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【摘 要】玻璃幕墙的设计与安装是幕墙施工管理中的重要环节,本文结合某工程实例,探讨了该项目的单元玻璃幕墙的施工技术及其安装质量和质量管理措施,希望能给以后同类工程在施工管理上得以借鉴参考。
【关键词】单元幕墙;施工技术;质量控制
0.前言
某工程建筑立面简洁流畅,简洁的水平与竖向线条,营造出高技挺拔的建筑形象,简洁明快的风格与精巧、细致的细部设计,体现了对新世纪“新城市时代”的展望。幕墙系统由玻璃幕墙、铝板幕墙及采光顶、雨篷等组成.以体现简约、时尚、生态、开放的现代商务办公建筑的特色,从而从格调和气质上契合了新的城市精神。建筑造型简洁、大气,充分体现“开门见金”、‘扬帆远航.’的寓意。
1.工程实例分析
该项目为一期工程。地面粗糙度为A类,抗震设防烈度7度,基本风压W0=0.8KN/m2。项目总幕墙面积:51806.3㎡;总投资额6296.5万元。本工程为三层地下室及其上部两栋建筑中的18#楼。工程主楼为20层,幕墙系统由玻璃幕墙、铝板幕墙及采光顶、雨篷等组成.((图1)
本工程采用了隐框小单元幕墙结构.该幕墙结构体系特点主要有:结构板块的受力更合理、抗变形能力更强、安装方便、节能性高等.工程通过采用现代建筑材料—玻璃幕、铝单板等,通过现代建筑技术充分展示建筑物的时代气息及其独特的建筑品味与形象。
2.单元幕墙的设计
2.1设计特点
(1)由于办公楼高层部分的长向立面与道路方向是垂直的,山墙便成为面向马路的主要朝向。山墙原以实体墙面为主,采用转角的玻璃幕墙弱化了实体的明显,为直接临海的地块。
(2)建筑设计特点.本工程设计的外立面单元幕墙满足了建筑效果及幕墙的性能要求,从合理采光、视觉要求做出了全面考虑,外立面采用隐框小单元幕墙体系(见图2),整个建筑的建筑风格严谨而丰富,造型独特而庄严.建筑窗洞口与幕墙交接及立面间胶缝对齐,提高墙体防水能力;型材的喷涂工艺应用,增强了结构防腐防锈性能;工程设计为小单元式系统,面材板块的更换、互换方便易行,拆除玻璃保护边及定位块即可.2)结构设计特点.本工程幕墙主要构件设计悬挂于主体结构之上;斜墙、玻璃屋顶可悬挂或支承在主体结构上.设计的各类构件和承载体系保证了足够的承载力、刚度和相对变形能力,考虑了合理变形性,避免了在荷载、温差等作用下产生损坏.设计还考虑了包括重力荷载、风载、温度作用、地震作用等多项其他荷载对整个幕墙结构的影响,安全系数得到大大增强。
(3)节能设计特点.工程设计通过多种方式进行节能处理,降低了建筑能耗.设计主要节能方式有以下4项:1)设计选用镀膜玻璃、LOW-E玻璃等新型材料降低太阳辐射;2)降低外立面开窗率;3)设计双层玻璃系统,提高自身节能效力;4)考虑各种不同材料交界、组合的处理方式,有效保证能量稳定。
(4)防雷设计特点.本工程设计采用镀锌圆钢形成防雷网,防雷网不大于12m×8m或10m×10m.防雷系统不再设专用接地装置,与土建结构防雷系统连接共用其接地装置.将幕墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通,连成一个整体防雷系统。
(5)防火设计特点.防火层耐火极限不小于2h,每层在结构梁底设防火线,并在防火分区交接处设纵向防火带.防火线采用100mm厚防火棉,底部为1.5mm厚镀锌钢板,上部为0.5mm厚镀锌钢板共同构成。
2.2构造措施及材料选择
2.2.1主要构造措施
(1)每个小单元玻璃板块均在工厂内采用硅酮结构胶将玻璃和铝合金边框黏结在一起。
