高层建筑玻璃幕墙施工技术的应用分析

马旭国

（中铁建工集团北方工程有限公司，天津 300451）

0 引言

幕墙是建筑审美不断提高的产物，其具有采光性能好、体积小、重量轻、美观度高等一系列优点，在现代大型及高层建筑中发挥着一定的装饰性效果。玻璃幕墙是建筑行业近几年发展起来的一种新型外墙围护结构，其结合了建筑学与美学结构设计各自的优势，将玻璃的多种功能充分地表现出来。而幕墙施工作为超高层施工的一项重点内容，其施工技术也得到了快速发展。

1 玻璃幕墙概述

随着现代社会的发展，建筑行业对工程质量、功能以及美观性、节能性等提出了更高的要求。近年来，高层建筑中玻璃幕墙得到了推广应用，其指的是采用铝合金或其他金属轧制而成的骨架，将玻璃密封形成的空腹型杆件支撑的建筑围护墙。玻璃幕墙具有单层与双层玻璃墙体之分，可将适量的彩色金属镀膜均匀地涂在幕墙外层玻璃的内侧。

玻璃幕墙的优势众多，在提高高层建筑美观度的同时，可有效发挥玻璃自身抗压力、抗侵蚀能力，避免外墙长期受到各种自然灾害、雨水的侵袭，可减少后期保养、维护费用，提高建筑结构安全性、可靠性，延长建筑项目使用寿命。

2 高层建筑玻璃幕墙类型与施工技术特征

2.1 玻璃幕墙类型

根据玻璃幕墙的构造特点，将玻璃幕墙分为如下几种类型：

（1）框支撑式玻璃幕墙，其也可以被细化为明框、隐框与半隐框支撑幕墙，将金属框架安置在玻璃板面周边起到支撑作用。

（2）全玻璃幕墙，主要由玻璃板面、玻璃肋组成。点支式全玻幕墙是全玻璃幕墙的一个新的发展分支，与全玻璃幕墙相比，点支式玻璃幕墙克服了传统全玻超过6m 高度时无法选用钢化玻璃的缺点。

（3）单元式玻璃幕墙，主要利用预埋于主体结构的槽式埋件，通过钢角码、铝合金组合挂件与单元式玻璃幕墙相连，达到结构安全要求。一般还可以细分为单元式、半单元式和小单元式。

2.2 高层建筑玻璃幕墙施工技术特征

高层建筑工程中，玻璃幕墙不仅起到简单的外围护、装饰美观作用，其在实现节能减排、合理调配与利用能源方面也表现出良好效能。既往有统计资料记载，在整个建筑能耗中，幕墙占比约25%，因此为优化建筑施工质量，就可以考虑从幕墙节能方面着手，不断完善设计方案，并在整个幕墙施工过程做好协调工作，使幕墙的实用价值充分发挥出来。目前，很多业主对建筑的外形美观性提出更高要求，由此对玻璃幕墙的安装技术提出较高要求，且施工操作需考虑美观性、安全性等问题，因此玻璃幕墙施工也是一门综合性较高的技术。

随着玻璃幕墙施工技术的进步单元式幕墙以其构造形式多样、便于现场安装、结构牢靠等特点更多的应用到超高层建筑中。

3 实例探析高层建筑玻璃幕墙施工技术的应用

3.1 工程概况

本项目为昆明地铁线网控制中心，主楼地上33 层，其中裙房5 层，局部6 层，裙房建筑高度23.95m，建筑首层层高5.1m，2~11层层高4.8m，12~33 层层高4.1m，其中设备避难层4.3m，屋顶层6m。幕墙面积约30000m2。幕墙最高点标高为150m。本工程幕墙包含以下系统：裙楼半隐框玻璃+竖向石材线条幕墙系统，裙楼玻璃雨棚，塔楼单元式幕墙系统（玻璃+石材），塔楼单元式铝合金百叶系统，塔楼明框玻璃幕墙，塔楼单元式幕墙系统（玻璃+蜂窝铝板），塔楼屋顶单元式幕墙系统，幕墙埋件为土建前置。施工现场多利用土建升降机、塔吊，卸货转运使用叉车、吊车等机械设备，而轨道式吊装设备的应用大幅提高了玻璃幕墙的安装效率，尤其是塔楼单元式幕墙安装的施工的效率。本文主要围绕玻璃幕墙施工技术的应用展开详细分析。

3.2 单元式玻璃幕墙系统和构件玻璃幕墙系统主要分析

（1）质量方面：单元式玻璃幕墙系统中，由工厂完成单元板块加工、组装工作，施工精度、质量可控；构件式玻璃幕墙各道安装工序全部在现场完成，精度、质量控制不如单元幕墙。

（2）工期方面：单元式玻璃幕墙系统中现场工作量少，可有效缩短工期，其安装过程中无须脚手架、吊篮，相对独立，不会因配合问题影响工期；构件式玻璃幕墙系统以现场施工为主，需使用脚手架或吊篮，因此与土建方必须密切配合，工期容易受到影响。

（3）技术能力方面：单元式玻璃幕墙结构性能优异，是目前发展主要方向；构件式玻璃幕墙系统已经成熟，在市场上依旧是常用结构。

（4）造价方面：单元式玻璃幕墙系统中单位面积型材用量大，附件多、施工复杂，需使用专用的机械设备，造价相对较高；构件式玻璃幕墙系统中单位面积型材用量小，附件少，造价较低。

