴膜和镀膜处理，贴膜老化部分镀膜在外界作用下已经斑驳不堪，直接影响了玻璃的外观和采光。

外墙面层脱落致外墙表面斑驳，容易渗水且影响整个建筑的外在形象。

2既有建筑幕墙改造的特点
2.1建筑运营不停业改造
伴随着既有建筑改造的大量需求和城市更新的飞速发展，无论是大型商场还是办公楼，抑或市民公用设施、居民住宅楼工程质量等都面临着既有建筑改造的问题。

随着使用时间的推移，材料使用时间超过质保期保证，存在安全隐患和功能隐患，在此情况下既有建筑的改造越来越多。

在既有建筑幕墙改造过程中，业主都希望不要影响建筑的正常运营，即在建筑运营不停业状态下进行改造。

所以在建筑运营不停业状态下的既有建筑幕墙改造逐渐常态化。

2.2改造内容多且要求高
目前许多既有建筑除了对建筑幕墙进行改造外，业主还会要求对影响使用功能和安全性其他内容进行改造，比如外墙节能保温的改造、涂装工程的改造、内装修改造、机电设备改造、建筑防水的改造、外遮阳及排水装置的改造、外总体改造、部分结构梁柱的加固等。

但缺乏对所有改造内容和改造方法的了解，专门请咨询公司监理等有沟通不畅等不便。

在此情况下，业主更倾向于施工单位釆取交钥匙的管理模式，即EPC项目总承包式，包含设计、咨询、施工、验收、运维等。

2.3既有建筑幕墙建成后需定期维护
《上海市建筑玻璃幕墙管理办法》（沪府令77号）第20条规定，业主应当委托员施工单位或者其他有玻璃幕墙施工资质的单位按照下列规定对玻璃幕墙进行定期检查：①玻璃幕墙工程竣工验收1a后，每5a进行一次检查；②对采用结构黏结装配的玻璃幕墙工程，交付使用10a的，对该工程不同部位的硅酮结构密封胶进行黏结性能的抽样检查，此后每3a进行一次检查；③对采用拉杆或者拉索的玻璃幕墙工程，竣工后每3a检查1次；④对超过设计使用年限仍继续使用的玻璃幕墙，每年进行一次检查。

作为EPC服务商，除了要做好既有建筑幕墙的改造外，也要做好既有建筑幕墙的定期维护。

通过不同类型建筑不同周期的检查，来防范既有建筑的安全或功能风险，及时发现隐患，及时整改，防止出现安全事故。

3既有建筑幕墙改造的一些关键技术
以第一八佰伴外墙瓷砖改造成石材幕墙为例，介绍工程
中的关键技术。

3.1垂直运输装置
第一八佰伴商场在改造过程中，业主要求不停止商场运
营，意味着改造过程中工程材料不能直接由室内运到室外。

此外，八佰伴外立面墙面基本无窗洞，工期极其紧张，施工
面临很大困难。

在传统外墙石材施工中，外立面搭建脚手架后，使得石
材的运输在狭小空间进行。

人力搬运难度大，且安全性难以
保证，同时易造成石材的破损。

运货电梯搬运远离作业地，
并且需要人力二次搬运，安全性、完整性难以保证。

为了解
决以上技术难题，施工单位釆用了外墙石材垂直运输设备，
使用包括屋顶支架、卷扬电机、限位阀、垂直导索、悬挂操
作平台等构件，将幕墙石材在脚手架内垂直方向上运输，现
场操作安全、简单、可靠，同时提供了一套针对此设备的操
作系统。

工程现场需要垂直运输的主要材料包括石材及铝板，
大楼裙楼高49m o本项目屋顶卷扬机提升高度49m,石
材一次性起吊4块1700mmX550mm规格或2块1700 mmX900mm规格，重量约320kg（起重量需限制在400 kg）,沿建筑屋顶女儿墙四周共设置7台起吊设备。

垂直运
输装置三维示意图如图1所示。

在无升降机及临边洞口的情况下大幅提高了工作效率，
缩短工期。

垂直方向上设置2根钢丝绳（导轨），防止提升
过程晃动撞到脚手架。

为保障整个提升装置的可靠性，从最
初的埋板安装至钢架焊接均经过设计建模计算。

卷扬机设置
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独立限位装置，避免卷扬机冲顶。

3.2既有建筑幕墙改造过程中后置埋件的埋设
新建建筑在建造过程中可将埋件预埋进梁柱，而既有建筑由于年代久远，设计较简单，很多结构梁无法承担幕墙荷载，原设计单位从安全考虑只允许在结构柱上受力埋设预埋件。

后置埋件的安装直接关系到整个体系的稳定性及安全性，因此对后置埋件的埋设技术有较高要求。

(1)后置埋件埋设施工工艺流程如下：面砖、石材拆除后粉刷层的凿除->钻孔及清理-安装化学、机械锚栓-埋板的安装及固定-隐蔽验收。

(2)三层雨棚埋件(规格700mmX550mm、400 mmX400mm),每块埋板16个锚栓，后置埋件均设置在柱梁节点处，所在位置钢筋非常密集，埋件打孔难度很大。

施工过程中采用钢筋探测仪先排摸主筋的位置，并在墙上画出，以便打孔时避开墙体主筋。

为确保打孔过程中不破坏其原有的主筋，打孔后施工员取出孔位的混凝土，检查其中是否有钢筋，以此判别此方法的可行性。

经过现场数个埋件打孔观察，发现施工过程基本没有碰到钢筋。

(3)钻孔后灌入化学药剂，灌入过程应严格按照产品的安装说明操作。

安装药剂前应使用空气压缩机或手动气筒将钻孔残余粉末吹干净。

(4)安装锚板前，应再次复核锚板尺寸、位置。

复核无误后，使用双螺母固定锚板。

后置埋件完成后报请监理进行隐蔽验收，必须通过第三方机构对现场后置埋件抽样进行拉拔试验，在试验满足设计要求情况下才能进入下道工序。

3.3施工方案BIM模拟
由于第一八佰伴地处上海城市中心地带，因此外立面改造阶段存在两大施工难点，即大面积脚手架施工和大面积安全通道与周边环境连接。

施工单位针对这两大难点提前拟定
专项方案，通过对建筑信息模型(BIM)的分析和施工方案的模拟，组织多方方案讨论，提前发现问题，解决问题，确
保工程顺利竣工。

通过BIM模型演示，管理者可以更科学、更合理地对重点、难点进行施工方案模拟及施工指导。

施工方案的好坏对于控制整个施工工期的重要性不言而喻，BIM技术的推广可以有效提高施工专项方案的质量。

通过BIM技术，施工组织阶段各专业施工界面清晰明了，对现场施工情况的模拟更真实、更直观。

施工组织方案中更好的施工模拟，可以使各工种的协同工作提高效率，减少工种之间的冲突，使现场返工现象减少乃至消失。

4结语
既有建筑幕墙改造不同于常规新建幕墙工程，是既有建筑改造工程中重要的一个环节。

通过对多栋既有建筑幕墙改造经验进行总结，归纳既有建筑幕墙改造的特点，推广工程中的关键技术，以期给同行业或者政府相关部门提供参考。

基金项目：上海市科技发展研究资助项目《区域既有外墙安全灾害防治示范》(17DZ1200304)
收稿日期：2019-01-06
作者简介：连珍，1982生，高级工程师，主要研究方向为既有建筑外墙改造技术，现供职于上海市建筑装饰工程集团有限公司，担任公司总工程师。

作者通信地址：上海市静安区永和路318弄3号楼，邮编：200076»
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