谈外呼吸式玻璃幕墙设计与施工

刘如峰 刘艳东

(1.大连长兴岛工程建设事务中心，辽宁大连 116317;2.大连长兴岛公用事业运营中心，辽宁大连 116317)

1 工程概况

大连长兴岛临港工业区规划展示馆总建筑面积10 340 m2，分为A，B两栋单体，中间采用玻璃连廊相连。地上为钢结构形式，整个建筑形式扭曲夸张，最大跨度25.6 m，最大悬挑10 m，层高7.5 m。幕墙系统为敞开式外循环呼吸式弧形玻璃幕墙。效果图见图1。

图1 长兴岛临港工业区规划展示馆效果图

该系统主要由以下9部分组成:

1)内层幕墙:由双钢化中空Low-E断热明框幕墙组成;2)外层幕墙:由单钢化15 mm玻璃隐框幕墙组成;3)通风道:自然通风式，外部采用防水百叶加防虫网结构;4)遮阳百叶窗帘:由360 mm铝合金百叶加电动开启装置组成;5)格栅:钢格通风铝格栅组件组成风量调节器;6)连接件体系:采用三维可调整结构;7)内外层幕墙挂件:采用可调连接件结构;8)防雷系统:幕墙系统采用封闭环防雷结构，与主体结构相连通;9)层间及周边密封防火设置:采用镀锌板加防火岩棉作为层间封修。

2 外呼吸式玻璃幕墙系统设计

1)结构设计。内层幕墙由双钢化中空Low-E断热明框幕墙组成，外层幕墙由单钢化15 mm玻璃隐框幕墙组成。竖向龙骨隐蔽在玻璃后面形成椭圆弧形状。竖向龙骨设置了钢插芯，以增强整幅幕墙的稳定性。百叶窗由多组梭形45°百叶放置，形成雨屏。百叶后部加设不锈钢防虫网。2)强度设计。在本工程呼吸幕墙中，通过对幕墙各部件的计算按照风压变形性能Ⅲ级进行校核，同时满足铝型材龙骨相对挠度不大于1/180，钢龙骨相对挠度不大于1/300，铝型材龙骨绝对挠度f=20 mm，钢龙骨绝对挠度f=15 mm。3)保温及降低噪声设计。在本工程呼吸幕墙中，空气层为缓冲区，内层采用了断热型材及中空玻璃，且胶条多道密封，保温隔热性能优异，保温性能达到Ⅲ级，隔声性能优异，隔声性能达到Ⅱ级。4)抗震及温差变形设计。在地震和大风作用下，建筑物各层之间产生相对位移时，幕墙构件就会产生水平方向的强制位移。在计算主材强度时，考虑了大连长兴岛当地风载和地震荷载的组合效应，且幕墙系统与主体工程为弹性连接。在地震及大风来临时，幕墙结构与主体工程之间相互独立，不会造成挤压破坏。5)避雷设计。幕墙形成了自身的防雷网格体系，横向每个单元用铝板相连，竖向每层竖框之间用均压环连接，每三层与主体结构可靠接地，共同形成防雷体系。6)防火隔热设计。幕墙作为建筑物的外围护结构，是建筑的重要组成部分，因此防火设计是非常重要的。本工程在每层楼板边缘与幕墙间的缝隙都做层间防火封修。7)耐冲击性能设计。耐冲击性能表示幕墙对冰雹、大风时飞来物、飞鸟等撞击的能力。外层玻璃幕墙采用15 mm钢化玻璃，钢化玻璃不易破碎，破碎后不易形成有尖角的碎片。8)耐腐蚀性设计。在材料选择上，铝合金型材进行了阳极氧化处理。所有钢制连接件及零部件均进行了防护处理，具有足够的耐候性。

