摘要：随着科學(xué)技術的(de)發展，具有獨特造型幕牆的(de)建築不斷湧現，對于幕牆的(de)設計與施工技術提出了更高(gāo)的(de)要求。本文結合沈陽盛京金融廣場幕牆工程方案設計過程，解析如(rú)何根據建築自(zì)身的(de)特點，選擇技術先進、性能優異、便于清洗維護的(de)幕牆系統方案，把握超高(gāo)層建築幕牆設計的(de)設計要點。

關鍵詞：超高(gāo)層，單元式幕牆，建築造型，清洗維護系統，設計要點

1、前言

建築幕牆是由面闆與支承結構體系(支承裝置與支承結構)組成的(de)、可(kě)相對主體結構有一(yī)定位移能力或自(zì)身有一(yī)定變形能力、不承擔主體結構所受作用的(de)建築外圍護牆[[1]]。建築幕牆除了有技術發展較成熟的(de)玻璃幕牆、金屬闆幕牆和(hé)石材幕牆外，還有人造闆材幕牆(如(rú)陶闆幕牆、千思闆幕牆)、點支承玻璃幕牆、雙層幕牆及光電幕牆等。建築幕牆是現代建築派的(de)主要表現特征，在新世紀的(de)現代化城市建築中具有不可(kě)替代的(de)藝術地(dì)位。近幾年(nián)，随着新技術、新材料的(de)不斷應用，建築幕牆行業發展得比較快，建築幕牆在城市的(de)現代化建設中發揮着舉足輕重的(de)作用。

在建築幕牆的(de)實際應用中，超高(gāo)層建築要承受更大的(de)風力、地(dì)震力和(hé)溫度變化的(de)影響,主體結構會産生更大的(de)豎向變形,這些因素會使幕牆相應要承受更大的(de)內(nèi)力和(hé)位移。超高(gāo)層建築施工、現場安裝，要求簡約化、快速化、文明化。因此設計标準化、構件預制化、安裝機械化是一(yī)個前提條件。單元式幕牆系統标準化程度可(kě)達80-90%;現場人工操作工作量很低(dī),90%以上的(de)工作量可(kě)以在工廠內(nèi)完成;預制品加工質量高(gāo)、精度高(gāo);工廠內(nèi)和(hé)施工現場工人勞動生産率高(gāo);施工受氣候條件影響小;施工安裝不用腳手架，工地(dì)文明清潔簡約;建造用工少工期短(duǎn)等特點。因此超高(gāo)層建築的(de)幕牆都會首先選用單元式幕牆。

超高(gāo)層建築的(de)幕牆設計與普通幕牆有一(yī)定的(de)差異，往往幕牆方案時設計中不容易引起重視(shì)。作者根據多年(nián)幕牆設計經驗，總結了對超高(gāo)層建築幕牆在設計階段應考慮的(de)幾個要點問題，包括建築幾何形态造型對幕牆系統的(de)影響，避難層的(de)的(de)幕牆系統設計，清洗維護系統(擦窗機)的(de)系統選擇等方面，均提出了細緻而周到的(de)解決方案,希望能對建築幕牆設計行業起到些許積極的(de)作用。

2、根據建築幾何形态造型設計幕牆系統

2.1工程概述

沈陽盛京金融中心項目區域在沈陽市和(hé)平區南京北街西側，距沈陽機場27.5 公裏，距沈陽北站2.8 公裏，緊鄰沈陽市和(hé)平區城市核心區，總規劃用地(dì)面積約71598.11 平方米。東西走向的(de)丹東路将項目用地(dì)劃分為(wèi)A、B 兩個地(dì)塊， A 地(dì)塊共包含T1\T2\T3三棟塔樓，其中T2塔樓建築高(gāo)度最高(gāo)，如(rú)圖1-1所示，本文針對T2塔樓的(de)建築幕牆分析超高(gāo)層幕牆的(de)設計要點;塔樓建築總高(gāo)度319.04m，裙樓建築總高(gāo)度約41.7m，幕牆面積約6.5萬㎡。地(dì)下3層，塔樓地(dì)上67層，裙樓地(dì)上6層。結構選型為(wèi)框架核心筒體系，出屋面結構為(wèi)鋼結構。

塔樓大面位置采用橫明豎隐的(de)單元式玻璃幕牆，平面內(nèi)為(wèi)圓弧造型，體現建築物的(de)體量感;橫向裝飾條內(nèi)布置燈具。

塔樓角部凹槽側面采用單元式鋁闆幕牆，強化體量輪廓，進一(yī)步體現塔樓伸展上升的(de)形态。鋁闆造型與造型內(nèi)玻璃幕牆形成的(de)凹槽造型，凹槽整體造型先逐漸收分縮小，到達一(yī)定高(gāo)度後逐漸收分縮增大，形成喇叭口形狀。

凹槽內(nèi)玻璃幕牆為(wèi)豎明橫隐的(de)單元式玻璃幕牆，配合凹槽造型收分，先是豎向外傾弧面幕牆，到達一(yī)定高(gāo)度後逐漸調整為(wèi)內(nèi)傾弧面幕牆。

塔樓采用的(de)是單元式玻璃幕牆系統和(hé)單元式鋁闆幕牆系統，建築表皮的(de)多種形态的(de)造型給幕牆設計帶來了較大的(de)難度，而水平圓弧面和(hé)垂直圓弧面和(hé)鋁闆凹槽的(de)特殊性，對幕牆系統的(de)設計提出了更高(gāo)的(de)要求。

