关于对异形玻璃采光顶施工技术的探讨

2013-12-03温明

中国建筑金属结构 2013年12期

温明

（广东广州 510600）

前言

玻璃采光顶又称玻璃屋顶，最早是以房屋采光为目的，主要是为了解决室内的采光问题，后来逐渐发展成为现在的以采光、外围护和装饰多重作用的新建筑形式。玻璃采光顶的造型、构造和功能也越来越新颖、复杂和多样化。因此，必须在设计和施工过程中根据不同采光顶的特点进行科学地设计、合理地施工，以保证采光顶为整体建筑起到“画龙点睛”的建筑效果。

1 玻璃采光顶在工程实践中采取的重点施工技术

本工程为珠海市横琴湾酒店玻璃采光棚工程，位于珠海市横琴湾长隆旅游渡假区（如图1、图2）。多个不同形状和种类的异形玻璃采光顶分布于高低不同建筑物的顶部。玻璃采光顶集采光、外围护和装饰效果为一体，突显了整体建筑物的效果特点。由于本工程采光顶形状多样（有圆穹形、梭形、锥形等）、结构复杂（有钢、铝合金和玻璃结构）、位置分散、地处海边、性能要求较高；另外，采光顶由于基本都在不上人屋面进行安装，因此材料的运输、吊装和安装条件都苛刻于普通幕墙和门窗的施工。因此在采光顶施工过程中除了要按照施工规范和设计要求进行工程进度、质量、安全和文明施工的控制以外，还必须根据具体情况，科学合理的采取相应的施工技术。

图1

1.1 因地制宜采取合理吊装措施

采光顶的位置均不在工地主道路附近，材料又必须依靠起吊设备进行吊装（如图2），因此根据其特点采取了以下措施：

图2

由于材料运输和吊装车辆的运输路线和起吊位置都在一些临时道路或者在地下室顶部楼板上面，我们对路面承载能力均进行了核算。并采取在路面铺设钢板，在地下室楼板下面增加支撑的措施，以保证吊装过程的安全性。

根据现场情况对材料出厂的包装进行严格控制：

由于同一种材料会分布于不同位置的采光顶，材料的运输路线和吊装设备都不同。因此，不能随意包装或仅仅根据尺寸大小进行分类包装，而必须按照不同安装地点、运输路线及安装次序对所有材料进行编号和详细的包装、运输安排，以保证材料进场后能一次到位，不用二次拆装和转运。另外，每一单位材料的重量和尺寸也必须按照塔吊和吊车的起吊范围和能力进行严格控制。

1.2 合理采取放线措施

多个采光顶为双曲面不规则形状，必须利用三维坐标才能准确在空间进行定位。为了更方便施工，首先将整体造型根据不同采光顶特点分成横向或纵向的多个切面，利用钢丝线定好不同切面的控制线。其次再利用电脑测量出每个切面上的控制点到不同控制线的直线距离。这样就可以将三维坐标逐渐转化为平面尺寸。安装时只需按照每个控制点在电脑计算出的数据，用拉尺即可快速找到安装控制点。同时，在安装过程中再利用全站仪进行实时监控每个点的安装准确性。即保证安装精度的情况下也大大提高了安装效率和可操作性（如图3）。

图3

图4

1.3 严格控制材料加工尺寸

由于本工程工期紧，异形玻璃生产周期长，因此不能等骨架完成后再下单加工玻璃，必须同时进行。因此，材料加工尺寸的准确性直接影响到后期安装进展和工程成本。而采光顶玻璃大部分为异形，尺寸较难控制，因此，在施工过程中除了要严格控制骨架安装尺寸，还要严格控制玻璃的加工尺寸。另外，针对个别非常不规则的曲面部位，我们在加工厂制作了骨架样板，先进行玻璃试装后再大面积生产运到工地，保证玻璃现场安装时能准确到位不出现返工。

1.4 积极采用高效施工方法

按照现场安装顺序和步骤将材料定尺在厂里做成半成品，开好孔，现场采用全螺栓连接，避免采用烧焊连接，提高连接可靠性的同时，也大大提高了安装效率，减少了特殊工种的使用和火灾隐患（如图5）。

图5

先将玻璃在打胶车间将其固定在玻璃托上，玻璃面朝上排好顺序进行包装。玻璃进场后，现场采用电动玻璃吸盘将玻璃从车上直接吊装到安装位置后，用固定码进行有效固定。使得玻璃板块安装拆卸方便，便于施工及维护，玻璃板块四周处于活动状态，能够消除层间位移及玻璃板块在热胀冷缩状态下产生的应力，防止玻璃爆裂。同时可减少人力操作，提高工作效率，大大降低玻璃安装损坏的几率。