(2)玻璃与相邻铝合金型材之间采用弹性硅酮密封胶间隔,防止相邻板块运动时的相互碰撞。
(3)在玻璃板块下方均设有玻璃托脚支撑,避免了结构胶承受剪力,提高了单元玻璃的结构安全性。
(4)不同金属接触面都使用绝缘垫片隔离,以防止电化学腐蚀。
2.2.2主要材料选择
幕墙龙骨采用6063-T6和6063-T5铝合金型材,型材室外外露表面进行氟碳喷涂处理,室内外露表面进行粉末喷涂,其余不可见部分采用阳极氧化處理,氧化膜厚度不低于AA15级。
2.2.3面材配置
玻璃主要选用TP10LOW-E+12A+TP8钢化中空玻璃、TP6LOW-E+12A+TP6钢化中空彩釉玻璃。
3.单元幕墙的施工
单元幕墙施工前,应先编制合理施工方案,确定正确施工工序,合理安排人、材、机及启动资金,以确保工程的安全、质量与进度。
3.1弹线定位
据幕墙分格大样图和标高点、进出位线及轴线位置,采用重锤、钢丝线、测量器具及水平仪等工具在主体上定出幕墙平面、立柱、分格及转角等基准线,并用经纬仪进行调整、复测(见图3).水平标高要逐层从地面向上引,以免误差累积。
3.2埋件的检查
(1)在测量放线的同时,对预埋件的位置偏差进行检验、定位,其上下、左右偏差数值不应超过±30mm。
(2)将分格线弹设在埋件上,通过十字定位线检查埋件左右、上下的偏差.通过竖向钢丝线检查埋件的进出尺寸.若偏差较大,报设计人员出埋件修正方案。
3.3支座及基层骨架的安装
(1)支座与立柱的连接.考虑到施工安装的安全性及可操作性,结构立柱在安装之前将支座在楼层内用五金件螺栓与立柱连接起来,支座与立柱接触处加设隔离垫,隔离垫的面积不小于连接件与立柱接触的面积;支座与立柱连接完毕,用绳子捆扎吊出楼层,再进行就位安装。
(2)立柱的安装调节.立柱吊出楼层后,将支座与埋件通过T型螺栓相连,首先将螺栓放在槽内,旋转90o后,再将螺栓拧到6分紧,进行上下、左右、前后的调节,应反复拧紧,控制高低、左右偏差在2~3mm之内,直至检验符合要求为止。 (3)立柱的分格安装控制.立柱的安装需依据竖向钢直线以及横向鱼丝线进行调节安装,立柱安装后进行轴向偏差的检查,直至各尺寸符合《玻璃幕墙工程质量检验标准》(JGJ/T139—2001)(简称《标准》)要求。
3.4玻璃单元板块及铝板单元板块安装
(1)将玻璃或铝板单元板块的槽口轻轻地卡在基层铝龙骨的槽口内,利用垂直分格钢丝线实施调节,调整好后采用不锈钢自攻钉卡住单元板块槽口的另一端。
(2)玻璃或铝板单元板块在安装调整过程中,相邻两块板高低差控制在<1mm,缝宽控制在±1mm。
(3)玻璃或铝板单元板块依据板块编号图进行安装,严禁将不同编号的板块进行互换.玻璃单元板块还应注意内外片的关系,防止安装后产生颜色变异.安装完后,应及时对整体标高及缝宽进行检查,确保安装成形后符合《标准》要求。
3.5打胶嵌缝单元板块安装后,首先检查整个板面是否横平竖直,合格后填塞泡沫棒进行打胶。
(1)充分清洁板材间隙,清除水、油渍、灰尘等杂物,清洁黏结面,加以干燥。
(2)打胶的厚度为缝宽度的1/2.打胶须均匀,连续饱满,刮胶须平滑.避免接头出现凹凸、纹路等缺陷.硅酮建筑密封胶在接缝内应两面黏结,不应三面黏结。
(3)应牢固密实地粘贴胶带纸,转角及接头处应连接顺畅且紧贴板边,避免有张口、脱落、不顺直等现象。
(4)打胶后至胶体快干之时,应及时将胶带纸清理干净,对因撕胶带时出现的碰伤、撕扯的胶表面进行处理。
(5)打胶的厚度不应太薄或太厚,且胶体表面应平整、光滑,玻璃清洁无污物.封顶、封边、封底应牢固美观、不渗水,封顶的水应向里排。
