超高层单元式玻璃幕墙工业化建构方法研究

超高层单元式玻璃幕墙工业化建构方法研究

蒋伟华

天盛创建股份有限公司杭州分公司   浙江杭州    311200

摘要：超高层建筑大量应用玻璃幕墙材料，如何建构玻璃幕墙体系，成为超高层建筑的重要课题。围绕玻璃幕墙进行工业化建构，让玻璃幕墙设计施工过程更加合理，保证超高层建筑落成质量。本文关注到单元式玻璃幕墙，以超高层建筑为背景，探讨了工业化建构的思路和方法。

关键词：超高层；玻璃幕墙；工业化建构

引言：超高层建筑的高质量落成，与玻璃幕墙的应用关系密切。构建单元化玻璃幕墙方案，优化玻璃幕墙建构过程，让工业化理念惠及玻璃幕墙工程，让玻璃幕墙更好地在超高层建筑中“发光发热”，有效推动玻璃幕墙施工。

一、单元式玻璃幕墙工业化建构思路

1．明确方向。单元式玻璃幕墙的建构，要吻合超高层建设的基本方向，同时要结合进度、成本、质量等方面的要求，实现玻璃幕墙建构的定向效果，提供可靠的玻璃幕墙形态。玻璃幕墙施工前的筹划非常关键，借助工业化进程，推动单元式玻璃幕墙资源的合理应用。玻璃幕墙工业化建构过程要有实践意识，整合各项技术工艺并构建技术框架，施工流程趋于合理，最终提供玻璃幕墙施工成果，并妥善管理施工过程。借助工业化建构模式，消除潜在的施工隐患，有效化解施工风险，逐步构建完备的施工机制。

2．拟定技术方案。技术是玻璃幕墙工业化建构的核心因素，推动技术因素的高质量应用，充分发掘技术优势，让工业化建构更得当、更合理。以规范应用技术为支撑，施工企业要拟定技术路线，推动技术因素与施工过程的完美融合，提升玻璃幕墙施工质量。技术合作是拟定玻璃幕墙技术方案的必经之路，施工企业应当与监管部门沟通交流，确定施工技术标准要求，由此推动施工技术的标准化应用。

3．建立管理体系。玻璃幕墙施工监管要有“多方共举”的意识，设计、施工、监理等部门在玻璃幕墙工程中各负其责，实现监督过程的有效联动。玻璃幕墙监管不仅要注意玻璃幕墙自身的质量，还要结合建筑防火结构、自动喷淋设备等诸多部件，有序推进各项施工业务，让玻璃幕墙施工过程更加规范科学。与此同时，要致力于优化监管队伍，确保优质人才在玻璃幕墙监管进程中发挥关键作用。

二、单元式玻璃幕墙工业化建构方法

1．设计建构

（1）建构方法。最常见玻璃幕墙建构模式是平面建构，建构方式和传力原理相对简单。首先确保预埋件与转接件的连接，并通过转接件调整方案，最终定位玻璃幕墙。采用间接平面建构方式，形成“连续空间网筒”效果。将网格体系覆盖建筑外表面，计算后发现区域受力大小不均。在受力较大的区域，适当加大杆件密度，对受力小区域采用相反的方案，形成“时密时疏”的效果，超高层建筑的楼板处于水平状态，中间柱与芯筒处于垂直状态，通过玻璃幕墙方案掌握网筒结构的效果。

曲面玻璃幕墙结构难度较大，在超高层建筑应用曲面结构时，首先要划分玻璃幕墙曲面并形成多个单元，随后借助单元框架形成曲面玻璃幕墙结构。另一种方式是拟合复杂玻璃幕墙曲面，借助玻璃幕墙单元的错位效应，实现连续变化效果。

双层玻璃幕墙具体细分为内循环与外循环两类，是一种能“呼吸”的幕墙，彰显双层结构的智能化特征。双层玻璃幕墙的突出优势在于节能环保，以内外一体结构为例，通风层内外层玻璃幕墙共用竖骨料，为保证美观度，玻璃幕墙外层可以做成隐框，内层作为开启窗，保证玻璃幕墙的单元化效果。由于双层玻璃幕墙的外观像“箱子”，箱体式特征明显。

