浅析高层幕墙建筑擦窗机的构造型式与应用

胡丽惠

(厦门特房建设工程集团有限公司，福建 厦门 361000)

随着我国城市现代化建设步伐的不断加快，幕墙建筑的应用也变得更加广泛。在此类建筑实际使用过程中，擦窗机是十分重要的一项专用设备，对于幕墙建筑的安装、清洗、维护以及设备检修等都具有十分重要的作用。

擦窗机的构造型式与建筑设计及施工等密切相关，设计师应根据建筑物的屋顶平面、立面、高度、屋顶结构设计及设备行走有效空间等选用不同型号的擦窗机。

1 擦窗机的分类

根据具体的安装方式，可以将擦窗机分为轮载式、屋面轨道式以及悬挂轨道式等相关型式[1]。

A.屋面轨道式 1)水平轨道式 轨道布置在屋面上。对于平面较为规整的屋面十分适用，安装工艺比较简单，且要求屋面具有较强的承载能力和充足的空间[1]。2)附墙轨道式 该型式主要沿着女儿墙的内侧进行布置。适用于屋面有足够的空间通道，且女儿墙有足够的承载能力的建筑物。3)屋面固定式 不用设置轨道。适用于标准层面积较小的高层建筑。

B.轮载式 轮载式擦窗机是小型的擦窗机设备，可沿布置在屋面边缘的通道行走。适用于屋面结构较为规矩，且有足够的空间通道和承载能力的建筑物[1]。

C.悬挂轨道式 轨道设置于女儿墙外侧或挑檐下方。适用于屋面没有足够空间，且女儿墙或屋顶挑檐有足够承载力的建筑物。

D.插杆式 插杆支座布置在屋面或女儿墙。适用于裙楼屋面；屋面高度层次变化较多；安装空间窄小的建筑物。

E.滑梯式 采用大型桁架作为作业台架，适用于球面玻璃屋顶，金属板材屋顶和拱形、单坡形、两坡形玻璃屋顶的建筑。

在实际项目中屋面轨道式和插杆式应用最为广泛。

2 擦窗机在土建设计阶段的应用实例(厦门某金融大厦)

(1)工程概况 该大厦位于厦门市湖里区两岸金融中心片区。项目为全玻璃幕墙的超高层办公楼。建筑上部主体分为主楼与裙楼两部分。主楼34层，裙房4层，建筑总高度140m，总建筑面积约10万m2。主要功能包括商业、办公和会议中心。

(2)设计方案前期条件 本案地处厦门东部，紧邻城市主干道，毗邻万达城市广场，具有极佳的企业展示效应，因此建筑整体形象颇为重要。根据前期策划定位本案按5A甲级办公楼的标准设计和建设。立面材料选择以幕墙为主，采用较大的幕墙框分隔。对高标准的现代幕墙建筑而言，擦窗机是建筑外墙的维护和擦洗工作必不可少的硬件设施。为了充分考虑建成后外窗的清洗、维护，在土建设计阶段就结合考虑了擦窗机的布置方案，预留后期擦窗机的安装、使用空间、结构荷载及供水供电等条件。

(3)土建阶段的擦窗机方案设计配合 经过与多家擦窗机厂家的密切配合，综合考虑立面效果、安全性、经济性等因素，最终确定项目的主楼采用屋面水平轨道式擦窗机，裙房采用插杆式擦窗机。

2.1 主楼采用屋面轨道式擦窗机

水平轨道式擦窗机是通过设置在屋面平面上的轨道系统与建筑物结构相连接的。轨道间距与擦窗机的型号和承载能力有关。轨道系统由基座、连接件和轨道三部分组成。轨道式擦窗机机体结构十分紧凑，并将回转、行走、卷扬以及变幅等集于一体。卷扬系统可以使擦窗机能够准确到各个立面地点。变幅机构可以使吊臂能够产生回转等运动，同时还可以使吊船返回到屋面，从而确保建筑物的外形美观不受到影响。

本项目为全玻璃幕墙超高层建筑，擦窗机的垂直工作范围较大，且屋面有足够的空间通道，故主楼采用水平轨道式擦窗机。主楼共34层，32层以上建筑平面有做退台。擦窗机的有效工作面应兼顾各个立面、各个楼层。擦窗机轨道间距2m，转弯半径(内径)1.5m。基础尺寸为500mm×500mm×400mm(长×宽×高),间距2m。

(1)初始方案 由于屋面设备用房及停机坪的限制，一台擦窗机的工作范围没法兼顾建筑各个立面，该方案布置了两台臂长17m升顶式擦窗机。但是双机双轨方案成本很高。

图1 主楼擦窗机平面图(初始方案)

图2 主楼擦窗机平面图(优化方案)

图3 擦窗车立面停车工作状态图

(2)优化方案 采用一台臂长20m升顶式擦窗机。调整屋顶设备用房和停机坪的位置，把双轨双机方案改为单轨单机方案，大大降低了造价。

从图1/2/3可以看出本项目屋顶层女儿墙较高(7m)，且布置了空调机、消防水箱等设备用房和停机坪。这些条件都给擦窗机的轨道布置带来新的难题。为了使轨道更顺畅，并保证一台擦窗机的工作范围能兼顾各个立面，对停机坪和设备用房进行优化调整。由此可见，在土建设备阶段如果没有考虑擦窗机的布置，后期加装的难度就很大，甚至无法实现。

2.2 裙房采用屋面插杆式擦窗机

插杆式擦窗机是用可移动的插杆支撑在沿屋顶女儿墙布置的插杆支座上的擦窗机[2，3]。支座设置在屋面上的称作屋面插杆式擦窗机；支座设置在女儿墙上的称作附墙插杆式。插杆式擦窗机是小型擦窗机设备，它的特点是结构相对比较简单、成本费用低。但在进行插杆和吊船换位等相关作业时，由于自动化程度相对较低，因此需要人工进行搬运，降低了作业效率。

本案裙房的女儿墙为玻璃幕墙，因此插杆不宜设置在女儿墙，故采用屋面插杆式擦窗机。在裙房屋面靠近女儿墙处布置插杆基础55个，基础标准间距2m。基础尺寸为500mm×500mm×400mm(长×宽×高),埋件尺寸为400mm×400mm×12mm。插杆型式为屋面固定式插杆，数量2根为一套，成对使用，配置电动吊篮一部。不用的时候，插杆放倒，存放到屋面的适当位置，吊篮存放到地面室内合适位置。

3 结 语

擦窗机对高层幕墙建筑的必要性越来越受有识之士的重视。在土建设计阶段，设计师和厂家应密切配合，相互提供信息，优化方案。相信随着相关规范的逐步完善，擦窗机的应用将越来越广泛，新的更先进的擦窗机也将被投入市场。擦窗机的应用研究和推广，大大提升了幕墙的管理和维护成效，对人们生活环境的改善也意义重大。