曲面幕墙施工技术和管理措施研究

杨标

（宁波建工建乐工程有限公司，浙江宁波 315020）

0 引言

对于建筑而言，幕墙结构极其关键，其中，曲面幕墙更是由于其兼具美观性与普适性的特点广泛应用。曲面幕墙逐步完成由模仿到创新的发展路径，并呈现出了多元化、个性化与艺术化的特点，造型上的灵活变化也导致曲面幕墙的施工难度提升，因此需要分析曲面幕墙施工技术中的要点，并围绕具体施工需求提出针对性的施工管理措施。

1 曲面幕墙的施工难点

幕墙本质上是建筑的外墙围护，不具备承重的功能，且往往采用悬挂的形式安装，形式与安装方式类似帷幕，故而得名“幕墙”[1]。幕墙是现代大型建筑与高层建筑中常用的墙体结构，有着轻量化与装饰性的特点，主要由面板与支承结构组成，具备一定位移能力与变形能力，独立于主体结构之外，不承担主体结构的作用力。曲面幕墙（图1）是外形呈现出曲面的幕墙结构，由于其在外形与结构上的特点，相较于常规幕墙施工难度更大，主要体现在设计、建筑结构材料加工与安装施工方面。

图1 曲面幕墙

曲面幕墙施工本身就具备较强的综合性，需要设计团队与施工团队的密切配合，曲面幕墙的设计不仅是功能性与审美性的协调统一，也是后续施工过程的重要依据。因此设计是曲面幕墙施工中的重点与难点，优秀的设计能够成为决策与施工之间的良好衔接，体现设计团队与施工团队的协调与配合。

从建筑结构的角度来说，曲面幕墙是建筑的外部保护与装饰结构，与建筑的外墙结构相连接，想要保障建筑整体的稳定性，建筑人员就需要确保幕墙结构与建筑外墙结构之间装配的精细性与合理性。

从材料加工的角度来说，曲面幕墙施工本身就需要用到包括玻璃、合金材料、石料等在内的，特质与性能各不相同的材料，因此如何根据曲面幕墙的功能需求选择适宜的材料是必须解决的问题。不仅如此，曲面幕墙的加工难度也更大，需要根据设计对材料进行弯折、切割与焊接，往往需要采用特殊的加工工艺与设备。

曲面幕墙的安装施工工艺复杂，需要多个环节的密切配合与有效衔接，需要严格按照预设的施工顺序完成安装，并且关注施工力度、精细度等问题，还需要对根据实际情况对幕墙进行防水、防锈蚀、防日晒等特殊加工处理，所以说安装施工是曲面幕墙施工过程中最为核心的难点。

2 曲面幕墙施工技术的应用要点

2.1 BIM 技术综合运用

BIM 技术是现阶段建筑行业中广泛应用的技术，将其应用到曲面幕墙施工之中，能够借助其在数据获取与处理方面的优势，对曲面幕墙施工技术进行优化与迭代，因此实现BIM 技术的综合运用是曲面幕墙施工技术的应用要点之一。在输入足够的数据后，施工方可利用BIM 技术构建曲面幕墙的参数化模型，并发挥其在图纸设计、工程量计算以及施工优化方面的作用。具体来说，BIM 技术在曲面幕墙施工中的综合应用主要体现在数据信息共享、可视化施工与成本控制上。图2 为BIM 参数化模型应用途径。

图2 BIM 参数化模型应用途径

施工方可以利用BIM 技术的参数化模型构建曲面幕墙施工数据的协同平台，并将施工构件的材料信息、参数数据以及三维模型等资料整合到平台上，为曲面幕墙全施工环节的信息共享的实现提供助力。数据在经过处理之后能够直接呈现在BIM 模型上，方便设计方、施工方与监理方以直观的方式进行数据共享，为三方的沟通与协作提供便利，极大程度上提升信息共享的效率。BIM 技术还可以与Iban 系统配合，对曲面幕墙的施工进程进行动态管理，通过数据对施工过程中存在的问题进行总结与预判，并根据问题的实际情况对施工工艺进行调整[2]。

