大规格玻璃幕墙电动智能平推窗快速安装技术的应用

姚守涛，吴慧林

（中建四局第六建筑工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 引言

建筑智能化目前得到快速发展，电动可开启式幕墙平推窗被大量运用到现代建筑中，打造智能一体化的高档办公体验，越来越受到人们的欢迎。

电动平推窗开启窗扇规格尺寸大、安装难度高，如何将大规格的电动开启窗扇在高空中安全、快速、精准的安装是施工的难点。中国（合肥）国际智能语音产业园工程项目采用的大规格电动智能平推窗快速安装施工工艺进行深入研究，施工技术在该工程项目中得到了成功应用，证明该施工技术是一种技术先进、工艺可靠、施工便捷、经济合理的施工方法。

2 工程概况

中国（合肥）国际智能语音产业园工程，本项目共8栋单体，其中涉及幕墙大规格开启扇装置的共2栋23层的科研楼和2栋13层的中试厂房，大规格开启扇 规 格 主 要 有 1700×2700mm、1775×2100mm、2700×800mm等尺寸，共计电动开启窗260樘，最大整窗重量达180kg。该项目幕墙安装完成后立面效果如图1。

图1 1#中式厂房东、南外立面

3 工艺原理

大规格窗扇孔位在数控机床上建立模型、机丝钻孔，再拼接成窗扇的外框，所有铰链和窗扇的组装均在工厂完成，实现了工厂流水作业和整体配送。

在工厂加工大规格窗框孔位定位器，运送至施工现场后，安装人员站在吊篮上将定位器固定在窗框内，依据定位器上的孔位机丝钻孔，采用吸盘吊装窗扇至预定位置，使用螺栓将平行铰链与窗框拧紧固定。

由于大规格窗扇人力无法开启，需在窗框上下各安装一组电动开窗器，开窗器与智能感应系统连接，实现消防联动；在建筑物顶层安装风雨感应器，当风雨等级达到预定设计值时，可实现整栋楼的电动平推窗自动关闭。

4 主要施工工艺流程及操作要点

4.1 施工流程

深化设计→平行铰链受力分析→确定铰链和窗扇的组合形式→工厂最大规格窗扇1：1原型模拟试验→数控机床三维建模→窗扇机丝钻孔→铰链和窗扇组装→窗框孔位定位器制作→定位器嵌入窗框、孔洞定位→对准定位器孔位、窗框机丝钻孔→现场平行铰链受力测试→现场窗扇安装→开窗器、驱锁器安装→窗扇开、闭测试→消防联动、风雨感应、远程控制综合安装调试

4.2 施工工艺

4.2.1 建立三维模型

计算大规格平推窗自重和外部荷载，确保铰链连接安装点的安全性、可靠性、耐久性。在施工过程中，为了增加安装施工安全储备，经设计复核确认，增加平行铰链与窗框连接孔洞的机丝丝扣数量，即将大规格平推窗窗框铝材壁厚较普通手动平推窗厚度的3mm增加至5mm。

图2 窗扇铝材

4.2.2 铰链和窗扇组装

①通过建模受力分析，确定各类平推窗的铰链安装位置。窗扇两侧安装承重铰链，上下安装导向铰链，导向铰链不承受荷载，铰链安装数量由计算和模拟试验确定。铰链分为单叉铰链和双叉铰链两种类型，一副单叉铰链设计承载力为90kg，一副双叉铰链设计承载力为180kg，铰链安装位置图4所示。

图3 铰链示意图

图4 铰链安装图

②正常使用状态模拟试验。在工厂选用最大规格1700mm×2700mm窗扇进行1∶1原型正常开启、闭合模拟试验，测试铰链、电动开窗器、驱锁器等部件正常运行的安全性、可靠性，确保窗扇实际现场安装后能够满足正常使用功能要求。

