单元式幕墙在工程实例中的设计探讨

杨兴忠

深圳市方大建科集团有限公司广东深圳518000

摘要：随着现代建筑水平高速发展，人们对建筑外观要求越来越高的今天有着突破性的进展，为以后更高难度的幕墙建设，开辟了一条明亮的道路。本文结合折线型单元式幕培技术的设计进行了探讨。

关键词：单元幕墙；折线单元设计

前言

单元式幕墙是目前建筑工程普遍推广应用的外墙体系，其能够满足建筑对幕墙的基本需求，在建筑工程中发挥着基础性的作用。单元式幕墙具有绿色环保、节能等优势，符合我国节能环保理念，且有良好的防雨水渗漏与防风渗透的作用。因此对建筑工程中单元式幕墙施工技术的研究具有重要的意义。

一、单元式幕墙的特点

1、单元幕墙设计和制作要求高，单元式幕墙更符合当今环保的主题思想，在技术上，采用等压原理，解决了由于压力差造成的幕墙接缝漏水的主要原因。

2、建筑工业化程度高，单元式幕墙是在专业工厂中进行制作、加工完成。在对材料的筛选、制作工艺过程的控制、制作环境温、湿度及污染的控制、操作人员的技能培训、单元板块的养护时间、环境的控制、出厂的检验控制上是目前其他类型幕墙不可比拟的。

3、施工便利

单元式幕墙的单元件板块高度为楼层高度，标准板块宽度一般在1.4m，局部为1.5m左右，传力简捷。单元件安装均在楼层内完成，施工占地少，安装时只需简单的吊装机具，免去脚手架占地空间和租赁费用单元件之间由于设计为销型衔接，可不在施工现场注硅酮密封胶，且由于单元件在工厂已全部完成了切割、拼装、注胶、辅件等制作安装，消除了现场制作、注胶、辅件安装时产生的噪声，污染和废弃物。

二、工程概况

某建筑幕墙高度约170.233共37层，两个面结构是折线型的、南北两个面结构是渐变的，单元板在转折位置是以折线及线插接而成形的单元式幕墙，是独特造型的典型代表。

三、幕墙设计特点

1、总体设计

在建筑设计风格时，首先对幕墙整体风格未做大的调整，并分格尺寸按业主意见进行了局部修改。在设计时，要保证结构的安全性、保持立面效果的完整性和提高材料利用率为目的，并通过完善的节点设计及科学的计算来确保结构的各项性能，同时力求在外视效果上达到原设计要求。

2、局部设计

由于西立结构梁呈渐变递增递减变化，会导致单元幕墙面倾斜，东立面从首层开始逐渐放大倾，到17层以后逐渐收缩倾斜，西立面从首层开始逐渐收缩倾斜，到19层以后逐渐放大倾斜。南立面从9层到屋面层，每3层设置一空中花园，21层以上错开布置，采用框架式幕墙形式。8层、21层为避难层，幕墙形式采用玻璃百叶幕墙，层高6．4m，属于超高层，采用双支点连接，并且在幕墙立柱内加钢芯，达到增强刚度的目的。

四、折线型单元幕墙设计

1、设计内容

该工程北面幕墙为标准的隐框单元式板块，南面为竖隐横明的单元板块，标准单元板块分格为1．7ｍｘ4．25ｍ，双支点连接，第一支座为挂接，第二支座为卡接，单元立柱尾部呈圆弧形状，有一种平滑的流线感。幕墙板块的进出位随着渐变的结构梁变化而变化，一直延伸到两侧，由于两侧为渐变的折线单元，因此会出现许多小的三角形或梯形单元幕墙板块。具体节点见图3～图7。

东、西两个立面在17层和19层结构发生转折变化，从而幕墙也随着主体结构变化而变化，出现了87°及93°两种角度，为了使外立面保持这种平滑效果，那么在转折点处的单元板块要有变化，即上下单元对插处的下横料及上横料与其它标准单元节点不同，在折线的位置实现对插，因此要求上下插接型材应按照角度的变化而变化，需单独开模处理。型材开模时的斜面应随着角度而变化，并且着重注意排水方向及排水腔的设置，避免腔中存水，以便雨水能顺利排到室外。