1.5 重点解决采光顶的漏水隐患

渗漏是长期困扰建筑工程质量的顽症。本工程较大的跨度和玻璃尺寸都使得玻璃接缝处会产生较大位移量；防水密封缝又经常受大气酸雨、盐雾侵蚀和太阳光紫外线长期照射；另外，施工或维护人员也会对胶缝进行踩踏，造成破损。因此该玻璃采光顶必须更加做好防水工作。

1.5.1 设置合理排水系统

为了使雨水不堆积在采光顶，必须设置一定的排水坡度。坡度越大，排水越顺畅，但坡度太大也会给采光顶的施工和结构布置带来困难，因此要根据具体要求确定一个合适的排水坡度。玻璃的安装顺序为沿流水方向按分格进行安装，安装前沿流水方向拉上通线，确保玻璃的安装坡度。

组织设计合理的采光顶骨架和排水槽，将玻璃采光顶内侧的冷凝水和有可能通过胶缝渗漏的少许雨水顺利排走。

1.5.2 改进接缝处防水密封胶的形状

目前，防水接缝涂胶一般修整为凹而，容易积尘存水。此外，按缝涂胶是在工地现场施工，难免潜在瑕疵、气泡或夹杂等隐患。所以，同一条接缝分成两次涂胶完成，最后一道密封的形状有必要修宽，修整为园凸面搭接在玻璃表面上，既扩大了粘结宽度和密封面积，又有利于减缓局部应力，同时覆盖第一道密封可能存在的缺陷，有利于彻底消除渗漏隐患。同时，密封胶的宽度和厚度都根据工程特点进行了严格设计和控制（如图6）。

图6

玻璃采光顶安装过程中和整体安装完毕后都进行了淋水测试，玻璃采光顶中间和与结构之间的排水槽也进行了蓄水防渗漏测试。通过多种测试，进一步检查和验证了采光顶的防水功能。

1.6 降低采光顶的玻璃自爆

玻璃是玻璃采光顶的主要材料之一，采光顶玻璃的机械、光学及热工性能、尺寸偏差等,均应符合现行国家标准规定要求。同时，要重点防止玻璃的自爆产生。自爆是钢化玻璃固有的特性之一，产生自爆的原因很多，主要是玻璃内部存在NiS结石，NiS逆向相变时体积增大，若刚好处在钢化玻璃的张应力区是导致炸裂的重要因素；其次钢化玻璃中应力分布不均匀、偏移，使钢化玻璃制品有自爆的趋向。由于采光顶位置特殊，玻璃自爆对内部使用及后期维修都影响很大，为了尽可能的降低玻璃自曝率，我们采取了以下措施：在保证外观效果前提下尽量缩小玻璃分格的尺寸，降低内部应力；将全钢化玻璃改为半钢化夹胶玻璃，以保证玻璃破损完整性的同时，减少玻璃内部应力；玻璃原片采用超白玻璃，超白玻璃虽然造价比普通玻璃稍贵但自曝率远低于普通玻璃；玻璃增加均质处理（热浸处理），可防止引起NiS逆向相变或相变不完全，降低钢化玻璃的自曝率。

1.7 钢构件的防腐

由于该工程地处海边，空气中的湿度和盐分较大，采光顶骨架更容易生锈。因此骨架材料尤其是钢构件必须相对其他工程做足防腐处理，本工程所采用钢材，表面先喷砂除锈，再刷涂环氧富锌底漆、环氧封闭漆、环氧云铁中间漆、防火涂料，最后喷涂氟碳面漆。钢构件打磨、除锈和喷涂必须严格按照规范进行施工，尤其是打磨除锈的程度必须达到sa3等级，钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆涂层等附着物，该表面显示均匀的金属色泽。打磨后底漆涂刷的最长间隔时间不得超过4h。另外，每道漆涂刷的厚度和间隔时间以及涂刷环境都必须严格按照油漆的使用要求。

1.8 成品保护时需重点注意事项

对玻璃采光顶构件、面板等，应采取保护措施，不得发生变形、变色、污染等现象。玻璃采光顶施工中其表面的粘附物应及时清除。玻璃采光顶完成后应制定清洁方案，清扫时应避免损伤表面和胶缝，清洁剂应符合要求，不得产生腐蚀和污染。

另外，由于为防止玻璃划伤，玻璃进场时均会采用贴膜的方法进行保护。但由于采光顶处于建筑物顶部位置，接触雨水和阳光辐射的时间较长。一旦雨水进入到保护膜与玻璃的细微间隙。在阳光的辐射下容易使玻璃发生霉变和起彩虹。因此，玻璃在施工过程中，要尽量避免长时间雨淋；安装好后应尽快去除保护膜，防止发生霉变。如果不慎发生小面积玻璃霉变，可利用氢氟酸进行清洗，但清洗操作一定要控制好酸的浓度和浸泡时间，而且要做好保护措施，避免氢氟酸对身体造成腐蚀。