旧有建筑幕墙提升改造工程设计方案

朱琦良

（1.福建省建筑设计研究院有限公司，福建 福州 350000；2.福建省闽设工程检测有限公司，福建 福州 350000）

城市存量建筑改造是目前行业内较为热点的领域，幕墙工程是建筑外墙部分常用的工艺工法，具有装饰效果好、建筑品质优的特点，但由于外部环境影响、早期设计与施工问题等，老旧幕墙工程存在各类装饰效果问题和质量安全风险。基于工程品质提升的目的，全面优化和改造既有建筑中的幕墙是必要的。幕墙的改造提升工作需结合既有建筑情况、现有需求、政策需求等综合开展，在保证工程需求的前提下，对节约工程成本、增强品质具有重要意义。

1 旧有幕墙功能性改造设计方案

1.1 原有幕墙缺陷分析

随着时间的推移和外部环境的影响，幕墙工程的功能可能存在以下几方面问题：第一，建筑主体墙体出现各类问题，如建筑主体的强度下降、发生沉降情况等，导致龙骨、预埋件位移和形变，致使整个幕墙系统变形，发生应用缺陷问题。第二，前期设计过程中未考虑系统整体稳定性，各个工程独立设计和施工，导致系统的整体性不足，尤其在进入使用环节后，出现局部渗水、震动、噪音等问题，影响建筑整体品质。幕墙系统出现质量问题后，会连带影响保温工程、主体工程，加速其老化、破坏。第三，材料的耐候性不足，尤其是密封胶材料，在外部环境和紫外线的影响下，出现老化、裂解等问题，从而发生渗漏情况。具体表现为幕墙内部漏水、漏风，大量的雨水积存，进而引发金属龙骨锈蚀问题。

1.2 外包铝单板幕墙设计与应用

1.2.1 技术介绍

铝单板幕墙属于金属幕墙，与其他幕墙工程最大的不同在于幕墙板主体材料不同。铝单板幕墙使用经过处理的铝板或者铝合金作为幕墙主体材料，再使用龙骨、扣件等完成固定，连接缝隙处理后，即完成施工。

在老旧建筑改造过程中，铝单板幕墙技术可在原有建筑上加装幕墙，如原有建筑未采用幕墙形式，或幕墙位置未全面覆盖，即可选择铝单板幕墙形式，其整体工序简单、系统安全性高，施工过程中不会影响原主体建筑，有利于保证工程项目质量，达到安全目标。图1 为铝单板幕墙安装示意图。

图1 铝单板幕墙安装示意图

若既有幕墙工程出现功能缺陷问题，如原有建筑幕墙破损、缺失，可将面材材料更换为铝单板幕墙。相比于石材幕墙、玻璃幕墙，铝单板幕墙适用于局部更换和更新，其安装难度小，仅需通过锚固件、连接件辅助安装即可，无需采用开槽、镶嵌等复杂工艺，同样适用于老旧建筑幕墙工程改造。

1.2.2 优点分析

结合外包铝单板幕墙技术特征与笔者自身的从业经验，归纳总结外包铝单板幕墙具有以下优势：

①从工程施工便捷性进行分析，铝单板幕墙主体材料轻质、易安装，在旧改项目施工中，更满足幕墙施工需求。同时，结合铝单板幕墙优良的工艺性特征，可按照工程项目的实际需求加工成所需的形状，避免在现场加工，发生质量问题，尤其对于大型公共建筑而言，将铝单板幕墙加工成多种尺寸和形状，可直接满足项目施工需求。

②从工程质量保障和系统稳定性进行分析，相比于石材、一体板等材料，铝单板幕墙使用的合金材料和耐腐蚀工艺，不会因环境变化，发生质量问题，同时，整体系统稳定性更高，渗漏、开裂问题更少。另外，铝单板幕墙可在一定程度上缓解幕墙工程中常见的漏水等质量问题；在幕墙表面涂刷氟涂料膜，可防范正常使用场景下的环境污染问题。

③结合建筑自身需求，固定、安装铝单板幕墙完全依赖于龙骨和各个固定件，因此，会影响建筑暖通空调设备、外墙保温工程等。铝单板幕墙不与建筑墙面接触，无需对外墙工程进行改造。基于此，其更适用于老旧建筑改造工程。

1.2.3 问题解决

改造既有建筑的过程中，通过应用铝单板幕墙技术，可基本解决如下问题：

①针对建筑节能效果而言，铝单板幕墙的气密性好，施工简单，不会造成资源浪费问题，符合当下行业实际需求，是具有节能环保特质的技术形式。老旧建筑改造的需求之一就是确保其节能效果满足要求，通过合理管理幕墙工程、外保温工程的内部施工，可增强工程项目的节能效果。

②对于功能性的完善而言，铝板幕墙安全性高、适用范围广，部分特殊尺寸、异形位置也可使用铝板幕墙一次加工，以保证整体系统的稳定性和安全性，避免因幕墙连接不紧密造成缝隙、起翘等而引发的渗漏问题。同时，铝板幕墙自身性能优异，不会因环境影响出现开裂等问题。

2 旧有幕墙外观改造设计方案

2.1 原有幕墙外观问题分析

幕墙工程的功能之一是起到装饰效果，对于老旧建筑的改造需求，需要提高幕墙工程的装饰性。原有幕墙工程的外观问题可能导致以下几方面问题：第一，幕墙材料老化。幕墙常用的材料包括玻璃、金属、一体板等，而幕墙处于室外位置，且上述各种材料均可能在紫外线、环境温度变化等影响下，出现老化问题，表现为变形、起鼓、开裂、褪色等，影响整体观感。第二，表面脏污。由于外墙幕墙位于室外位置，因此，清洁难度大、成本高，且因作业条件的限制，很难进行彻底清洁，时间长久，幕墙会出现明显脏污。

