在中國建筑裝飾行業系列評價活動中,深圳市嘉信裝飾設計工程有限公司(簡稱嘉信裝飾)獲得了2013年度中國建筑裝飾行業百強企業第27名,2013年度中國建筑幕墻行業100強企業第43名,2013年度中國建筑裝飾設計機構五十強企業第39名的成績,彰顯了嘉信裝飾的行業地位和品牌影響力。如今的嘉信裝飾,不僅在裝飾方面名聲大增,在幕墻設計和施工方面也都取得令人鼓舞的業績。今年,嘉信裝飾正在設計和施工的大型幕墻工程有40多項,其中高層以上的幕墻施工有20多項,今年在深圳市正在施工的超高層單元式玻璃幕墻有兩座,一座是深圳生命保險大廈幕墻工程,幕墻高度是219米;另一座是深圳高新區聯合總部大廈幕墻工程,幕墻高度是230米。這兩座超高層單元式幕墻工程在設計各方面都各有自己的特點,筆者現對深圳生命保險大廈單元式幕墻設計特點做簡單的介紹。
1.工程概況
圖1:深圳生命保險大廈
深圳生命保險大廈幕墻工程位于深圳市中心區,金田路與福中一路交匯處的東南角,建設單位為生命人壽保險股份有限公司,本工程為商業、辦公綜合超高層建筑,總建筑面積160471.34平方米,建筑高度219米,建筑主體48層。本工程主樓采用單元體幕墻,幕墻主要最大分格為1650x4500mm,玻璃面板采用TP8(Low-E)+12A+TP8中空鋼化雙銀Low-E玻璃。大廈整體外形呈四方體,東西面與南北面各配有不同的豎向和橫向裝飾條,其中東西面單元體每隔3m設置一道寬度300mm的豎向裝飾條,裝飾條突出幕墻面200mm;每三層設置寬度為500mm的橫向裝飾條,突出玻璃面500mm;南北面每三層設置寬度為500mm的橫向裝飾條,突出玻璃面200mm,使建筑整體顯得更為挺拔又充滿張力(如圖1)。
2. 生命保險大廈幕墻工程設計特點介紹
本工程的幕墻是嘉信裝飾自主設計和自主施工的第一座超高層單元式玻璃幕墻。嘉信裝飾在設計時參照以往類似工程的設計經驗,吸取先進合理的結構,多次進行討論比較,最終采用防水性能比較好的橫滑型單元式幕墻結構,本工程的單元式幕墻有如下幾個技術特點:(1)單元式幕墻采用等壓腔原理進行設計,防水性能可靠;(2)單元板塊采用小單元安裝結構,維修安裝方便;(3) 單元體板塊支撐采用雙支座支撐,受力性能好;(4)單元板塊掛件與主體連接采用可三維調節掛件系統,能實現三維多自由度調節;(5)單元板塊掛件采用梁面安裝,安裝調節方便。
(1)單元式幕墻采用等壓腔原理進行設計,防水性能可靠
本工程是超高層玻璃幕墻,防水要求較高,我們采用了等壓腔原理進行設計,在本工程中,單元體公母立柱、橫梁之間采用3道具有高防水功能的三元乙丙膠條進行密封防水處理,構成兩個等壓濕腔(雨水前腔與雨水后腔)和一個等壓干腔(氣密腔)共3個等壓腔,有效地進行防止雨水的進入(如圖2和圖3)。
圖2:節點圖
圖3:節點圖
本工程的單元式幕墻排水路徑遵循“分層排水”的原則,當外界雨水通過第一條防水膠條進入雨水前腔后大多數雨水會因自重而下落,通過單元板塊的底部自然排出,只有少量的前腔雨水進一步越過第二次密封膠條進入后腔而形成后腔雨水。進入第一條批水膠條大部分雨水都在前腔,后腔雨水數量已較少,后腔雨水也因自重而下落由單元板塊的底部自然排出,而對于干腔里面的雨水更是少之又少;假如萬一干腔里面有雨水,那么干腔里的水會在自重的作用下通過鋁合金橫料上專門設計的排水小孔排出到后腔和前腔,最后徹底排出。所以,單元板塊間設置多道擋水膠條,能完全切斷了雨水匯集線路,使雨水能夠按單元板塊分塊各自排出,大大減小了雨水由于長期不斷積聚而帶來的滲漏可能,同時單元板塊上所有型材的連接螺釘孔、帽及為安裝螺釘在型材上開的工藝孔都要求用密封膠進行密封處理,保證板塊有良好的防水密封性,這種單元式幕墻防水性能安全可靠。