曲面幕墙的BIM 模型构建完成后，技术人员还可以将其用于与现场施工人员进行可视化交流，将施工工艺以数据变化与参数调整的形式导入虚拟模型之中，实现对施工效果与施工进度的实时反馈。不仅如此，曲面幕墙的虚拟建模还能够与实际的施工计划相对照，为施工计划的调整与完善提供依据。

由于曲面幕墙涉及的原料种类多、施工技术复杂、施工难度大，成本控制工作也面临着更大的挑战。而BIM 技术在曲面幕墙施工的成本控制方面有着突出的优势，能够借助BIM 技术分析得出的数据构建成本控制模型，对曲面幕墙的施工成本进行全流程跟踪统计。结合多种技术指标的动态变化，相关人员能够确定导致曲面幕墙成本变动的因素并进行具体分析，以此对成本计划进行调整，提升成本计划的合理性与有效性。在曲面幕墙施工过程中，技术人员还应当将BIM 模型中的进度信息与预算信息相关联，借助曲面幕墙的BIM 模型对现场施工条件进行还原与模拟，优化材料、设备、人力等资源的配置，在此基础上提升曲面幕墙成本预算的科学性。

2.2 幕墙吊篮施工

由于曲面幕墙位于建筑的外立面，施工人员往往采用吊篮施工技术，而这一技术的应用水平与细节把控将直接影响到曲面幕墙的施工效率与安全性。吊篮由八根钢丝绳进行牵引与控制，其中4 根分为两组，分别作为吊篮的主副钢丝绳，作为动力绳牵引吊篮，另有两根钢丝绳由于调整吊篮的运动角度，两根作为吊篮上升下降的轨道绳，同时也用于调节吊篮与施工面之间的距离，起到保险作用[3]。在吊篮的运行角度调节绳下端还需要单独安装一组电机，固定在地面上，为轨道绳的运动提供动力，并将吊篮系统的控制装置安装在吊篮内部，方便施工人员灵活调整吊篮的角度与位置。吊篮在安装过程中需要关注以下要点。

（1）吊篮系统安装方案的确定，曲面幕墙施工中使用的吊篮系统主要由吊篮装置系统、刚构架系统与运行角度控制系统3 个部分组成，需要根据曲面幕墙的施工需求与施工现场的实际情况选择相应的装置与系统。以某建筑曲面幕墙的施工为例，为保证吊篮能够在曲面幕墙的水平斜面上移动，施工人员在原有吊篮系统的基础上调节轨道绳的数量与走向，改变传统的垂直运动轨迹，提升了吊篮运动的灵活性。吊篮安装示范如图3 所示。

图3 吊篮安装示范

（2）吊篮运行系统的安装与调节，为保障吊篮运行系统的稳定性与安全性，施工人员需要根据实际情况在系统中安装加强钢丝绳，分别固定在前梁与花架梁上，另一端绕过定滑轮，并在合适的位置安装限位块。在吊篮运行系统投入使用之前，施工人员还需要进行穿绳检查，将面板上的转换开关拨至待检查的提升机一侧，并将钢丝绳穿过安全锁后插入提升机上端孔内，开启上行按钮。若提升机能够自动完成钢丝绳的穿绳金伟，则证明系统正常运行，一旦出现异常情况，则需要立即停止穿绳工作。

2.3 无规则曲面幕墙施工

无规则曲面幕墙的施工在曲面幕墙施工领域也具备较强的特殊性，考虑到采光、塑形等方面的需求，通常会采用玻璃作为原料，但由于玻璃易碎，同时自重较大，在无规则曲面幕墙施工中还需要关注吊运技术与构件定制两个要点。

无规则曲面玻璃材料的吊装工作需要保证平稳性与安全性，避免玻璃破损导致项目成本提升，工期延长，随意吊运系统应当由电动设备，置物架、滑轮与轨道四部分组成，满足复杂施工条件下的物料运输需求。这一吊运技术的优势在于能够规避玻璃构件之间的碰撞风险，提升施工作业的连续性与施工效率。

