城市综合体异形幕墙施工要点浅析

聂庆庆

大悦城控股北京大区公司 北京 100005

引言

城市综合体这一集商业、餐饮、娱乐、办公等功能于一体的城市生活空间对建筑物外形的要求在不断增加，造型独特和优美的外立面无论是对建设单位、运营单位还是对商户和顾客都更有吸引力，因此大型建筑和异型建筑变得越来越多，尤其以大悦城为代表的新兴城市综合体——每个大悦城都有其个性化的幕墙体系，正是由于建筑外立面形态的这种复杂化的趋势，在一定程度上给建筑幕墙的深化设计和施工带来了全新的挑战[1]。

1 城市综合体异形建筑产生的原因

经典的建筑空间设计以纯几何形式传递一定的数学规律，利用精确规范的几何图形，可以形成简单纯粹的建筑空间，但以大悦城为代表的城市综合体在外立面的表达上强调大面积的视觉效果，通过材料的品类、色彩、质感的变化，采用切角、切边、凹凸等方法使建筑在光线明暗虚实作用下，表达出年轻、时尚、潮流、品味的大悦城内在文化和精神实质（如图1所示）。而建筑师们正是通过外观奇特的幕墙设计，实现了大悦城建筑风格的独特性，并成功地吸引人们前来了解和挖掘建筑之外的更多价值，最终实现建筑服务于商业，商业服务于生活的理念和价值。

图1 沈阳大悦城

2 异形铝单板建筑幕墙深化设计与施工要点

2.1 异形建筑幕墙深化设计要点

建筑幕墙从材质分类可以分为金属板幕墙、玻璃幕墙、石材幕墙、陶板幕墙等几个大类，其中常用于异形幕墙的是金属板幕墙和玻璃幕墙，金属板幕墙又以铝单板幕墙较为常见，因此本文重点分析铝单板幕墙和玻璃幕墙的施工要点[2]。

异形幕墙结构形式可以分为三类，分别是水平曲面幕墙、竖直曲面幕墙和双向曲面幕墙。由于所有幕墙体系都主要由龙骨和面材决定其最终外观，因此幕墙更容易制作成平直外观，或者折线形外观，但对于曲面半径较小的异形建筑用折线近似的方法无法满足精致的外观和高质量的使用要求，加之幕墙多数以竖向龙骨为主要受力杆件，因此，竖直曲面幕墙在受力分析和设计加工方面都较水平曲面幕墙难度更大，而双向曲面幕墙由于板材延展性和节点复杂度等因素，深化设计和施工难度较竖直曲面和水平曲面幕墙呈几何级数增加。同时异形建筑不只对幕墙深化设计和施工提出了较高的要求，建筑主体结构甚至二次结构施工的误差往往也较大，因此，幕墙节点必须具备更大弹性和调整范围来适应自身和结构的误差，异形幕墙深化设计必须加强力学验算的可靠性和抗风压、气密性、水密性的三性实验，以确保其安全和功能实现。

2.2 铝单板异形幕墙施工要点

金属板幕墙的应用始于20世纪90年代，经过几十年的发展，目前已经出现很多新材料，但基本以铝单板、铝塑复合板和蜂窝铝板三种材料为主，其中铝单板是最常用的。铝单板是以优质铝合金板材为基材，采用数控弯曲成形技术，表面涂以装饰涂料的新型幕墙材料。在异形幕墙中，铝单板能充分发挥其材料功能，如重量轻、钢性好、强度高，3.0mm厚铝单板每平方米仅重8kg，抗拉强度为100～280N/mm2，耐候性和耐腐蚀性好，加工性能好，安装施工方便，具有低维护成本，长使用寿命的特点。铝单板在工厂成型，加工成型后的铝单板不需要在施工现场切割。采用先加工后涂装的工艺，铝单板可加工成平面、轻量化、轻量化和高强度的弧形和球形复杂几何形状，先进的静电喷涂技术使涂层与铝单板附着力均匀，颜色多样且能够选择的空间大[3]。

异形铝单板幕墙的施工可以分为5步：①测量放线；②预埋或后置埋板；③安装主、副龙骨；④安装保温层和铝单板；⑤异形缝打胶、清理。铝单板幕墙施工质量控制可以分为前、中、后三阶段。施工前，可以采用BIM技术对异形幕墙和结构、机电等专业图纸进行综合，发现其中的矛盾点，通过前述的深化设计提前化解。施工中，重点从龙骨的钢材质量控制、铝单板板材质量控制和安装质量控制三个方面展开。钢材表面不得有裂纹、折叠和分层情况，做好质量核验报告，从源头上控制施工质量。板材表面不允许有裂纹，不能有肉眼可以看到的压辊痕。铝单板安装过程中要确保连接件的固定，严格按照施工规范要求架设防腐垫片，尤其要做好隐蔽验收。每一道工序施工后，要加强施工现场质量检查，做好验收工作。