③窗框型材采用数控机床打孔，将窗扇孔位建立三维模型后，对窗扇型材进行机丝钻孔，数据机床钻孔速度约为人工测量钻孔速度的10倍，可大幅度提高钻孔速度和精度。

图5 工厂1∶1正常使用状态模拟试验

不同规格窗扇铰链配置

图6 数控机床机丝钻孔

④运用已钻孔的型材组装窗框时，外框型材的四个角为45。对碰角拼装，在每个对碰角里面安装加固角撑，角撑与窗框型材卡扣连接，牢固可靠。

⑤在工厂将铰链与窗扇进行机丝连接组装，减少现场组装和场地堆放。

图7 加固角撑

⑥按窗扇外框规格制作孔位定位器，运用数控机床定位钻孔后运到现场，操作工人运用吊篮将定位器放至预安装的窗扇位置，定位器可直接卡扣在窗框内，两名操作工人同时对准定位器的孔洞打孔。

图8 孔位定位器

⑦为了确保铰链与窗框连接牢固可靠，采用机丝钻孔连接。

图9 机丝钻孔成孔效果

4.2.3 铰链承载力试验

铰链承载力试验选择单叉承重铰链（一副单叉承重铰链设计承载力为90kg），试验玻璃自重45kg，试验加载5块配重（每块配重25kg，5块配重共125kg），铰链承受的测试荷载为125+45=170kg＞90kg，由试验结果可知，当试验荷载为设计荷载的1.88倍时，铰链无任何晃动，能够满足设计承载力要求。

图10 铰链承载力试验

4.2.4 平推窗安装

平推窗采用6+1.14pvb+6Low-e+12A+6玻璃，最大规格1700mm×2700mm窗扇重量为140kg，玻璃安装采用大规格吸盘将玻璃从地面吸起、调运至安装部位，2名操作工人在吊篮中对称位置配合安装，减少吊装晃动带来的安全隐患。

图11 平推窗安装图

4.2.5 开窗器安装

推窗器安装固定在幕墙的窗框上，上下各设置一个，推拉点安装在平推窗的窗扇上，当按下推窗器的按钮时，上下推窗器同时给平推窗一个外推力，窗扇将整体平行推出开启，最大开启距离为30cm。

图12 开窗器安装

4.2.6 电动驱锁器的安装

在窗户上安装电动驱锁器，防止外力打开窗户，电动驱锁器安装在平推窗顶部，一个电动驱锁器连接该窗户的所有锁窗点。当开窗器关闭平推窗的同时启动电动驱锁器，电动驱锁器会发出信号给自锁点，实现关窗的同时自动锁窗。

图13 驱锁器安装

4.2.7 开启、关闭试验

平推窗现场安装完成后，需对电动开窗器开关的灵敏性进行测试，一天连续开关50次，平推窗仍然保持良好的开启状态，则平推窗开关调试合格。

4.2.8 消防联动装置

每层开窗器线路均采用内敷设，消防联动开启窗户的流程如下。

发生烟雾→触动烟雾报警系统→发出信号→感应系统→平推窗的开窗器接收信号→自动开启平推窗至最大开启距离。

4.2.9 风雨感应器安装

在楼顶安装风雨感应器，当风雨达到设计限值时，感应器会发出信号给感应系统，感应系统发出信号给开窗器，开窗器启动，整栋楼电动平推窗实现自动关闭。

图14 风雨感应器

4.2.10 其他集成安装

开窗器、电动驱锁器、线路、锁点等均集成到外装饰盒进行隐蔽，最后只看到开关按钮外露。

5 结论

大规格幕墙电动智能平推窗快速安装施工技术采用信息化技术，实现了大规格可开启平推窗加工数字化、组装模块化、配送集成化，减少了现场操作误差，提高了施工效率，保证了作业安全。施工过程中实现了平行铰链与窗扇、窗框均采用机械套丝连接，咬合力强，牢固可靠，使用寿命更长。另外该技术运用数控技术研发一种大规格窗框孔位定位器现场快速钻孔，采用吸盘吊装窗扇至预定位置后安装，既保证了现场安装精度，又提高了施工效率。每个平推窗均安装电动开窗器，解决了大规格幕墙平推窗人力无法开启的难题，通过集成多套智能感应系统，实现了大规格幕墙平推窗消防联动、风雨感应、远程遥控等功能。

综上所述，本技术在确保工程进度与质量的同时，运用信息化、智能化施工思路，为大规格幕墙安装施工提供一定的借鉴作用，该技术具有广泛的应用及推广前景。