不规则幕墙施工技术分析

摘要：近些年来，随着经济的不断发展，对城市建筑的功能、美观、区域标识作用等要求越来越高，超高层建筑和异形建筑不断增多，与这类建筑物相配套的不规则幕墙施工技术也到了普遍应用和发展。在不规则幕墙施工中，测量定位的精确、单元块结合建筑外形的深化设计、型材的防水构造和选型、幕墙体系的防水构造和工艺质量管控等是需重点考虑的技术要点和管理重心。本文主要介绍上述不规则幕墙施工的技术要点，并结合了工程实例仔细地分析其管控要点，提供了比较详细的不规则幕墙施工和管控的参考方案。

关键词：不规则幕墙；单元块深化设计；防水构造和选型；施工技术要点；管控要点

前言

超高层建筑和异形建筑的发展催生了呼吸式幕墙、复合构造幕墙、景观幕墙等新型功能幕墙。“不规则”的外形造型似乎是一种潮流，引领了近年来标识性建筑的发展方向。这股潮流对幕墙施工技术提出了跨越式要求，也为幕墙的外部造型提供了广阔的创意空间。圆形、六角形、八角形、凹凸形的单元块已经司空见惯，模仿梅花鹿、斑马、鳄鱼等皮肤的仿生幕墙外形设计也相继出现。针对这种技术发展形势和要求，本文就几种近年来主要实施的不规则幕墙施工技术进行分析。

一、不规则幕墙施工技术现状

不规则幕墙技术是基于幕墙施工技术上的一种技术种类，我国很多大型建筑物，一般多为公共建筑（例如剧场、购物广场、以及一些娱乐休闲综合广场等），这些建筑一般会采用用不规则幕墙施工技术，此项技术的最大特点就是造型美观、时尚个性、能够充分彰显出一个城市的经济发展水平、人们的审美品质。在世界各地，很多城市的标志性建筑都采用了这项施工技术。例如：我国的上海中心（图1），Gensler建筑设计事务所（图2）以及西班牙的毕尔巴鄂古根海姆博物馆（图3），它们的外形都十分独特，让人过目难忘，非常具有时代特点以及艺术气息。

其中，上海中心采用直立阶梯式双层幕墙系统，具有高、柔、扭、偏、空五大特点，率先采用了整体建模和亢余度设计。扭转、剪切和轴向力共同作用下玻璃幕墙支撑构件的校核，温度作用和抗震设计性能都突破了中国现行规范。内层玻璃幕墙沿标准层楼板外围布置呈垂直的圆筒形，外层幕墙平面投影近似为尖角削圆的等边三角形，三角形幕墙从建筑底部扭转直到顶部，每层扭转约1o左右，总扭转角为120o。幕墙的平面形式为轴对称圆形，采用了多个圆心，平面曲线可划分为138个相等模数组成的截面，通过从竖向控制这些细分截面角度、从横向控制平面的基准半径、基准点来拟合曲线的形状。支撑结构是每层设置的水平周边圈梁，通过25组双吊杆悬挂于每层设备层的主结构上。

二、结合案例对不规则幕墙技术进行分析

2.1.该项目幕墙施工特点

某酒店大楼地上28层，裙房地上6层，地下2层，总的建筑面积有54000平方米，建筑物的总高度为99.6米。垂直面的玻璃幕墙施工总面积大概有38000平方米，单元式幕墙的施工总面积大约为11000平方米，拼装式幕墙施工面积大约为18500平方米。本工程建筑的墙面的几何形状非常的复杂，主要表现在以下几个方面：东西端的墙面呈现圆弧形状，幕墙施工难度特别大；本工程的裙房也很复杂，存在很多的圆弧阶台阶造型；从地上1层到地上6层都是不规则的幕墙，4层到6层的南面呈现半弧形；裙房的顶部是一个玻璃天棚，主要是由20个不同的集合面相交而成的，裙房局部墙面倾斜。

