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中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)幕墻專(zhuān)家張芹談幕墻分類(lèi)

來(lái)源:中國(guó)建設(shè)報(bào)  作者:張芹  日期:2008-2-15
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  摘要:幕墻用于建筑物始于20世紀(jì)初,1917年在舊金山建造了第一棟玻璃幕墻建筑物,名為WillisPolksHallidie大廈,其后在1925年,德國(guó)Dessau地區(qū)的Bauhaus建成作為玻璃幕墻代表性實(shí)例的建筑物,到了20世紀(jì)50年代,現(xiàn)代幕墻誕生了。1951年開(kāi)始建造大量使用幕墻的建筑物,其中有代表性的為1951年建成的聯(lián)合國(guó)秘書(shū)處大廈,它是構(gòu)件式明框幕墻代表作。1952年,賓夕法尼亞州匹茲堡市建成了阿爾康大廈,它是單元式幕墻的代表作。以后陸續(xù)有許多建筑物分別采用構(gòu)件式或單元式幕墻。經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,幕墻在中國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,在本文中,中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)幕墻專(zhuān)家張芹介紹了幾種典型幕墻。 
  記者:什么是構(gòu)件式幕墻
    張芹構(gòu)件式幕墻(themullionsystem)在工廠制作的是一根根元件(立柱橫梁)的一塊塊玻璃(組件),再運(yùn)往工地將立柱用連接件安裝在主體結(jié)構(gòu)上,再在立柱上安裝橫梁,形成幕墻框格后安裝固定玻璃(組件)。


    構(gòu)件式幕墻是在主體結(jié)構(gòu)上安裝桿件(立柱、橫梁)形成框格的,框格的外形、尺寸及外表面平整度是在桿件安裝過(guò)程中調(diào)整、定位、固定形成的,桿件安裝完畢形成固定在主體結(jié)構(gòu)上的框格后,再安裝玻璃(金屬板、石板、裝配玻璃組件等)形成幕墻,面板接縫在一根整體桿(立柱、橫梁)上,這個(gè)桿件在型材擠壓時(shí)就是一個(gè)整桿件,面板固定在這個(gè)桿件上。上墻安裝時(shí)先安裝桿件,此時(shí)由于尚未安裝面板,人可在外側(cè)操作,對(duì)桿件進(jìn)行調(diào)整、定位后固定,在桿件安裝定位固定后再安裝面板。


    隱框幕墻在工廠制作時(shí)一部分為元件(立柱、橫梁),另一部分為小單元組件,這些小單元組件高度比一樓層高度小,不能直接安裝在主體結(jié)構(gòu)上,而要先將立柱(橫梁)安裝在主體結(jié)構(gòu)上,再將小單元組件固定在立柱(橫梁)上,構(gòu)件式幕墻就是小單元幕墻。


    記者:什么是單元式幕墻
    張芹:?jiǎn)卧侥粔Γ╰heunitesystem)是在工廠加工程度最高的一種幕墻。在工廠不僅要加工豎框、橫框等元件,還要用這些元件拼裝成單元組件框,并將幕墻面板安裝在單元組件框的相應(yīng)位置上,形成單元組件。就一個(gè)單元組件來(lái)說(shuō),它已具備了這個(gè)單元的全部幕墻功能和構(gòu)造要求。單元組件的高度要等于或大于一個(gè)樓層,以便運(yùn)往工地后直接固定在主體結(jié)構(gòu)上。一個(gè)個(gè)單元組件上、下框(左、右框)對(duì)插形成組合桿,完成單元組件間接縫,最終形成整幅幕墻。


    單元式幕墻在工廠已將單元組件制作完成,即面板已安裝在單元組件框上,而單元組件與主體結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件安裝在單元組件內(nèi)側(cè),在吊裝時(shí)單元組件與主體結(jié)構(gòu)的連接必須在內(nèi)側(cè)操作。單元組件間接縫靠相鄰兩單元組件相鄰框?qū)Σ褰M成組合桿完成接縫,即它不是在一個(gè)整體桿件上接縫,而是靠對(duì)插組成組合桿完成接縫。幕墻的外形、尺寸(精度)是在工廠完成的,幕墻的外表面平整度是靠安裝在主體結(jié)構(gòu)上的連接準(zhǔn)確性和幕墻構(gòu)造厚度來(lái)保證的,在安裝過(guò)程中無(wú)法調(diào)整。


    記者:什么是整體鑲嵌槽式明框玻璃幕墻
    張芹:整體鑲嵌槽式明框玻璃幕墻的鑲嵌槽和桿件是一個(gè)整體構(gòu)件,鑲嵌槽外側(cè)槽板與桿件是整體連接的,在擠壓型材時(shí)就是一個(gè)整體,安裝玻璃時(shí)采用投入法。定位后固定的方法有3種:干式裝配、濕式裝配、混合裝配。混合裝配又分為從外側(cè)安裝玻璃和從內(nèi)側(cè)安裝玻璃兩種。所謂干式裝配是采用密封條嵌入玻璃與槽壁的空隙將玻璃固定,密封條的型式隨型材斷面形狀而定。濕式裝配是在玻璃與槽壁的空腔內(nèi)注入密封膠填縫,密封膠固化后將玻璃固定,并將縫隙密封起來(lái)。混合裝配是一側(cè)空腔嵌密封條,另一側(cè)空腔注入密封膠填縫密封固定。從內(nèi)側(cè)安裝玻璃時(shí),外側(cè)先固定密封條,玻璃定位后,對(duì)內(nèi)側(cè)空腔注入密封膠填縫固定。從外側(cè)安裝玻璃時(shí),先在內(nèi)側(cè)固定密封條,玻璃定位后,對(duì)外側(cè)空腔注入密封膠填縫固定。濕式裝配的水密、氣密性能優(yōu)于干式裝配,而且當(dāng)使用的密封膠為硅酮密封膠時(shí),其壽命遠(yuǎn)較密封條為長(zhǎng)。