(2)單元板塊采用小單元安裝結構,維修安裝方便
本工程是超高層玻璃幕墻,鋼化玻璃的自爆現象在所難免,考慮到單元板塊的維修更換方便,我們采取了有利于維修更換板塊的設計方法,將單元板塊周邊設計成帶有鋁合金副框的小單元安裝結構。這樣,當玻璃板塊損壞需要更換時,拆除和安裝比較方便,單元板塊更換時不用跟以前一樣在室外半空中現場打結構膠固定玻璃板塊,而是在工廠里直接打結構膠將玻璃板塊固定在周邊的鋁合金副框上,然后將打好膠的幕墻單元板塊運在現場就可以在室內通過M5x16不銹鋼機制螺釘,間隔300mm將鋁合金副框固定在立柱和橫梁上,最后扣上鋁合金副框外面的鋁合金扣條,完成玻璃板塊的安裝,這種小單元結構,維修安裝方便。
(3)單元體板塊支撐采用雙支座支撐機構,受力性能好
深圳生命保險大廈結構樓層高為4150mm,單元式玻璃幕墻的主要最大分格為1650x4250mm,單元板塊比較大,考慮到單元板塊的整體受力情況、公母立柱的結構形式以及幕墻的造價成本,結合專業計算軟件的結構受力情況,最終確定單元體板塊支撐采用雙支座支撐,公母鋁合金立柱為開口的結構形式,這樣雙支座支撐結構形式,不但受力性能好,而且可以節約公母鋁合金立柱的含量,同時也能節約成本。
(4)單元板塊掛件與主體連接采用可三維調節掛件系統,能實現三維多自由度調節
本單元式幕墻在吊裝時,兩相鄰(上下、左右)單元組件通過對插完成接縫,安裝在主體結構上的連接件除安裝精度要保證單元組件的安裝質量外,還要在吊裝過程中具有一定的調節可能,在安裝單元板塊時,當單元板塊安裝到位之后,單元板塊的上下方向的微調,主要是通過L型鋁合金掛件對上面的M10x80不銹鋼調整螺栓來實現單元板塊Z軸方向(上、下方向)的調節;前后方向的調整是通過L型鋁合金掛件板上圓弧凸起部位的左右方向的長度,來實現單元板塊X軸方向(左右方向)的調節;而單元板塊前后方向的調節是通過槽式埋件上的兩個M16T型螺栓及L型鋁合金掛件板前后方向長條孔的共同配合,來實現單元板塊在y軸方向(前后方向)的調節;同時,單元板塊安裝時還可以通過L型鋁合金掛件板上圓弧凸起部位實現單元板塊繞X軸的旋轉調節。這樣,單元板塊與主體連接就能實現三維多方向自由度的自由調節(如圖四)。最后,幕墻單元板塊在X方向,一側要通過鋁合金掛件對上的定位螺釘鎖緊固定,而另一側要讓它能自由活動復位。
圖4:節點圖
(5)單元板塊掛件采用梁面安裝,安裝調節方便
單元式幕墻單元板塊的安裝主要有兩種方式,一種是梁側安裝,也就是槽式埋件放在主體結構梁的側面,鋁合金掛件掛在梁側邊;另一種是采用梁面安裝,也就是槽式埋件放在主體結構梁的上面,鋁合金掛件掛在梁面上的。本工程的安裝就是采用梁面安裝,其好處就是人可以站在梁面上,示野開闊,安裝板塊調節方便,同時對于槽式埋件受力更合理。
(作者簡介:深圳市嘉信裝飾設計工程有限公司副總工)