2、设计原理

（1）系统设计

将上横料插筋及下横料的缺口处设计成倾斜的，整个上下型材应与竖向公母料相对应，并与87。角相配合，对插的深度也应符合设计要求。同时应设计排水槽、排水腔及披水板。在两个单元板块相交处的上横料内侧设置一道排水槽，并在排水槽底部满涂密封胶，这样少量的水可以通过水槽排出，流到下一层的披水板上，雨水再通过披水板排到室外。在排水腔的中间增加一条筋，把整个大排水腔一分为二，使水从腔两侧作封堵，在排水孔处设一道闭孔的滤水海棉，以防止水的回流。为了防止室外的水出现倒流，可在下横料的托件上设置一道ＥＰＤＭ挡水胶条，以阻止水的进入。这样，每一层都通过披水板排到下一层，从而可实现层层排水，解决了单元幕墙系统的水密性及气密性问题。

（2）挂件及支座设计

解决了对插问题，单元板块的挂接也是一个非常重要的环节，解决挂接首先要确定挂件及支座的设计，由于此挂件同定在梁的侧面，并且幕墙面到结构梁的距离是变化的，所以安装支座也要适应结构梁的变化而做相应调整。在第一支点处，为了实现单元板块的三维可调功能，第一步在可调支座与钢转接件间应测量定位，位置确定好后，再进行焊接固定处理，从而解决了单元板块的前后位移问题。第二步在可调钢支座上开喇叭形长条缺口，以适应Ｌ形挂件的左右及上下调整，使单元板块安装到位后，逐渐消化单元板块的安装误差。第三步在Ｌ型钢挂件的侧面焊接一Ｌ型钢角码，然后在钢角码上开螺栓孔，再通过螺栓进行上下调整。钢转接件由于受力比较大，经计算应在两侧加助板，并与槽式埋件可靠连接。第二支点与第一支点比较相似，也可实现前后及左右调整，这里不再赘述。具体见图8。

图8上下双支点安装节点图

五、具体实施及步骤

1、分类及场内运输

塔楼外立面单元板块根据位置及形状不同，可分为大面单元板块、包柱单元板块、电梯井位置单元板块、转角单元板块等，主要以大面单元板块为主。单元板块场内运输主要采取转换楼层’然后将单元板块从地面运输到转换楼层内，或利用单轨吊机直接从地面起吊，或运输进储存层存放。

2、搭设吊装轨道

该工程在21层及麵层搭设吊装轨道，吊装轨道呈封闭折线环形，长边长约50m，短边约30m，周长约170m。悬挑出结构梁边线为1750mm，悬挑出结构柱边线为600mm，沿每3400mm的跨度做一支撑，顶部采用钢丝绳拉接，并在结构柱及梁的位置做预埋。此吊装轨道也可循环使用，即在2层以下的单兀板块全部吊装完成后，再将轨道拆除，转移到屋顶层使用。

3、测量放线

根据现场的实际情况进行测量放线，找出偏差，支座及转接件进行局部加长或缩短，根据测量结果对支座及转接件进行定位，然后进行现场焊接。单元板块在工厂加工组装完成后，运到现场进行安装。

4、单元板块安装顺序

该工程单元板块安装按立面分为东、西、南、北四个区域，每个区域的单元板块的安装，应从下到上进行；水平方向的安装，应从一个转角向另一个转角方向安装。一个施工区域的安装顺序为大面单元，大面单元什包柱单元斗转角单元。

5、安装步骤

第一步：先将支座安装在转接件上。

第二步：将呈87°单元框架运输至挂件外侧，然后将板块向挂件位置靠拢，以挂件和单元框架挂件平齐为宜；然后向下将单元挂件挂接在牛支座上。

第三步：待两边大面单元板块安装完成后，将870单元框架运输至挂件外侧，此时将侧边大面单元板块向包柱单元板块位置移动l1Omm（板块间接缝为12mm），再向下方落下，直至单元框架与挂件挂接，最后将大面单元板块推回与转角板块插接，并将横滑芯推人固定，依次进行安装。

六、结束语

综上所述，单元式幕墙的工期非常短，其工程的产品质量高，且整体性能非常高，因此也被广泛的应用于工程中，单元式幕墙使建筑物路面建筑造型新颖多变，虚实对比强烈，环境色彩鲜艳明快，因此给人们以喜闻乐见的建筑艺术形象，在很大程度上增加了无穷的魅力，因此加强对其的研究非常有必要，此单元幕墙从设计到施工充分体现了本幕墙形式的特点，折线型单元式幕墙在本项目上的成功应用，将为深圳的城市建设增添一道亮丽的风景。