2.2.针对该不规则幕墙项目的具体施工技术

（1）施工放样

首先，在一楼设置好整个大楼幕墙施工的平面控制点，并且由一层向其他楼层投设，从而确定其他楼层的平面控制点。除此之外，还应在楼层的周边设置多条引伸线，从而更好地控制处置面的尺寸。由于顶层是斜面尺寸变化较大，因此必须在顶层重新设置控制平面线。布置好控制线之后，将其显示在楼层上面并以此作为角码的安装依据。在两个立面的相交之处拉上钢丝线，钢丝线要拉直，以便对幕墙施工的位置进行定位。整栋大楼的幕墙施工的核心就是钢丝线的设置，只有将钢丝线准确无误地设置好了，才能保证幕墙施工的质量。因此，在设置完钢丝线之后，要反复检查确保无误之后才能进行下道施工工序。

（2）单元板块的防水构造技术

单元幕墙的防水结构设计原理的核心是雨幕压力平衡原理。雨幕原理指雨水对幕墙的渗透如何被阻止的原理。如何将雨幕原理较好地应用到单元幕墙中，从系统设计中处理好这些自由缝，是解决单元幕墙防水的关键。由于缝隙腔内外的气压差是雨水渗漏的主要动力，因此要求缝隙空腔内的气压与室外气压相等，以防止内外空气压力差将雨水压入腔内。本项目的单元式幕墙单元板块是在厂房里制作、组装完成的，能在现场直接安装到建筑主体结构上。单元板块在上下左右以及单元板块“十字”接口处均进行密封处理。

（3）幕墙体系的防水构造

不规则幕墙的施工非常困难，其防水构造也是非常复杂，本工程中选择了多套型材的模具。很多型材之间的尺寸差别非常小,因此在拼装的时候很难选择辨识度非常低。型材的加工很复杂很多，无法经一次切割而达到要求，必须进行多次切割。除此之外型材的加工图还是以三维制图的形式完成增加了辨认的难度。

（4）幕墙体系的安装技术

由于单元板的拼装工作量很大，而且很占场地。为了保证单元板的拼装质量和进度，一定要保证模具的数量和种类，本项目组建多个队伍进行同时拼装，各管理人员以及技术人员到拼装现场进行技术指导。本工程中安装单元板之前检查型材的尺寸与外观质量是否符合要求，控制型材的安装累计误差在规定的范围之内。在安装槽内进行密封胶注入之前，先调整好开孔机的孔位，胶缝用专用清洁剂清洗干净，并且要在胶缝两变贴上保护带，然后把泡沫条缓缓地注入胶缝并填入密封胶，最后拧紧固定挂件的螺栓，否则注胶的时候就会沾到石材上去。值得一提的是,以上操作要避开下雨和高温天气，否则胶缝就会粗细不一致影响美观。

（5）天棚钢结构幕墙施工技术

虽然天棚钢结构的幕墙面积不算很大，但是它的形状非常的复杂，主要是由二十个斜面相交而成的。在本工程中，为了保证施工的质量，首先用计算机绘出了天顶棚的三维立体图，并测量出其中每个交点的准确三维坐标，然后在天顶棚的每个交点上使用角钢作为其支架，并将各交点的三维坐标写在其对应的角钢上，最后拉钢丝线将各个平面的相交线体现出来。除了以上提到的环节之外，天顶棚的幕墙施工与规则幕墙施工工序大致相同。具体的施工过程如下：测量放线、四周钢结构边梁安装、斜面支座安装、主梁施工、次梁安装、玻璃支架安装、玻璃放样、玻璃抓件安装、玻璃安装、注胶以及板面清洁。

（6）裙房的幕墙施工技术

本工程中的裙房幕墙的施工难点在于对倾斜面、折线以及圆弧的幕墙进行测量定位。与天棚幕墙施工相似，首先用计算机绘出了裙房的三维立体图并利用相关的仪器测量出立体图中交点的三维坐标，其他的施工步骤与规则幕墙相似。在对圆弧段进行幕墙施工时，每一根龙骨的安装都要定位。

三、不规则幕墙施工技术的管控要点