(6)打胶结束后,需及时清理干净污染板面的胶体。
4.施工重点及难点
本工程的单元式幕墙的施工将成为本次施工组织的重点。同时,它的安装方式与框架式不同,而且对安装设备、安装技术要求较高,因此,具有相当的难度。以下就针对本工程施工的重点及难点予以说明。
单元幕墙板块的运输。
本工程的单元幕墙板块比较大(2400x3900mm),无论是长途运输, 还是现场的平面和垂直运输都有较大的难度。为此,采取了以下的措施:
(1)为了避免长途运输引起的板块损坏,最有效的办法是减少运输的行程。为此,利用在同安的组装厂,单元组件在东孚加工基地精加工完毕后,运到同安组装厂进行组装。这样就大大减少了整体板块运输的距离,从而保证了整体板块的完好。
(2)在板块组装完成后我们对板块下组装线,再装车运至现场,卸车及吊至楼层的平面垂直运输均进行了考虑,当板块组装完成后,采用车间内龙门吊将板块吊至单元周转架上,当现场需要时,联同转运架一起装车固定,运至现场。进场后用叉车将板块连同转运架一起卸下,用单元吊具吊装至玻璃幕墙位置。
以上详见《幕墙施工方法及工艺》。
5.质量控制重点
5.1施工前期的监理工作
熟悉图纸、掌握标准。
对监理人员而言,熟悉图纸和掌握标准属最基本的要求,唯有如此才能有效地开展监控工作。单元式幕墙体系的设计图纸与质量标准除规范规定之外,根据工程情况和设计理念等不同更各有特点。因此,要求我们监理人员在了解常规规范的同时,应多熟悉、多掌握每项工程的图纸和标准,充分了解图纸中单元式幕墙体系的特点、节点工艺、说明事项等。有些设计图纸提出的要求往往会高于规范标准,以此提升工程品牌。对此,监理人士应该予以理解,并客观地去分析和验证标准提高的可行性,以便事先与业主、设计方和承包商拟定统一的施工及检验标准。这是单元式幕墙工程质量管理中很重要的一个步骤。
5.2施工组织方案审批要点
首先是编制单位的审批手续必须齐全。然后,再对施工组织方案中的以下内容予以审核:
施工平面布置合理,单元件的分类编号和堆放布置方法应绘制相应图表;吊具的类型和吊具的移动方法,单元组件起吊地点、垂直运输与楼层上水平运输方法和机具的布置;收口单元位置、收口闭合工艺及操作方法;单元组件吊装顺序以及吊装、调整、定位固定等方法和措施;幕墙施工组织设计与主体工程施工组织设计的衔接,单元幕墙收口部位与总施工平面图中施工机具的布置协调,如果用吊车直接吊装单元组件时,吊车臂覆盖的安装位置。
5.3材料性能试验
根据《标准》要求,玻璃幕墙安装前需要进行抗风压性能、气密、水密、型材抗拉强度和平面内变形性能检测试验.本工程以应用的6mm半钢化+1.14mmPVB+10low+12A+8mm钢化玻璃和3mm铝单板为检测单元进行了检测,详细检测数据见表1.同时注重施工工期与总包单位施工总进度之间的协调,对单元件板块加工顺序计划、运输计划及进场堆放与安装计划;构件、组件和成品的现场保护方法及检查验收方法、测量方法;在安全、消防、环保、文明施工及季节性施工等方面所采取的措施;不利气候条件下的工作原则;检验批划分办法及資料管理方法等作统筹安排及部署。
工程还对现场应用的防火岩棉的燃烧性能、化学锚栓和膨胀螺栓的拉拔性、铝合金型材的韦氏硬度和膜厚、密封胶的相容性和孰结性、中空玻璃透射率和反射率等相关技术指标均进行了复检,检验结果符合《建筑幕墙》(GB/T21086-2007)及设计要求。
5.4安装允许偏差
单元板的安装允许偏差数据详见上表2。
6.结束语
