超高层建筑组合幕墙设计与施工技术浅谈

摘要：在城市化进程中，一座座大型、超高层组合幕墙建筑雨后春笋般拔地而起，给城市带来现代、时尚的气息，成为城市的地标建筑。基于此，本文介绍了超高层建筑中组合幕墙的设计理念和施工技术要点。

关键词：超高层；建筑；组合幕墙；技术；

中图分类号：TU972

随着建筑设计与施工技术的发展，超高层建筑对幕墙使用提出更高的要求，幕墙被广泛应用到越来越多的超高层建筑中，这同时促使了幕墙设计朝着新材料、新技术和新结构等方向发展。建筑幕墙由金属构架与板材组成、不承担主体机构荷载与作用的建筑外围护结构，根据面材进行分类，可分为玻璃幕墙、金属幕墙、石材幕墙和组合幕墙。

一、超高层建筑与组合幕墙特点

超高层建筑指40层以上，高度在100米以上的建筑物。目前超高层建筑多为一个地区的地标性建筑，所以外墙设计成为建筑工程的重点和亮点。一般超高层建筑的幕墙设计，除了考虑外形美观、保温避光等因素外，还会考虑施工方便、经济实用等因素，所以多采用组合幕墙的设计理念。所谓组合幕墙，就是板材为玻璃、金属、石材等不同板材组成的建筑幕墙。组合幕墙具有以下特点：

1、造型美观，装饰效果好。幕墙打破了传统的建筑造型模式，窗与墙在外形上没有了明显的界线，从而丰富了建筑造型。

2、质量轻，抗震性能好。幕墙材料的质量一般每平方米在30～50㎏，是混凝土墙板的1/5～1/7，大大减轻了围护结构的自重。

3、施工安装简便，工期较短。幕墙构件大部分是在工厂加工而成的，因而减少了现场安装操作的工序。

4、维修方便。幕墙构件多由单元构件组合而成，局部有损坏是可以很方便地维修或更换，从而延长了幕墙的使用寿命。

幕墙是外墙轻型化、工厂化、装配化、机械化较理想的形式，因此在现代大型建筑和高层建筑上得到了广泛应用。

二、组合幕墙的组成分类及特征

按照幕墙所采用的饰面材料通常有以下类型：

1、玻璃幕墙

玻璃幕墙主要是应用玻璃这种饰面材料，覆盖在建筑物的表面的幕墙。采用玻璃幕墙作外墙面的建筑物，显得光亮、明快、挺拔，有较好的统一感。玻璃幕墙制作技术要求高，而且投资大、易损坏、耗能大。

2、金属幕墙

金属幕墙表面装饰材料是利用一些轻质金属，如铝合金、不锈钢等，加工而成的各种压型薄板。这些薄板经表面处理后，作为建筑外墙的装饰面层，不仅美观新颖、装饰效果好，而且自重轻、连接牢靠，耐久性也较好。

3、铝塑板幕墙

铝塑板幕墙是利用铝板与塑料的复合板材进行饰面的幕墙。该类饰面具有金属质感，晶莹光亮、美观新颖、豪华，装饰效果好，而且施工简便、连接牢靠，耐久、耐候性也较好，应用相当广泛。

4、石材幕墙

石材幕墙是利用天然的或者人造的大理石与花岗岩进行外墙饰面。该类饰面具有豪华、典雅、大方的装饰效果，可点缀和美化环境。该类饰面施工简便、操作安全，连接牢固可靠，耐久、耐候性很好。

5、轻质混凝土挂板幕墙

轻质混凝土挂板幕墙是一种装配式轻质混凝土墙板系统。由于混凝土的可塑性较强，墙板可以制成表面有凹凸变化的形式，并喷涂各种彩色涂料。按有框架方式分为有框架幕墙和无框架全玻幕墙。

