变角度渐进式折线型单元式幕墙施工技术

文 / 苗方辉 庞绍安 徐 敏

标新立异的建筑造型往往给人一种科技感和时尚感。单元式幕墙的兴起和使用为建筑提供了特异的造型和靓丽的光彩，但凡具有标志性的建筑都少不了单元式幕墙的身影。施工单位也希望借助这些地标性建筑来提升企业自身的知名度和影响力。因此，对幕墙深化设计、自主创新形成成熟的单元式玻璃幕墙施工工法具有现实的应用价值。

1 工程概况

广西文化艺术中心是自治区成立60周年大庆献礼工程，其建筑规模名列同类建筑的全国第四。整个建筑由德国GMP建筑师事务所设计，其外形设计灵感来源于广西特有的喀斯特地貌山体，雪白流畅的线条勾勒出三座“山体”，与宽大的悬挑云棚完美融合，宛如山峰穿云而过，气势恢宏，将广西特有的自然风光以建筑的载体灵活展现出来。中心包括600座的多功能厅、1200座的音乐厅、1800座的大剧院，集大型歌剧、舞剧、音乐剧、交响乐等高雅艺术表演、交流、培训于一体。

本项目的幕墙工程由广西建工集团第一建筑工程有限责任公司幕墙分公司施工。该幕墙工程标高6.5米～12.85米均为变角度渐进式折线型单元板块。大剧院、音乐厅、多功能厅共计约5150m2玻璃幕墙，主要分格尺寸（宽×高）：2150mm×1740mm。面板主要类型有：8+12A+8LOW-E+1.52PVB+8超白钢化中空夹胶彩釉玻璃，3mm氟碳喷涂铝单板等。

图1 项目效果图

2 项目的特点和难点

2.1 项目特点

（1）与立面造型方正的幕墙不同，本项目通过变角度渐进式折线型单元板块的安装，使建筑外观造型更为美观，为广西文化艺术中心成为广西新“名片”奠定了基础。

（2）单元板块全部在工厂车间内进行组装完成，组装精度高，安装速度快、施工周期短、便于成品保护，可与土建主体结构同步施工，有利于缩短整体建筑施工周期，但同时也对工序的搭接提出了新的挑战。

（3）板块之间采用插接方式连接，抗震能力强。

2.2 项目难点

与传统的幕墙相比，本项目单元式幕墙施工具有以下难点。

（1）整个建筑物拱形间每一榀玻璃幕墙都由7块单元板块组成一个整体，每一榀的角度、渐进折线都不一样（如图2、图3）。幕墙与两边收边的铝板要从上而下形成一条宽度一致的通缝，不能发生碰撞，也不能出现大小头。因此，放线测量难度大，精度要求高，测量工作是重中之重。因而，BIM技术在测量放样和碰撞校核中的引入显得尤为重要。

（2）施工现场转运卸货、单元板块吊运及安装也是施工的难点之一。每块单元板块自重约600kg，人工无法搬运。较低处的单元板块可通过汽车吊吊装，但较高处的单元板块吊装受到外挑云棚的阻碍无法吊装，需要额外架设两部电动卷扬机用于垂直吊装。

图2 部分幕墙立面展开图

图3 部分幕墙平面图

3 施工技术要点

3.1 施工工艺流程

施工工艺如图所示：

图4 工艺流程图

3.2 施工操作要点

3.2.1 深化设计

在Navisworks软件中将各专业的BIM模型进行整合（如图5），利用其碰撞检测功能，将幕墙与建筑结构相互冲突的信息进行提取，共检测出931处碰撞，其中重大碰撞38处。同时，利用BIM的可视化，可以直观地将干涉位置和干涉情况进行反映（如图6）。在深化设计阶段我们就可以查出一些过去二维图纸上很难检查出来的错误，继而调整幕墙施工图，优化工程设计和幕墙加工，减少在幕墙施工阶段可能存在的错误损失和返工的可能性，可以使幕墙施工的整个进程显著提高效率、大量减少风险。