    記者:?jiǎn)卧侥粔τ惺裁刺攸c(diǎn)?
    張芹:?jiǎn)卧侥粔Γ╰heunitesystem)是在工廠加工程度最高的一種幕墻。單元式幕墻的主要工作量是在工廠完成的,這樣它可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn),大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,這就決定了單元式幕墻具有以下特點(diǎn):


    單元式幕墻最大特點(diǎn)是工地工期短,它包含兩重意義上的工期短。其一,因?yàn)樗蟛糠止ぷ髁渴窃诠S完成的,運(yùn)往工地后僅為吊裝就位、固定的工作量,這部分工作量占全部幕墻工作量的份額很小。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析這部分工作量平均實(shí)際使用時(shí)間約為2分鐘/平方米。例如一個(gè)平面為50米×50米、層高為4米的樓層,墻面積約為800平方米,工地工作量為1600分鐘,即不到3天左右即可完成一個(gè)樓層。其二,幕墻吊裝可以和土建同步進(jìn)行,使總工期縮短,例如上海金茂大廈(88層),當(dāng)主體結(jié)構(gòu)完成18層時(shí),開(kāi)始吊裝幕墻,1997年10月主體結(jié)構(gòu)封頂時(shí),幕墻吊裝完70層,1998年4月(主體結(jié)構(gòu)封頂后6個(gè)月)完成全部10.7萬(wàn)平方米幕墻吊裝閉合(主體結(jié)構(gòu)完成70層時(shí),幕墻吊裝到50層,內(nèi)部裝修開(kāi)始),1998年8月底全部竣工,交付使用單位。


    但工地工期短不會(huì)自然實(shí)現(xiàn),要靠技術(shù)人員認(rèn)識(shí)單元式幕墻的特點(diǎn),對(duì)施工組織設(shè)計(jì)作科學(xué)、合理的安排才能實(shí)現(xiàn),如果不掌握單元式幕墻的安裝規(guī)律,可能適得其反。


    單元式幕墻為建筑師發(fā)揮想象力提供了廣闊的天地。由于在工廠組裝,可以用各種構(gòu)圖來(lái)組合,拼裝成單元組件,運(yùn)往工地吊裝就位(而構(gòu)件式幕墻由于受在工地安裝條件的限制,一般只能采用簡(jiǎn)單平面形成組合),這樣就可以設(shè)計(jì)出各種不同風(fēng)格的異形幕墻,使采用幕墻的建筑物呈現(xiàn)最佳藝術(shù)效果。單元式幕墻融各種幕墻技術(shù)于一體(即可采用各種不同的金屬桿件,各種不同材質(zhì)的面板,用各種方法固定面板)。單元式幕墻由于采用對(duì)插接縫,使幕墻對(duì)外界因素的變形適應(yīng)能力更好,為采用雨幕原理進(jìn)行構(gòu)造設(shè)計(jì)提供了最佳場(chǎng)合,從而為提高整幅幕墻的水密性氣密性創(chuàng)造了條件。單元式幕墻的立面布置方式更趨靈活,為采用更合理的桿件計(jì)算簡(jiǎn)圖提供了條件,從而使桿件(豎框)用料更經(jīng)濟(jì)。單元式幕墻由于在工廠組裝,單元組件本身的質(zhì)量控制比工地優(yōu)越。


    記者:建筑幕墻的建筑設(shè)計(jì)要考慮哪些問(wèn)題?
    張芹:建筑幕墻應(yīng)根據(jù)建筑物的使用功能、立面設(shè)計(jì),經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,選擇其形式、構(gòu)造和材料。玻璃幕墻應(yīng)與建筑物整體及周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)。建筑幕墻的建筑設(shè)計(jì)是由建筑設(shè)計(jì)單位和幕墻設(shè)計(jì)單位共同完成的。建筑設(shè)計(jì)單位主要是幕墻創(chuàng)意,確定幕墻立面的線條、色調(diào)、構(gòu)圖、面板類(lèi)別、虛實(shí)組合和協(xié)調(diào),確定幕墻與建筑整體及環(huán)境的關(guān)系,并對(duì)幕墻的材料和制作提供設(shè)計(jì)意圖和要求。幕墻的具體設(shè)計(jì)工作往往由幕墻設(shè)計(jì)單位(一般是幕墻公司)完成。建筑幕墻的選型是建筑設(shè)計(jì)工作的重要內(nèi)容,設(shè)計(jì)者不僅要考慮立面的新穎、美觀,而且要考慮建筑的使用功能、造價(jià)、環(huán)境、能耗、施工條件等因素。


    建筑幕墻立面的分格宜與室內(nèi)空間組合相適應(yīng),不宜妨礙室內(nèi)功能和視覺(jué)。在確定玻璃板塊尺寸時(shí),應(yīng)有效提高玻璃原片的利用率,同時(shí)應(yīng)適應(yīng)鋼化、鍍膜夾層玻璃等生產(chǎn)設(shè)備的加工能力。建筑幕墻的分格是立面設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,設(shè)計(jì)者除了要考慮立面效果外,必須綜合考慮室內(nèi)空間組合、功能和視覺(jué)、玻璃尺度、加工條件等多方面的要求。

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