目前,该项目目前已竣工,幕墙工程满足竣工验收标准要求,幕墙工程是复杂的系统工程,内部因素(幕墙本身)和外部因素(施工环境)都对幕墙质量产生重大影响。全方位、全过程、系统化的质量控制,是建造精品幕墙的必然要求。■
【关键词】单元幕墙;施工技术;质量控制
0.前言
某工程建筑立面简洁流畅,简洁的水平与竖向线条,营造出高技挺拔的建筑形象,简洁明快的风格与精巧、细致的细部设计,体现了对新世纪“新城市时代”的展望。幕墙系统由玻璃幕墙、铝板幕墙及采光顶、雨篷等组成.以体现简约、时尚、生态、开放的现代商务办公建筑的特色,从而从格调和气质上契合了新的城市精神。建筑造型简洁、大气,充分体现“开门见金”、‘扬帆远航.’的寓意。
1.工程实例分析
该项目为一期工程。地面粗糙度为A类,抗震设防烈度7度,基本风压W0=0.8KN/m2。项目总幕墙面积:51806.3㎡;总投资额6296.5万元。本工程为三层地下室及其上部两栋建筑中的18#楼。工程主楼为20层,幕墙系统由玻璃幕墙、铝板幕墙及采光顶、雨篷等组成.((图1)
本工程采用了隐框小单元幕墙结构.该幕墙结构体系特点主要有:结构板块的受力更合理、抗变形能力更强、安装方便、节能性高等.工程通过采用现代建筑材料—玻璃幕、铝单板等,通过现代建筑技术充分展示建筑物的时代气息及其独特的建筑品味与形象。
2.单元幕墙的设计
2.1设计特点
(1)由于办公楼高层部分的长向立面与道路方向是垂直的,山墙便成为面向马路的主要朝向。山墙原以实体墙面为主,采用转角的玻璃幕墙弱化了实体的明显,为直接临海的地块。
(2)建筑设计特点.本工程设计的外立面单元幕墙满足了建筑效果及幕墙的性能要求,从合理采光、视觉要求做出了全面考虑,外立面采用隐框小单元幕墙体系(见图2),整个建筑的建筑风格严谨而丰富,造型独特而庄严.建筑窗洞口与幕墙交接及立面间胶缝对齐,提高墙体防水能力;型材的喷涂工艺应用,增强了结构防腐防锈性能;工程设计为小单元式系统,面材板块的更换、互换方便易行,拆除玻璃保护边及定位块即可.2)结构设计特点.本工程幕墙主要构件设计悬挂于主体结构之上;斜墙、玻璃屋顶可悬挂或支承在主体结构上.设计的各类构件和承载体系保证了足够的承载力、刚度和相对变形能力,考虑了合理变形性,避免了在荷载、温差等作用下产生损坏.设计还考虑了包括重力荷载、风载、温度作用、地震作用等多项其他荷载对整个幕墙结构的影响,安全系数得到大大增强。
(3)节能设计特点.工程设计通过多种方式进行节能处理,降低了建筑能耗.设计主要节能方式有以下4项:1)设计选用镀膜玻璃、LOW-E玻璃等新型材料降低太阳辐射;2)降低外立面开窗率;3)设计双层玻璃系统,提高自身节能效力;4)考虑各种不同材料交界、组合的处理方式,有效保证能量稳定。
(4)防雷设计特点.本工程设计采用镀锌圆钢形成防雷网,防雷网不大于12m×8m或10m×10m.防雷系统不再设专用接地装置,与土建结构防雷系统连接共用其接地装置.将幕墙竖向龙骨、横向龙骨和建筑物防雷网接通,连成一个整体防雷系统。
(5)防火设计特点.防火层耐火极限不小于2h,每层在结构梁底设防火线,并在防火分区交接处设纵向防火带.防火线采用100mm厚防火棉,底部为1.5mm厚镀锌钢板,上部为0.5mm厚镀锌钢板共同构成。
2.2构造措施及材料选择
2.2.1主要构造措施
(1)每个小单元玻璃板块均在工厂内采用硅酮结构胶将玻璃和铝合金边框黏结在一起。
(2)玻璃与相邻铝合金型材之间采用弹性硅酮密封胶间隔,防止相邻板块运动时的相互碰撞。
(3)在玻璃板块下方均设有玻璃托脚支撑,避免了结构胶承受剪力,提高了单元玻璃的结构安全性。