3 异形玻璃幕墙深化设计与施工要点

3.1 异形玻璃幕墙深化设计

首先，合理划分玻璃板块，确定留缝位置是实现异形立面效果的关键。由于异形结构玻璃幕墙曲面没有规则的划分方法，分块太大无法达到曲率要求，分块太小太碎又影响美观，所以深化设计时需要根据建筑结构的特点，合理划分板块，达到在使用最少构件数量，最低的施工复杂程度的前提下，通过精确计算，恰到好处的实现方案设计的效果[4]。

其次，玻璃幕墙尤其是异形建筑幕墙深化设计必须进行防火设计，尤其必须仔细处理玻璃幕墙与楼板之间交叉与缝隙，避免异形曲面的不利影响。此外在材料选择方面，幕墙的防火玻璃应为单片防火玻璃，支撑防火玻璃的金属框架应为钢结构。

最后，异形玻璃幕墙必须进行安全性设计，根据建筑特点，明确各板块之间的不同，完成曲面的拼接和整体效果；严格设计预埋件的受力情况，然后根据受力分析，分配连接件之间的受力，使整体受力均匀；严格设计接地系统，防雷部件和预埋件严密连接，形成通路。

3.2 异形玻璃幕墙施工要点

首先，施工准备阶段，根据异形建筑结构特点，进行严密的施工组织设计。一是要有详细的设备使用方案，并对设备合格性和安全性进行严格的规定，避免设备问题带来的风险。二是有详细的质量和安全保证措施，异形建筑的玻璃幕墙因为曲面的存在必然产生拼接，安装精度是保证拼接质量的关键，必须确定事宜的测量方法和测量精度，保证支撑结构的稳定，从基础上保证整体安装质量。施工单位完成上述两点工作后，建设单位必须发挥好监理的作用，由监理单位对施工组织设计的合理有效性进行审核，确保施工方的质量、安全管理和保证体系符合相应的施工要求，尤其要结合深化图纸和施工现场实际情况，对玻璃加工工艺流程、操作设备型号、幕墙安装方案特别是关键工序控制进行重点审查，合格后方可批准施工[5]。

其次，严把材料关，组织好材料进场验收，必要时下沉到加工厂加工环节，从生产过程开始确保质量。异形玻璃幕墙构件数量和型号偏多，必须按施工先后顺序对构件编号科学储运和堆放，并且注意曲线、曲面材料不能简单叠放，避免操作不当造成返工，影响质量和进度计划的实现。此外，异形幕墙由于拼装精度高，因此对构件和玻璃的加工精度要求高于普通幕墙，玻璃表面要平整且弧度均匀，符合设计要求。

最后，施工阶段，做好工序过程管控，强化质量和安全管理。异形玻璃幕墙施工工序和铝板幕墙类似，基本分为：测量放线、预留或后置埋件、主龙骨安装、层间防火封堵、次龙骨及转接件安装、玻璃安装、打胶及胶缝清理。其中异形建筑玻璃幕墙的支撑体系安装是整个施工过程的重难点，玻璃面板的拼装质量是效果控制的核心要素，而施工安全则是以上两者的基本前提。因此，必须选择技术实力雄厚的施工单位和作业班组，配置专业的施工人员。同时发挥好监理的旁站作用，盯紧施工过程，并在关键工序例如转接件的调节等环节设置停止点，做好停止点检查和隐蔽验收。此外，异型建筑玻璃幕墙施工属于高空作业，难度系数和危险程度较高，因此，施工过程中，必须制定并实施严格的安全管控，定期对施工人员开展安全教育，提升安全意识，及时排除隐患[6]。

图2 异形玻璃幕墙施工工序

4 结束语

综上所述，外观独特的异形幕墙建筑，使得以大悦城为代表的城市综合体表达出年轻、时尚、潮流、品味的内在文化和精神实质，同时给幕墙深化设计和施工带来挑战。通过材料选型、节点深化、精确拼接、施工前、中、后期的质量和安全控制等一系列措施，能更好地应对这一挑战并实现设计意图，同时带来良好的客户感受，从而实现建筑服务于商业，商业服务于生活的价值。