3.3 高层建筑单元式玻璃幕墙施工技术

本工程玻璃幕墙包括单元式玻璃幕墙系统和构件玻璃幕墙系统，其中，塔楼6~33 层为单元式玻璃幕墙；构件式玻璃幕墙系统包括两个部分：裙楼1~6 层构件式玻璃幕墙，塔楼东西两侧凹进部位。

单元式玻璃幕墙通过公母料的衔接，实现幕墙的整体吊装。板块的拼装、注胶等工序均在加工车间完成，保证了产品的质量，也能有效提高现场的安装效率。详细施工技术措施如下：

（1）测量放线：熟悉图纸与施工现场，完成水准测量与平面、高程控制网的建立工作，测得幕墙控制线、主体结构的预埋件偏差，并报总包、监理，做好成果整理与存档工作。

（2）单元体挂件安装：本工程单元式玻璃幕墙采用槽式埋件、镀锌钢制挂件，通过M16 钢制T 型螺栓，使挂件与主体结构稳固连接。支座挂件调整到位，安装完成后，及时将螺栓拧紧。支座的安装一般采用先临时固定，待整层或者整段的挂件安装完成调整校核标高及进出位后，进行最后的紧固，以确保幕墙的安装精度。

（3）防雷系统的安装：在本工程中，塔楼自9 层开始设置防雷均压环，每两层设置一道防雷均压环，屋顶设置一道防雷均压环，用ø12mm 的镀锌圆钢与主体结构的防雷引下线可靠连接，在结构的外围连通成环。单元体吊装完成后，通过防雷铜导线将单元体公母料与均压环进行连接，上下层立柱也通过防雷铜导线进行连通，形成幕墙自身的防雷系统。幕墙顶部设置均压环，并与主体防雷可靠连接，铝立柱通过铜导线与均压环连接。安装完成后及时进行防雷电阻测试，隐蔽前进行隐蔽验收及电阻值的测试。

（4）单元式板块吊装：①单元板块安装时，在板块存放区使用门字架将单元板块从板块存放架转运到平板车上，将平板车推到吊装位置；②单元板块室外面向上，室内面向下。由专用卷扬机（悬挑机）放下吊绳，吊装人员将吊绳与单元板块固定好，缓慢起吊提升，严格控制提升速度，防止单元板块与结构发生碰撞，造成表面损坏；③垂直吊装时要配合使用导轨线（作为单元板块在吊装过程中防止板块摆动的保险绳索用）拉紧单元板块，吊运到安装单元板块指定层。然后换钩进行水平吊运，水平吊运采用轨道电动葫芦将板块就位安装。单元板块在工厂里预制完成，按板块编号图安装即可。

（5）塔楼单元式玻璃幕墙塔吊口、电梯口收口：塔楼单元式玻璃幕墙塔吊口、电梯口收口一般是将此处的单元板块预留4~5个单元板块，先装两边单元板块，中间留一个单元板块最后安装，6~33 层采用最后一个单元板块从空位上方插入，最后一个单元板块在插入前先检查中间预留空间尺寸能否满足安装要求，如不能满足安装要求需提前调整到位，另左右单元板块上横梁顶板在工厂加工时做切豁处理，便于最后一个单元板块从空位上方插入。33 层电梯口、塔吊口收口最后一个单元板块如利用轨道及移动小吊车由于受高度限制，单元板块都无法从空位上方插入方式来收口，只能采用平推方式进入空位收口。安装方式是最后一个单元板块安装前先将空位左右各三个单元板之间公母料缝隙进行调，至少保持每边有25mm 多余空间来保证单元板块平推进入，单元板块平推进入之后，再将左右两边三个单元板块缝隙调回正常缝隙。塔吊口、电梯口的单元板收口采用移动小吊车进行从下到上的安装。

3.4 超高层幕墙施工技术

根据工程特点，吊装设备确定布置两道圈外悬轨道。第一圈外悬轨道布置在塔楼16 层，在18 层搭设硬防护措施，单元板块吊装与主体结构同时进行；第二圈轨道布置在塔楼屋顶，等主体结构封顶之后实施。轨道系统悬挑纵向工字钢采16#工字钢，16#工字钢间距按2m 布置，横向轨道工字钢采用18#工字钢，轨道离楼板边缘的距离为500mm。单元板块可用移动小吊车吊装至电动葫芦下面，板块换钩到轨道电动葫芦吊钩上，然后运输至安装部位。单元板块也可以用塔吊将单元板吊至卸料平台，再运到楼层内放置，在楼层把板块转运到电动葫芦吊钩上，然后用轨道将板块运输至吊装位置。

通过此吊装系统施工，有效避免了卷扬机更改吊装位置产生的费用及时间，节约了人力及施工时间，降低了成本。本吊装系统所采用的施工材料均可周转使用，避免浪费原材料，保护了环境。通过缆风绳装置的运用，避免吊装板块与成品板块发生碰撞，避免后期返修人工和材料的浪费。

该工法适用于高层、超高层幕墙装饰面积比较大的办公楼、写字楼等建筑工程。尤其适用于结构形式较为单一，外立面规则的超高层单元式幕墙工程。

施工中使用合理的选择吊装设备，并且提前穿插幕墙施工，可以明显加快施工进度，降低成本，同时还能保障施工安全。

4 结语

综上所述，在工程实践中，需根据项目实际情况合理选择幕墙形式，规范施工工艺，合理组织施工活动，降低施工成本，保障玻璃幕墙工程建设质量达标，为后期高层建筑安全可靠运行奠定坚实基础。