(4)不同金属接触面都使用绝缘垫片隔离,以防止电化学腐蚀。
2.2.2主要材料选择
幕墙龙骨采用6063-T6和6063-T5铝合金型材,型材室外外露表面进行氟碳喷涂处理,室内外露表面进行粉末喷涂,其余不可见部分采用阳极氧化處理,氧化膜厚度不低于AA15级。
2.2.3面材配置
玻璃主要选用TP10LOW-E+12A+TP8钢化中空玻璃、TP6LOW-E+12A+TP6钢化中空彩釉玻璃。
3.单元幕墙的施工
单元幕墙施工前,应先编制合理施工方案,确定正确施工工序,合理安排人、材、机及启动资金,以确保工程的安全、质量与进度。
3.1弹线定位
据幕墙分格大样图和标高点、进出位线及轴线位置,采用重锤、钢丝线、测量器具及水平仪等工具在主体上定出幕墙平面、立柱、分格及转角等基准线,并用经纬仪进行调整、复测(见图3).水平标高要逐层从地面向上引,以免误差累积。
3.2埋件的检查
(1)在测量放线的同时,对预埋件的位置偏差进行检验、定位,其上下、左右偏差数值不应超过±30mm。
(2)将分格线弹设在埋件上,通过十字定位线检查埋件左右、上下的偏差.通过竖向钢丝线检查埋件的进出尺寸.若偏差较大,报设计人员出埋件修正方案。
3.3支座及基层骨架的安装
(1)支座与立柱的连接.考虑到施工安装的安全性及可操作性,结构立柱在安装之前将支座在楼层内用五金件螺栓与立柱连接起来,支座与立柱接触处加设隔离垫,隔离垫的面积不小于连接件与立柱接触的面积;支座与立柱连接完毕,用绳子捆扎吊出楼层,再进行就位安装。
(2)立柱的安装调节.立柱吊出楼层后,将支座与埋件通过T型螺栓相连,首先将螺栓放在槽内,旋转90o后,再将螺栓拧到6分紧,进行上下、左右、前后的调节,应反复拧紧,控制高低、左右偏差在2~3mm之内,直至检验符合要求为止。 (3)立柱的分格安装控制.立柱的安装需依据竖向钢直线以及横向鱼丝线进行调节安装,立柱安装后进行轴向偏差的检查,直至各尺寸符合《玻璃幕墙工程质量检验标准》(JGJ/T139—2001)(简称《标准》)要求。
3.4玻璃单元板块及铝板单元板块安装
(1)将玻璃或铝板单元板块的槽口轻轻地卡在基层铝龙骨的槽口内,利用垂直分格钢丝线实施调节,调整好后采用不锈钢自攻钉卡住单元板块槽口的另一端。
(2)玻璃或铝板单元板块在安装调整过程中,相邻两块板高低差控制在<1mm,缝宽控制在±1mm。
(3)玻璃或铝板单元板块依据板块编号图进行安装,严禁将不同编号的板块进行互换.玻璃单元板块还应注意内外片的关系,防止安装后产生颜色变异.安装完后,应及时对整体标高及缝宽进行检查,确保安装成形后符合《标准》要求。
3.5打胶嵌缝单元板块安装后,首先检查整个板面是否横平竖直,合格后填塞泡沫棒进行打胶。
(1)充分清洁板材间隙,清除水、油渍、灰尘等杂物,清洁黏结面,加以干燥。
(2)打胶的厚度为缝宽度的1/2.打胶须均匀,连续饱满,刮胶须平滑.避免接头出现凹凸、纹路等缺陷.硅酮建筑密封胶在接缝内应两面黏结,不应三面黏结。
(3)应牢固密实地粘贴胶带纸,转角及接头处应连接顺畅且紧贴板边,避免有张口、脱落、不顺直等现象。
(4)打胶后至胶体快干之时,应及时将胶带纸清理干净,对因撕胶带时出现的碰伤、撕扯的胶表面进行处理。
(5)打胶的厚度不应太薄或太厚,且胶体表面应平整、光滑,玻璃清洁无污物.封顶、封边、封底应牢固美观、不渗水,封顶的水应向里排。
(6)打胶结束后,需及时清理干净污染板面的胶体。
4.施工重点及难点
