单元式幕墙设计管理的论文

时间:2021-08-31

  摘要:光彩中心幕墙工程采用了先进、成熟的单元式幕墙结构,通过对其细部构造的精心改进,使幕墙在保证建筑立面要求的前提下,不仅具有优良的气密性、水密性、风压变形及平面变形能力,而且达到了较高的环保节能要求,充分展示了现代幕墙的建筑技术。同时通过精心的施工组织,严格的过程控制,使本工程幕墙达到了很好的效果。

  关键词:单元式幕墙等压腔转接系统隔热断桥

  北京光彩中心工程位于北京东单十字路口东南角,是集办公、金融、商贸、娱乐、餐饮为一体的综合建筑群,由中心主楼(23层)和四个配楼(18层)组成,总建筑面积25万平方米,最大檐高99.262m,结构为框架剪力墙结构。外立面建筑做法为全建筑幕墙体系,风格严谨而丰富,以单元式幕墙为主,天然石材、玻璃、铝材为主要材料。幕墙工程总面积约8万m2,其中单元幕墙面积约4万m2。单元式幕墙是国际上近年出现的高档建筑外维护系统,是在工厂加工程度最高的一种类型。本工程对以往单元式幕墙设计的不足之处做了很好的改进,采用比较先进的材料,并通过精心的施工组织,达到了国内先进水平。

  1主要材料

  (1)铝材:选用国产优质铝合金,状态为6063A-T5,型材表面银灰色氟炭喷涂(三涂)处理。

  (2)玻璃:6+12+6mm中空玻璃:外片浅绿色本体钢化,内片LOW-E透明钢化中间充氩气。具有良好的隔音降噪、阳光控制、减少热传递、抗冲击等适应和改善建筑环境的功能。

  (3)石材:25mm厚光面宝金石花岗石,采用同一矿脉的石板。

  (4)铝板:国产防锈铝板,厚度3.0mm。表面氟炭喷涂(三涂),膜层厚度不小于40μm;涂层磨损系数≥40;抗化学性、耐湿性、耐盐水腐蚀性符合要求。

  (5)结构胶及密封胶:GE公司SSG4400硅酮结构胶,SCS2003硅酮耐候胶。有良好的粘着力和延伸率、抗气候变化、抗紫外线破坏、抗撕裂和抗老化等性能。

  (6)密封垫和密封胶条:胶条选用EPDM胶条即三元乙丙胶条。抗老化性能好,制造容易,无污染,造价低廉,是较为理想的胶条材料。密封垫挤压成块、密封胶条挤压成条,邵氏硬度为70±5并具有20%至30%的压缩度。

  2单元式幕墙设计

  单元式幕墙结构的构成原理是:根据建筑设计效果分格确定单元板块的宽度,根据楼层高度确定单元板块的高度,并在组装厂中制成单元组件,一个单元板块即为一个受力单元。安装时将单元板块固定在结构楼板(梁)上,采用上挂点设计,受力形式比较明确、合理。对比其他单元式幕墙,本工程具有如下特点:

  2.1板块之间的连接

  本系统型材插接处为三道胶条密封,形成A、B两等压腔。板块竖向多功能插芯连接定位,安装可行,易保证板块竖向拼缝的直线度和整幅幕墙的平整度。等压腔内高外低,既保证幕墙室内冷凝水可以顺利导向室外,又保证室外雨水不会倒流入室内,增加此处的密封性能,实现结构防水。

  2.2与结构间连接

  本工程采用了比较先进的槽形预埋件,结构施工时同步预埋。预埋在结构梁(板)侧面,通过T型螺栓与转接件相连。经过现场拉力检验(3组),结果分别达到26.5KN、23.9KN、24.4KN而未见破坏,满足设计≥18.0KN要求。该种埋件与平板埋件比较具有如下特点:

  (1)安全可靠,产品质量稳定,拉拔力破坏荷载可达72KN。

  (2)调节性能好,其特殊的连接方式可以吸收较大的土建误差,具有较大的调节余量,而平板埋件调节余量相对较小。

  (3)连接灵活:可与多种转接系统直接简单连接,减少施工工序。平板埋件灵活性差,与系统连接时需搭焊角钢或钢板,增加了工序。

  (4)无需焊接:通过T型螺栓连接,现场无需焊接,减少了工序,降低了成本,缩短了工期且无火灾隐患。

  (5)易于埋设:体积小,重量轻,加强工字钢最长110mm且三根成一字排列,易于与主体结构连接。

  2.3转接系统

  楼板结构区域的幕墙板块采用挂轴挂钩式结构,这种结构具有三维空间调节功能,能有效的吸收建筑误差,以保证单元板块安装的平整度。其主要特点如下:

  (1)该系统受力状态合理,能使幕墙与主体结构保持柔性连接,大大提高抗震性能,同时可避免板块安装同时的任何焊接工作。

  (2)为防止由于幕墙释放水平方向的温度应力,而使转接系统发出摩擦声,使用一种PVC“防爆声”装置,将其装配在挂钩上,可以有效地缓冲震动和防止摩擦噪声。

  2.4幕墙的节能设计

  现代幕墙已不再仅仅满足于抗风压、水密性、气密性等基本性能,幕墙的环保节能越来越成为现代人衡量幕墙品质的指标,作为大型公共建筑,噪声,光污染,热量损失等都会对建筑及环境产生较大的影响。建筑幕墙的热交换途径主要是热传导,因此降低幕墙的热传导率是节能幕墙的最主要课题。

  2.4.1透光部分采用目前热损失最小的LOW-E中空玻璃,其导热系数k值在1.8w/m2.k以下;不透光部分(如石材、铝板等)则在面板后面设置50mm厚的硬质玻璃纤维保温板(k=0.045w/m2.k),并与面板和建筑主体之间留出空隙,以增加整体热阻值,经计算导热系数k=0.77w/m2.k。两种型式幕墙的导热系数均在幕墙允许最大导热系数(2.45w/m2.k)之内。

  2.4.2隔热断桥型材

  在以往的幕墙设计中,通常采用中空玻璃和保温材料,往往忽视了铝框的导热问题。中空LOW-E玻璃的导热系数为1.8w/m2.k,铝的导热系数是玻璃的110倍,高达203w/m2.k,其优良的导热性能成为幕墙难以继续忽视的传热途径,将室内的热量源源不断地导向室外,加大了取暖负荷。根据本工程幕墙特点,采用热阻值较大的聚酰胺尼龙断热条,将铝型材的室外部分与室内部分隔开。该材料与铝材等强,膨胀系数与铝型材相近,耐久性好,因此能连同铝材共同工作。

  选用不同断桥方案与不用断桥的方案的型材热阻值对比。

  比较项目

  方案A

  方案B

  方案C

  节点型式

  无断热桥

  分离式断桥(EPDM)

  隔热条式断桥(PA66)

  热阻值(m2.k/w)

  0.152

  0.244

  1.77

  2.4.3密封性能良好

  板块之间通过插接关系连成整体,并通过三道密封胶条使其密封,根据试验,空气渗透性能可达到Ⅰ级,保证了幕墙的密闭性,达到了节能要求。

  2.5方便的独立更换功能

  由于玻璃是易碎品,幕墙工程完工交付使用后,在阳光照射下,清洗过程中均可能损坏。因此能方便、安全地更换玻璃是相当重要的,本工程的解决方案,更换时,只需在室内拆下内罩板A和B,即可换下玻璃。