而在无规则曲面幕墙构件的定制上，构件模型精细度的提升与物联网技术的支持能够使构件定制的精确度提升，避免传统定制模式中手工操作带来的误差，直接基于模型进行导料，由数控机床完成构件加工，降低生产成本的同时提升加工的效率。

3 曲面幕墙施工管理的有效措施

3.1 强化前期施工准备

曲面幕墙施工前的准备工作是施工管理中的重要环节，强化前期准备工作是提升曲面幕墙施工管理工作效果最为行之有效的途径之一，具体来说可以从设计图纸的审核以及对施工材料的管理两个方面入手。

首先，建设方在曲面幕墙施工开始之前需要从适应性与可行性两个维度对设计图纸进行审查，适应性指的是曲面幕墙的设计需要满足建筑的功能需求，同时适应所处环境，而合理性指的是设计能够经由当前的施工技术转化为现实[4]。因此在施工准备阶段施工方应当加深与设计方之间的交流，并由建设方组织图纸的审核会议，由设计、施工与监理三方共同参与。设计方在会议中需要向施工方与监理方简单阐述曲面幕墙的基本设计理念与功能目标，施工方如果存在疑问，可以当场提出，三方共同从技术与成本角度讨论设计的科学性。而施工方则需要对确认的图纸进行分析与解读，明确施工技术、流程与材料需求。在曲面幕墙设计图纸确认后，施工方还需要对施工现场进行勘探，基于曲面幕墙结构与施工条件制定施工方案，充分运用人员、设备、材料等资源，确保设计能够得到有效落实。

其次，曲面幕墙的施工方还需要加强对施工材料的管理，曲面幕墙施工的复杂性与材料的多样性导致其施工质量会很大程度上受到施工材料的影响，因此在采购施工材料与构件时，采购人员需要依据固定的标准。曲面幕墙材料的标准需要以国家的规定为底线，以满足曲面幕墙的性能与功能需求为基础，尽可能选择性价比高的材料，同时选择具备相应资质的供应商合作。为保证曲面幕墙的材料与构建处于良好的状态，施工人员还需要加强材料的入场检查与保存。施工人员需要结合施工材料的数量、用途与属性选取合适的质检方法，并在材料初次入场进行全检，后续入场可采用抽检，避免出现漏检与错检的问题。曲面幕墙施工材料入场后，施工人员还需要关注材料的保存，为不同的材料创设适宜的储存环境，保证材料的质量与性能，尽可能延长其使用寿命，避免环境因素对其造成负面影响。

3.2 健全施工安全管理机制

曲面幕墙施工过程中安全管理机制的构建是有效施工管理的必要前提，如果不能保证施工安全，那么一切施工管理措施都将失去价值。特别是在曲面幕墙施工难度大、施工环境恶劣的前提下，施工安全更加需要关注与重视[5]。

曲面幕墙施工人员需要健全施工安全管理机制，扩大施工安全管理的范围，为施工人员安全意识的培养提供助力。一方面，施工人员作为施工流程的落实者与施工技术的操作者，不仅要掌握施工设备的原理与操作方法，还需要对施工安全管理工作形成正确认识，自觉配合相关工作的落实。为提升培训教育活动的效果与灵活性，还需要加大对网络平台的应用力度，将培训内容整合成视频的形式，上传到网络平台，为施工人员的自主学习创造条件。另外，施工方还需要根据曲面幕墙的施工内容与技术特点构建施工安全责任体系（图4），在现有安全生产制度的基础上进行适应性调整，在施工安全总目标的基础上对目标进行细化，落实到具体的岗位与员工。

图4 曲面幕墙施工安全责任体系

4 结语

综上所述，曲面幕墙是外形呈现出曲面的幕墙结构，由于其在外形与结构上的特点，相较于常规幕墙施工难度更大，主要体现在设计、建筑结构与安装施工三个方面。在应用曲面幕墙施工技术时，施工人员需要关注BIM 技术综合运用、外幕墙吊篮施工与无规则异形幕墙施工等要点。想要实现对曲面幕墙施工的有效管理，相关人员就应当强化前期施工准备，健全施工安全管理机制。