幕牆設計必須正确理(lǐ)解建築幾何形态的(de)成型理(lǐ)念，并以此為(wèi)基礎作為(wèi)建築幕牆的(de)設計基礎，才能正确深化出超高(gāo)層建築的(de)幕牆體系。[2]

2.3塔樓大面圓弧幕牆的(de)系統設計要點

大面圓弧幕牆的(de)幕牆闆塊寬度1.4m，幕牆闆塊間的(de)折線水平夾角179.5度;因為(wèi)角度較小，實際放樣橫梁端部切斜角距離(lí)僅為(wèi)1.02mm，如(rú)圖1-4所示;

過小的(de)距離(lí)車間加工很難實現，橫梁端部仍按照90°切角，平面角度安裝時，通過接縫調整适應角度變化;最終确定采用闆塊折線拟合的(de)方式完成圓弧造型，但是本方案一(yī)定要合理(lǐ)設置注意前端豎向膠條的(de)截面設計，保證防水性能。

其他建築幕牆項目，如(rú)果幕牆闆塊水平夾角較大時，一(yī)般橫梁端部切角≥5mm，橫梁端部必須按照實際角度加工，角度通過橫梁切角度解決，單元闆塊角度為(wèi)實際;由于幕牆水平分格與幕牆闆塊水平夾角影響較大，所以設計初期應與建築師充分溝通，做(zuò)到有的(de)放矢。

單元體幕牆通過幕牆闆塊上的(de)挂件和(hé)與預先設置在結構上的(de)單元體挂座挂接，實現單元體幕牆的(de)的(de)安裝;挂件和(hé)挂座安裝過程中具備三維可(kě)調能力;單元體挂座初步選擇頂面挂接(槽式埋件+鋁合金挂座)和(hé)側面挂接(鋼制轉接件連接+鋼質挂軸)兩種方案，如(rú)圖1-5所示。對于兩種挂接方案進行了分析後，确定合理(lǐ)的(de)挂接方式。

工程用于幕牆連接的(de)鋼結構環型邊梁考慮到工程造價等因素，未考慮彎弧處理(lǐ)，均為(wèi)直線段;這樣就造成了選擇側面連接方案中，轉接件長(cháng)度規格較多，現場焊接量大等不足之處。

本工程用于樓闆做(zuò)法采用成品鋼樓承闆的(de)樓闆型式，标準混凝土闆厚為(wèi)120mm，很難滿足槽式埋件的(de)埋設需要;經過與建築結構院的(de)多次溝通，最終選擇樓闆外輪廓向內(nèi)500範圍內(nèi)局部加厚到200mm的(de)做(zuò)法;滿足槽式埋件的(de)埋設需要，需要了解決槽式埋件對于混凝土厚度的(de)問題。

大面位置單元體玻璃幕牆選擇頂面挂接(槽式埋件+鋁合金挂座)的(de)方案。

2.4凹槽內(nèi)單元式玻璃幕牆的(de)系統設計要點

凹槽內(nèi)單元式玻璃幕牆的(de)幕牆闆塊寬度1,4m，層高(gāo)為(wèi)4.2m和(hé)5.4m;通過對于幕牆犀牛模型的(de)分析，立面幕牆在14層标高(gāo)69m的(de)位置為(wèi)分界線，分界線以下幕牆闆塊向外傾斜，

由于單元體闆塊之間的(de)豎向夾角接近180度，采用單元體闆塊折線拟合的(de)方式實現;尤其應當注意的(de)是分界線以上的(de)幕牆單元體闆塊(內(nèi)傾斜)，需要關注單元體幕牆的(de)上橫梁截面設計。

凹槽側面轉角單元式鋁闆幕牆的(de)幕牆闆塊寬度1.7m，出挑龍骨面1.5m，層高(gāo)為(wèi)4.2m和(hé)5.4m;通過對于幕牆犀牛模型的(de)分析，轉角單元式鋁闆幕牆為(wèi)規則扭轉單元;每層扭轉角度小于0.05度，整體幕牆向內(nèi)側傾斜2.11度。

由于單元體鋁闆幕牆的(de)闆塊扭轉造型，通過犀牛軟件逐層對闆塊間翹曲值進行分析;通過得到的(de)數據，按照層數對單元闆塊進行歸集，确定合理(lǐ)的(de)區段劃分;選擇每5層的(de)單元體鋁闆幕牆闆塊進行歸類時，翹曲值不大于2mm，滿足設計要求;整個建築立面分為(wèi)10種鋁闆單元體幕牆闆塊。

鋁闆單元闆塊造型複雜，出挑距離(lí)較多;設計原則考慮功能性與裝飾性分離(lí)，更好的(de)實現建築功能和(hé)外立面效果;鋁闆單元體龍骨選擇鋼鋁結合方式;受力杆件為(wèi)鋼材，滿足強度剛度要求;鋁型材主要解決單元闆塊插接和(hé)排水連續的(de)功能性要求;裝飾造型鋁闆內(nèi)側設置鋁單闆防水闆，與鋼龍骨挑出的(de)幹涉位置采用鋁闆開洞上下搭接，打膠密封的(de)方式，保證防水性能。

鋁闆單元闆塊出挑結構較多，埋件位置受力較大，采用常規的(de)槽式幕牆埋件無法滿足要求;經過與建築結構院的(de)溝通，最終選擇采用闆槽式埋件，此種埋件采用鋼槽與鋼闆加工制作而成，功能上滿足槽式埋件的(de)功能;連接方式為(wèi)埋件肋闆與主體結構鋼梁直接焊接，埋件受力能力大大增加。