高铁站房大面积U形玻璃幕墙施工技术研究
2019-05-25陈鲁
陈鲁
(中铁十六局集团置业投资有限公司,北京100018)
1 工程概况
某高铁站扩容提质改造及其配套工程为满足客流量增大的需求,需对原有站房进行改造,增加候车室座位,并在原有站房两侧各新建1栋副楼与原有站房对称协调(见图1)。新建南北副楼均为4层公共建筑,地下1层为钢筋混凝土框架结构,地上3层为钢框架结构,建筑高度15.3m,建筑面积12 591.77m2。其中地上1层外墙采用点式玻璃幕墙,地上2~3层外墙全部采用U形玻璃幕墙。U形玻璃(又称槽形玻璃)是一种新型建筑节能墙体型材,该工程大面积外墙采用U形玻璃幕墙,让建筑变得更加靓丽且富有现代感[1-3]。
图1 某高铁站扩容提质改造工程效果
该高铁站扩容提质改造及其配套工程的新建南、北副楼2层以上外墙U形玻璃安装面积为2 483m2,为确保大面积U形玻璃墙安装质量,本工程面板采用230mm×70mm×7mmU形镀膜超白玻璃,U形玻璃组合方式为双排翼在接缝处成对排列的组合;U形玻璃上下固定通过在定型铝合金型材内塞入橡胶垫条进行紧固,两片玻璃之间余缝采用泡沫条填充,耐候密封胶封闭稳固。
2 技术特点
高铁站房大面积运用U形玻璃幕墙施工优化工艺,因其施工快捷、具有良好的保温隔热性能、安全性能和较强的机械强度,非常合适在公共建筑中应用,特别在大型客运高铁站房有很大的应用价值。该技术主要有以下特点[4-7]。
1)U形玻璃固定施工安全、简便快捷。
2)U形玻璃组合形式采用双排翼在接缝处成对排列的组合形式,使之具有理想的透光性、较好的隔声和保温隔热性,并远低于传统幕墙的传热系数。
3)安装完成后各独立的U形玻璃型钢槽间具有均匀弹性。
4)由于采用双排组合形式固定于铝合金型材槽内,槽底空隙加设橡胶缓冲垫,不仅防震,而且保证了机械强度,且无需额外的水平或垂直支撑物。
3 工艺原理
采用Auto CAD进行尺寸排板设计,工程现场将定型铝型材固定在钢结构骨架上,将PVC缓冲垫放入上下定型铝型材槽内,这样操作不仅可防震,而且能够起基本的固定作用,再将U形玻璃条按照双排翼在接缝处成对排列的组合方式依次插入,同时在定型铝型材槽与玻璃间的缝中塞入泡沫条,U形玻璃安装完毕后检查缝隙是否横平竖直及缝隙宽度是否合适,最后注耐候密封胶固定。
4 工艺流程及操作要点
4.1 工艺流程
U形玻璃幕墙施工工艺流程:排板设计→测量定位→龙骨安装→定型铝合金型材安装→橡胶垫衬安装→U形玻璃安装→泡沫条安装→缝隙注胶→验收。
4.2 主要材料及技术参数
1)选用铝合金型材用作U形玻璃结构体的四框,材料牌号为6063,状态为T5;外漏部分采用氟碳喷涂处理,平均膜厚t≥40μm。
2)密封材料为硅酮胶、柔性聚氯乙烯型材等,用于U形玻璃与固定件及U形玻璃条之间的密封。
3)面板采用230mm×70mm×7mmU形镀膜超白玻璃,抗压强度≥700MPa,抗拉强度≥30MPa,弹性模量≥60 000N/mm2。
4.3 施工操作要点
1)龙骨安装注意事项龙骨安装时应依据轴线及水平基准定出龙骨位置尺寸,包括进出、标高、左右位置;注意钢材加工后的防腐处理、焊接状况、龙骨调整的准确性,铝料要先连接到钢龙骨上,与钢材的接触面应设绝缘垫片;将防火层、幕墙避雷按照图纸施工并报验完毕。U形玻璃幕墙布置如图2所示。
2)定型铝合金型材安装要点在调整好铝合金型材框的水平后,使铝合金型材框与墙面保持在同一平面内,用螺栓将铝合金型材框固定在钢结构骨架上,上下两层玻璃之间缝隙采用铝单板包边造型,内设100mm厚防火岩棉进行封堵。铝合金型材框固定后,应能保证U形玻璃墙体自由伸缩;在U形玻璃与铝合金型材框的接缝处用泡沫条填充并用耐候胶将接缝盖严(见图3)。
图2 U形玻璃幕墙布置
图3 定型铝合金型材布置
3)弹性泡沫条安装要点玻璃与铝合金型材槽壁、玻璃与玻璃之间均采用柔性泡沫条,垫条与玻璃和边框接触面不得少于10mm,保证安装完成后各独立的U形玻璃型钢槽间具有均匀弹性。U形玻璃片组合情况如图4所示。
图4 U形玻璃片组合
4)缝隙注胶注意事项U形玻璃与边框间及玻璃与玻璃间的接缝中,填入玻璃胶类弹性密封材料(或称硅酮胶)密封,密封厚度在最窄处测量应不小于3mm,而且密封材料与边框的黏结面和密封材料与U形玻璃的黏结面宽度均应≥5mm。
5)U形玻璃验收注意事项钢材加工后的防腐处理、焊接状况、龙骨调整的准确性、铝料要先连接到钢龙骨上,与钢材的接触面应设绝缘垫片;定型铝型材是否直接固定在建筑上,玻璃与玻璃、玻璃与铝合金型材框之间的缝隙是否密封;定型铝型材承受的荷载应直接传给建筑,不应使U形玻璃受力,破坏其自身机械强度。
5 经济效益分析
1)节能性U形玻璃作为玻璃幕墙时,其传热方式以导热为主,对流换热所占的份额较小,所以其较小的导热系数能较大程度地提高U形玻璃的热阻,起到隔热作用;若在U形玻璃的外层使用Low-e玻璃,可使阳光中的可见光部分透过,起到采光作用;在夏天能将产生热效应的大部分红外辐射挡在窗外,阻断热量向内层玻璃辐射。
2)经济性U形玻璃综合成本相对较低,可节省大量钢或铝型材;透光率较高,既节约建筑物室内照明费用,又兼有人性化的工作环境;其主要由幕墙构成,所以制作安装简便快捷,可缩短工期;U形玻璃幕墙与常规玻璃幕墙比较,其水密性和气密性具有优势,隔热保温性能好,造价低。
6 结语
通过某高铁站房大面积运用U形玻璃幕墙施工技术研究后进行施工技术优化,按业主工期目标完成幕墙工程,并为公司节约成本近30万元,得到业主和监理的一致好评。