2.2 外立面整体美观提升设计与实施

2.2.1 方案设计

在提升外观方面，需要遵循以下原则：

①尽可能减少原有工程的拆除。外观问题一般不会影响内部龙骨构件的质量和安全，尽可能保留原受力构件，加强对原有资源的利用。

②分析形成的外观影响问题，确保高效解决问题，避免类似问题复现。

具体实施流程为：分析工程项目整体情况，明确发生问题的位置及影响因素；检查龙骨、连接件情况，保留仍符合质量安全标准的构件；拆除具有外观缺陷的位置，同时按照业主方需求确定新的外观设计方案；若个别位置的龙骨构件存在问题，可进行更换、修复处理；安装新的幕墙材料，以满足整体施工需求。

2.2.2 应用实施

针对外观问题，普遍是在满足原有建筑通风、采光的前提下，将原玻璃幕墙局部改造为金属幕墙，或者在原有玻璃幕墙外侧局部加装穿孔铝板等。部分玻璃幕墙因时间长、维护少等原因会出现一系列外观问题，经前期勘察和规范设计后，可拆除局部玻璃幕墙，再安装金属幕墙。改造全过程效率高，且仅更换幕墙面材即可，无需对建筑主体动工，能够高效率地利用原有金属构件，全面提高工程的安全性和美观性，节约工程成本，具有推广价值。

3 安全性改造设计方案

3.1 原有幕墙的安全隐患分析

老旧建筑幕墙工程安全隐患问题可从以下3个层面进行分析：一是幕墙材料自身，或者幕墙表面的饰面层，随着时间的推移和环境影响，幕墙材料脱落、剥离的问题，也是安全方面最常见的问题，如一体板材料不紧密、金属幕墙表面腐蚀等。二是龙骨材料问题，如金属龙骨形变、腐蚀等问题，即会带来风险。常见的原因有：建筑不均匀沉降、风力过大、酸雨等；龙骨材料不符合要求或原设计方案、施工方案存在应用问题。三是建筑主体问题，幕墙通过龙骨固定在建筑主体中，若主体强度不足或者固定方式不合理就会产生建筑主体问题，表现为幕墙系统连带龙骨与建筑脱节。

3.2 外墙装饰面安全性改造设计与实施

针对工程项目幕墙安全问题，在改造提升前，需要全面探究其安全状态，按照上文所述的3 个方面问题，明确安全风险成因，并制定相应的解决方案。若仅为饰面层问题，在修复提升的过程中，可仅更换饰面层材料，如更换损坏的幕墙主体、将玻璃幕墙换为金属幕墙等。注重更换材料的耐候性，避免问题再次发生。

若为龙骨和装饰构件问题，则需进行针对性的修复和加强，根据幕墙的具体状态，对龙骨修复、拆除重装等进行统筹，修复损坏、松动的连接件。此外，可通过涂刷耐腐蚀涂料等方式，避免出现氧化损坏问题。针对建筑主体的问题，需要进行全面评估。此种情况在实际操作中较为少见，必要时可全面拆除幕墙，更换为其他装饰工程，避免风险进一步扩大。

4 案例分析

4.1 案例概况

建瓯市博物馆新馆占地面积约1.9 万m2，其中，主体工程总建筑面积为1.38 万m2，高24m，分为地上3 层、地下1 层，改造面积8 500m2，建筑高度23.74m。该工程项目原有屋面位置造型较为复杂，采用一体板的形式进行施工。由于材料间的接缝位置多、材料的弯折能力差，导致渗漏、开裂问题，不仅影响建筑整体美观，也出现了建筑室内渗漏问题，部分位置因固定不牢靠等，出现板材脱落情况。基于此类问题，对该工程项目提出了整体改造要求。图2 为案例设计方案（曲面屋顶幕墙）。

图2 案例设计方案（曲面屋顶幕墙）

4.2 改造方案

经全面分析和现场勘查，提出改造方案如下：

（1）全面拆除原有屋面装饰部分，全面检查建筑主体基层，使用防水材料和注浆材料修复基层渗漏、开裂等位置，直至基层满足工程项目要求。

（2）考虑建筑的节能需要，在屋面位置实施必要的防水工程和保温工程，验收合格后，进行幕墙施工。

（3）幕墙施工工艺为铝单板幕墙，按照工程项目设计需求先进行前期测量，后安装龙骨等结构件，确保性能满足要求。

（4）按照屋面位置的造型情况和美观性需求，定制幕墙构件。异形构件铝板幕墙也能满足需求，构件生产一次成型，板面无接茬，降低整体渗漏风险。同时，金属铝板性能好、耐候性佳。

（5）经改造后，原屋面一体板装饰工程的开裂、渗漏问题得以解决，同时，装饰工程整体性好、符合项目质量要求。从装饰效果上看，相比原有一体板品质更高、耐候性好，可避免恶劣环境影响。

5 结语

综上所述，老旧建筑幕墙工程需要进行全面改造管理和品质提升，在改造提升的过程中，需兼顾使用功能、质量安全、应用成本等指标。本文主要从功能缺陷、外观效果、应用安全3 个角度，分析了老旧建筑幕墙工程可能存在的风险，并提出必要的改造流程与切入点。对于工程项目实际改造提升需求，在设计和实施的过程中，需从多个角度综合性考量，力求改造后的幕墙工程兼顾装饰、安全与使用功能，同时，保证施工效率，控制工程成本。既有建筑改造幕墙仍处于发展初期，针对应用技术的完善，会提出更加全面、科学的系统性解决方案，助力行业健康发展。