3 外呼吸式玻璃幕墙系统的施工

呼吸式幕墙的组装形式为框架拼装形式。在工厂加工完成所有的横竖框后，先按照幕墙设计图纸对土建结构进行尺寸复合，检查埋件位置是否合适，找基准放线。对内外层幕墙所用的钢构件进行安装调试，包括幕墙的连接件、电动百叶钢梁、轴，以及钢格栅等的焊接件，目的是在安装框架前不再使用焊接工具，保证框架和玻璃不会被损伤。1)安装内层幕墙的框架、玻璃、打胶，各部位的封修;2)安装外层幕墙的框架;3)安装幕墙立柱后面的封修板，层间的防火封修结构;4)对内层幕墙外侧玻璃清洗;5)安装铝合金遮阳百叶电机传动机构，调试合格后进行百叶的安装，然后总体调试;6)安装钢格栅组件和风量调节器;7)对空气层进行清理(包括对内层玻璃、百叶的清洗);8)安装外层幕墙的防水百叶和防虫网结构;9)安装外层幕墙玻璃、打胶，各部位的封修。

4 外呼吸式玻璃幕墙系统施工质量控制要点

1)控制点的确定原则。使用水平仪和长度尺确定等高线，使用激光经纬仪、铅垂仪确定垂直线，使用激光经纬仪校核空间交叉点。

2)测量控制坐标法。在测量实施过程中，测量的基准是测绘单位提供的圆心及基准轴线，经过校核后应在靠近幕墙面处作出控制线。对屋顶装饰的不规则形状，一般应用电脑放样放出各段间交叉点(边缘控制点)的相对坐标，通过坐标法，确定其精确位置，并校核其与基准控制轴线之间的相对关系。

3)立面单元控制。标高方面控制采用地面控制标高统一控制，即采用±0.000 mm作为原始标高控制点，在地面作一个标高控制网，控制网闭合误差不大于2 mm，以此为基准在各边缘控制点处垂直向上引伸，在各楼层处设置层间标高控制网，主要层标高控制网均应进行闭合检查。经闭合检查的控网点在混凝土面及墙面的控制点作为立面控制单元的基准点。

4)控制单元的确定。根据幕墙系统外立面尺寸及弧度，将每层幕墙分成多个单元，每个单元按九宫格划分。九宫格内九片玻璃的安装、调整、定位，依据九宫格边缘四个光点进行检测及控制。

5)钢连接件预装质量控制要点。土建工程施工完毕后，第一步进行钢连接的预装，钢连接件采用三维可调连接件，在安装幕墙立柱及横梁时，骨架在幕墙垂直平面内上下、左右自如调整。连接件标高误差不大于10 mm，连接轴线与幕墙轴线距离偏差不大于20 mm，水平方向偏差不大于3 mm。

6)立柱与横梁安装质量控制要点。立柱与钢转接件连接后，转接件与连接钢板进行调整、固定，按立柱轴线及标高位置将高度偏差调至不大于2 mm，轴线内外偏差不大于2 mm，左右偏差不大于3 mm。每层的横梁由下向上安装后，进行调整、校正、固定，经现场监理检查合格后满焊。

7)耐候密封胶嵌缝的质量控制要点。充分清洁板材间缝隙，清除水、油漆、铁锈、水泥、砂浆和灰尘等，充分清洁粘结面，加以干燥，用二甲苯或甲基二乙酮作清洁剂。调整缝的深度，为避免三面粘胶，缝内充填圆棒形聚氯乙烯发泡材料。

5 结语

长兴岛临港工业区规划展示馆外呼吸式体系玻璃幕墙具有施工快捷、节能效果好、抗噪声、防沙尘、通风良好、外型通透等诸多优点。不仅改善了建筑物的隔声、隔热、遮阳、通风和采光性能，还节约能源，增加室内舒适度。

［1］赵西安.建筑幕墙工程手册［M］.北京:中国建筑工业出版社，2002.

［2］蔡继红，熊正洲，程 佳.双层呼吸式幕墙的特色［J］.中华建筑，2005(8):56-57.