三、组合幕墙的设计原则

1、满足强度和刚度要求。幕墙的骨架和饰面板都需要考虑自重和风荷载的作用，幕墙及其构件都必须有足够的强度和刚度。

2、满足温度变形和结构变形要求。由于内外温差和结构变形的影响，幕墙可能产生胀缩和扭曲变形，因此，幕墙与主体结构之间、幕墙元件与元件之间均应采用“柔性连接”。

3、满足围护功能要求。幕墙是建筑物的围护构件，墙面应具有防水、挡风、保温、隔热及隔声等能力。

4、满足防火要求。应根据防火规范采取必要的防火措施等。

5、保证装饰效果。幕墙的材料选择，立面划分均应考虑其外观质量。

6、做到经济合理。幕墙的构造设计应综合考虑上述原则，做到安全、适用、经济、美观。

四、组合幕墙的施工技术

1、玻璃幕墙部位施工工艺

在将要吊装玻璃前，需要再一次检查玻璃质量，尤其注意检查有无裂纹和崩边，黏结在玻璃上的铜夹片位置是否正确，用干布将玻璃表面擦干净，用记号笔做好中心标记。安装电动玻璃吸盘。玻璃吸盘要对称吸附于玻璃面，吸附必须牢固。在安装完毕后，先进行试吸，即将玻璃试吊起2-3m，检查各个吸盘的牢固度，试吸成功才能正式吊装玻璃。在玻璃适当位置安装手动吸盘、拉缆绳和侧面保护胶套。手动吸盘用于在不同高度工作的工人能够用手协助玻璃就位，拉缆绳是为玻璃在起吊、旋转、就位时，能控制玻璃的摆动，防止因风力作用和吊车转动发生玻璃失控。在嵌固玻璃的上下槽口内侧粘贴低发泡垫条，垫条宽度同嵌缝胶的宽度，并且留有足够的注胶深度。防止玻璃就位时碰撞钢架，等下层工人都能握住深度吸盘时，可将玻璃一侧的保护胶套去掉。上层工人利用吊挂电动吸盘的手动吊链慢慢吊起玻璃，使玻璃下端略高于下部槽口，此时下层工人应及时将玻璃轻轻拉入槽内，并利用木板遮挡防止碰撞相邻玻璃。另外有人用木板轻轻托扶玻璃下端，保证在吊链慢慢下放玻璃时，能准确落入下部的槽口中，并防止玻璃下端与金属槽口碰撞。安装好玻璃夹具，各吊杆螺栓应在上部钢架的定位处，并与钢架轴线重合，上下调节吊挂螺栓的螺钉，使玻璃提升和准确就位。第一块玻璃就位后要检查其侧边的垂直度，以后玻璃只需要检查其缝隙宽度是否相等、符合设计尺寸即可。做好上部吊挂后，嵌固上下边框槽口外侧的垫条，使安装好的玻璃嵌固到位。

2、石材幕墙部位施工工艺

将运至工地的石材饰面板按编号分类，检查尺寸是否准确和有无破损、缺棱、掉角。按施工要求分层次将石材饰面板运至施工面附近，并注意摆放可靠。按幕墙墙面基准线仔细安装好底层第一层石材。注意每层金属挂件安放的标高，金属挂件应紧托上层饰面板而与下层饰面板之间留有间隙。安装时，要在饰面板的销钉孔或短槽内注入石材胶，以保征饰面板与挂件的可靠连接。安装时，宜先完成窗洞口四周的石材镶边。安装到每一楼层标高时，要注意调整垂直误差，使得误差不积累。在搬运石材时，要有安全防护措施，摆放时下面要垫木方。

施工时要严格控制石材质量，材质和加工尺寸都必须合格。要仔细检查每块石材有没有裂纹，防止石材在运输和施工时发生断裂。测量放线要精确，各专业施工要组织统一放线、统一测量，避免各专业施工因测量和放线误差发生施工矛盾。预埋件的设计和放置要合理，位置要准确。根据现场放线数据绘制施工放样图，落实实际施工和加工尺寸。安装和调整石材板位置时，可用垫片适当调整缝宽，所用垫片必须与挂件是同质材料。固定挂件的不绣钢螺栓要加弹簧垫圈，在调平、调直、拧紧螺栓后，在螺母上抹少许石材胶固定。

3、金属幕墙部位施工工艺

金属面板通常由专业工厂加工成型。但因实际工程的需要，部分面板由现场加工是不可避免的。现场加工应使用专业设备和工具，由专业操作人员操作，以确保板件的加工质量和操作安全。各种电动工具使用前必须进行性能和绝缘检查，吊篮须做荷载、各种保护装置和运转试验。金属面板不要重压，以免发生变形。由于金属板表面上均有防腐及保护涂层，应注意硅酮密封胶与涂层粘结的相容性问题，事先做好相容性试验，并为业主和监理工程师提供合格成品的试验报告，保证胶缝的施工质量和耐久性。在金属面板加工和安装时，应当特别注意金属板面的压延纹理方向，通常成品保护膜上印有安装方向的标记，否则会出现纹理不顺、色差较大等现象，影响装饰效果和安装质量。固定金属面板的压板、螺钉，其规格、间距一定要符合规范和设计要求，并要拧紧不松动。金属板件的四角如果未经焊接处理，应当用硅酮密封胶来嵌填，保证密封、防渗漏效果。

五、结语

综上所述，由玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙等组成为组合幕墙，综合了多种幕墙的施工工艺。施工中要重点考虑不同幕墙饰材之间完成面的衔接偏差等问题。组合幕墙结合了多种材料的优势，保证了超高层建筑使用的功能要求。

参考文献：

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[2]陈建东.金属与石材幕墙工程技术规范应用手册.北京:中国建筑工业出版社,2001.

[3]雷春浓.现代高层建筑设计.中国建筑工业出版社,1997.

[4]张栋材.超高层建筑单元式幕墙的安装施工技术.建筑施工,2004.

作者简介：许奎，男，汉族，2006年毕业于武汉理工大学土木工程与建筑学院工程管理系。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。