图5 Navisworks模型整合

图6 碰撞检测图（部分）

3.2.2 施工准备

（1）技术准备

①组织设计人员对现场安装工人进行技术交底，熟悉本工程单元式幕墙的技术结构特点，详细研究施工方案，熟悉质量标准，使工人掌握每个工序的技术要点。

②项目经理组织现场人员学习单元板块的吊装方案，着重学习掌握吊具的额定荷载，各种单元体重量等重要参数。

（2）运输、吊装机具的准备

①根据本单元板块几何尺寸、重量设计合适的板块周转架，采用叉车进行现场转运卸货；

②根据单元板块的尺寸、重量及吊装方法设计适合的汽车吊、卷扬机及吊具，所有机具设备的选用都应具有一定的安全系数，重要部件应通过实验测试其可靠性；

③与总包协调使用汽车吊和卷扬机进行板块吊装。

（3）材料的准备

材料的准备主要是根据施工图分析材料需求量，进行材料的采购工作。

①材料的采购及供应

材料的采购严格按照《玻璃幕墙工程技术规范》中关于幕墙材料的规定去采购并确保符合设计要求。所有采购的材料，确保有出厂证明书（标有厂名、材料名称、规格和数量、出厂日期和批号，试验报告和订货单副本）供监理工程师审查检验。

②材料监督

材料的取样、试验的过程均由甲方或甲方委托的监理单位现场见证取样，确保产品合格。

3.2.3 测量放样

变角度渐进式折线型单元式幕墙的放线是施工的难点，是工作的重中之重。幕墙各个面的高度、倾斜度均不一样，以传统的测量定位方法很难满足质量要求。应用Navisworks中的“Point Layout”插件1Point Layout插件，与Navisworks同为欧特克公司产品，安装在Navisworks中，与Navisworks配合相得益彰，主要功能是可以读取模型的点位坐标。，可以精准拾取幕墙的各个特征点的空间三维坐标，并导出形成坐标数据表格。数据表格通过数字化同步到全站仪中，可以利用数据和全站仪实现精准定位，指导现场施工。

图7 用Point Layout插件提取空间坐标点

3.2.4 焊接龙骨及钢角码

根据现场放线，在钢龙骨上焊接钢角码连接件。钢角码根据图纸给出的角度、每块板块的分格与现场放线结合进行焊接。

3.2.5 焊缝打磨

钢角码满焊完毕后将焊渣敲除，并用手磨机把焊缝打磨平整、光滑。工序完成后通知总包单位及监理单位进行验收，验收合格进入下道工序，验收不合格则对不合格的焊缝进行整改，整改完成后再通知验收，以此类推，直至验收合格方可进入下道工序。

3.2.6 单元板块工厂制作与运输

单元板块材料进场前熟悉加工图纸与材料规格及加工工序等。

每一道加工工序形成流水作业、铝材切割、钻孔及套装玻璃和打胶均采用专用机械设备进行加工安装。

根据材料成品的需要在加工车间使用定制的运输架，数量要保证运输及周转，以方便单元板块的装卸、叉车作业及运输。运输架与单元体接触面要做保护，避免硬接触，刮花单元体铝框。

单元体到达现场后，用叉车将运输架与单元板块一起运至吊装区域，运输过程中安排专人指挥，轻拿轻放，避免损伤单元体。

4 质量控制

4.1 四性试验

为保证幕墙试验符合玻璃幕墙工程技术规范要求，需进行空气渗透性能试验、雨水渗透性能试验、风压变形性能试验、平面内变形能力试验，即为四性试验。

4.2 幕墙试验主要程序

4.3 连接件的检测

焊缝高度必须达到设计要求：焊脚没有咬边现象；防锈漆涂刷是否均匀；所用材料是否符合设计要求；加工尺寸是否与图纸一致。