本工程的单元式幕墙的施工将成为本次施工组织的重点。同时,它的安装方式与框架式不同,而且对安装设备、安装技术要求较高,因此,具有相当的难度。以下就针对本工程施工的重点及难点予以说明。
单元幕墙板块的运输。
本工程的单元幕墙板块比较大(2400x3900mm),无论是长途运输, 还是现场的平面和垂直运输都有较大的难度。为此,采取了以下的措施:
(1)为了避免长途运输引起的板块损坏,最有效的办法是减少运输的行程。为此,利用在同安的组装厂,单元组件在东孚加工基地精加工完毕后,运到同安组装厂进行组装。这样就大大减少了整体板块运输的距离,从而保证了整体板块的完好。
(2)在板块组装完成后我们对板块下组装线,再装车运至现场,卸车及吊至楼层的平面垂直运输均进行了考虑,当板块组装完成后,采用车间内龙门吊将板块吊至单元周转架上,当现场需要时,联同转运架一起装车固定,运至现场。进场后用叉车将板块连同转运架一起卸下,用单元吊具吊装至玻璃幕墙位置。
以上详见《幕墙施工方法及工艺》。
5.质量控制重点
5.1施工前期的监理工作
熟悉图纸、掌握标准。
对监理人员而言,熟悉图纸和掌握标准属最基本的要求,唯有如此才能有效地开展监控工作。单元式幕墙体系的设计图纸与质量标准除规范规定之外,根据工程情况和设计理念等不同更各有特点。因此,要求我们监理人员在了解常规规范的同时,应多熟悉、多掌握每项工程的图纸和标准,充分了解图纸中单元式幕墙体系的特点、节点工艺、说明事项等。有些设计图纸提出的要求往往会高于规范标准,以此提升工程品牌。对此,监理人士应该予以理解,并客观地去分析和验证标准提高的可行性,以便事先与业主、设计方和承包商拟定统一的施工及检验标准。这是单元式幕墙工程质量管理中很重要的一个步骤。
5.2施工组织方案审批要点
首先是编制单位的审批手续必须齐全。然后,再对施工组织方案中的以下内容予以审核:
施工平面布置合理,单元件的分类编号和堆放布置方法应绘制相应图表;吊具的类型和吊具的移动方法,单元组件起吊地点、垂直运输与楼层上水平运输方法和机具的布置;收口单元位置、收口闭合工艺及操作方法;单元组件吊装顺序以及吊装、调整、定位固定等方法和措施;幕墙施工组织设计与主体工程施工组织设计的衔接,单元幕墙收口部位与总施工平面图中施工机具的布置协调,如果用吊车直接吊装单元组件时,吊车臂覆盖的安装位置。
5.3材料性能试验
根据《标准》要求,玻璃幕墙安装前需要进行抗风压性能、气密、水密、型材抗拉强度和平面内变形性能检测试验.本工程以应用的6mm半钢化+1.14mmPVB+10low+12A+8mm钢化玻璃和3mm铝单板为检测单元进行了检测,详细检测数据见表1.同时注重施工工期与总包单位施工总进度之间的协调,对单元件板块加工顺序计划、运输计划及进场堆放与安装计划;构件、组件和成品的现场保护方法及检查验收方法、测量方法;在安全、消防、环保、文明施工及季节性施工等方面所采取的措施;不利气候条件下的工作原则;检验批划分办法及資料管理方法等作统筹安排及部署。
工程还对现场应用的防火岩棉的燃烧性能、化学锚栓和膨胀螺栓的拉拔性、铝合金型材的韦氏硬度和膜厚、密封胶的相容性和孰结性、中空玻璃透射率和反射率等相关技术指标均进行了复检,检验结果符合《建筑幕墙》(GB/T21086-2007)及设计要求。
5.4安装允许偏差
单元板的安装允许偏差数据详见上表2。
6.结束语
目前,该项目目前已竣工,幕墙工程满足竣工验收标准要求,幕墙工程是复杂的系统工程,内部因素(幕墙本身)和外部因素(施工环境)都对幕墙质量产生重大影响。全方位、全过程、系统化的质量控制,是建造精品幕墙的必然要求。■