分体式双层玻璃幕墙强调每一层的“独立化”，外层玻璃幕墙采用明框、隐框结构或者点式结构，内层玻璃幕墙采用推拉、平开窗结构。

（2）设计流程、第一步是方案设计，拟定超高层建筑项目内容后，拟定建筑项目招投标方案，并根据招标方案设计玻璃幕墙方案，结合玻璃幕墙设计经验，确定玻璃幕墙的分格方案，让玻璃幕墙与内部空间分布更加合理。玻璃幕墙分格要结合空间内部需求，确定玻璃幕墙开启点位和具体路径。分格阶段要注意模数要求，吻合单元式玻璃幕墙设计的标准化原则。处理特殊部位时，要充分吸收顾问公司的意见，保证玻璃幕墙分格方案合理性。

顾问公司获取玻璃幕墙设计方案后，明确设计意图并初步分格，随后将分格方案提交到建筑师。该阶段需要建筑单位与顾问公司之间的沟通交流，探讨玻璃幕墙设计方案，优化每个玻璃幕墙节点，将最终敲定的玻璃幕墙节点方案纳入到招标文件中。业主获取招标文件后，开展工程投标工作。顾问公司不能“袖手旁观”，要参与到玻璃幕墙设计过程，为优化方案提供有效意见。

初步形成玻璃幕墙方案后，围绕玻璃幕墙方案内容开展招标工作。确定玻璃幕墙中标单位后，由中标单位接手方案并优化玻璃幕墙方案，让玻璃幕墙图纸更加完美，完成深化设计。随后进入到生产设计阶段，按照玻璃幕墙图纸中的单元块方案形成加工制作图，作为玻璃幕墙生产的重要依据。

2．生产建造

（1）BIM模型的应用。玻璃幕墙设计与BIM模型的结合，意味着设计效果更加精准。借助BIM技术模拟单元式玻璃幕墙，及时设计中的问题并纠正偏差，保证设计过程足够安全。借助BIM技术，建立玻璃幕墙短期、中期施工方案，并将工程数据信息整合在玻璃幕墙模型中，推动玻璃幕墙施工的“所见即所得”。在BIM模型中，整合玻璃幕墙构件的时间数据，模拟施工过程并不断优化方案。利用BIM模型，还可以深化图纸方案。BIM模型提供了三维化方案，实现三维漫游展示效果，反映超高层玻璃幕墙的真实情况与细节因素。与此同时，在材料统计、加工分析、碰撞检测等方面，同样可以利用BIM模型。

（2）性能试验。玻璃幕墙结构具有模块化特征，相邻玻璃幕墙之间采用插接结构，密封性能至关重要。具体来讲，针对玻璃幕墙的密封要求设计三道密封线。第一道密封线是尘密线，阻止水和灰尘渗透到型腔，通过相邻玻璃幕墙单元胶条相互搭接实现挡水效果。第二条是气密线，玻璃幕墙表面的少量漏水通过气密线进入等压腔，随后借助玻璃幕墙结构，将这部分水有序排出，实现阻水效果。需要注意的是，水密线不具备阻挡空气的性能，要设置第三条线——气密线。借助气密线胶条阻挡空气渗透，保证隔绝效果。

判断玻璃幕墙性能时，需要关注玻璃幕墙的气密性能、水密性能、抗风压性能与平面内变形性能，另外还要考虑撞击性能、竖向变形性能等指标，掌握玻璃幕墙的实际情况。

（3）数字化设计和加工。快速成型模式在玻璃幕墙结构过程中发挥关键作用，妥善分析超高层建筑玻璃幕墙的细节因素。如果仔细设计小型玻璃幕墙样件的节点与结构，还能应用在大型样件的安装过程，意味着小型样件的应用价值更显著。具体来讲，在玻璃幕墙建构过程中，借助3D技术开展数字化设计工作，推动玻璃幕墙设计趋于合理。

在玻璃幕墙单元组装阶段，需要结合超高层建筑的主体进度，只有保证主体施工进度，才能推动玻璃幕墙主体施工。玻璃幕墙制作过程要与现场施工充分结合，制造企业与总承包单位沟通交流，掌握当前施工进度，并合理安排玻璃幕墙的生产进度，确保玻璃幕墙供应稳定，避免现场材料断供或者积压。玻璃幕墙不要在现场长时间堆放，确保施工场地资源高效应用，还能避免资金积压。玻璃幕墙运抵现场后，一定要有序安装。

结束语：单元化玻璃幕墙施工与高层建筑的结合，推动工业化建构进程，更好地保证玻璃幕墙工程质量。今后还要总结玻璃幕墙工业化建构经验，结合超高层建筑的特征，推动玻璃幕墙施工不断发展。

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