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摘要：本文主要介紹了深圳天音大廈單元幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和要點(diǎn)，特別是針對(duì)圓弧轉(zhuǎn)角整體外框、圓弧轉(zhuǎn)角通風(fēng)格柵、防水（詞條“防水”由行業(yè)大百科提供）構(gòu)造設(shè)計(jì)等做了重點(diǎn)介紹，并簡(jiǎn)單陳述了其結(jié)構(gòu)體系的連接設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：單元幕墻;圓弧轉(zhuǎn)角整體裝飾框;圓弧轉(zhuǎn)角通風(fēng)格柵;內(nèi)平開窗;連接設(shè)計(jì);防水構(gòu)造
1、工程概述
天音大廈位于深圳灣超級(jí)總部基地的北部門戶位置，毗鄰白石二道與深灣二路，是集辦公、商業(yè)、通信機(jī)樓等多種業(yè)態(tài)為一體的綜合體，總建筑面積13.43萬平方米。天音大廈“世界之樹”的建筑設(shè)計(jì)理念來自于人與自然的和諧一體，項(xiàng)目主要由南北兩棟高155.76m和104.76m的A、B塔樓（詞條“塔樓”由行業(yè)大百科提供），中部57.28m高的文化中心C樓，以及位于同一基座上面的獨(dú)棟商業(yè)裙樓組成。(圖1.1~1.2)
本工程外立面體型較為復(fù)雜，由錯(cuò)落、懸浮的立方體堆疊而成，每個(gè)立方體與建筑功能相對(duì)應(yīng)，建筑幕墻靈感來自于智能手機(jī)的屏幕設(shè)計(jì)。塔樓幕墻形式為單元式玻璃幕墻，一個(gè)幕墻單元僅由一塊玻璃與四周型材組合而成，視覺上干凈整潔，立面完整性高，下面筆者對(duì)天音大廈單元幕墻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行介紹和分析。
2、單元式幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)介紹
2.1 單元構(gòu)造組成
標(biāo)準(zhǔn)單元板塊分格尺寸2250mm(寬)x4500mm(高)，厚度尺寸為400mm，板塊重量約1000kg(圖2)。單元中部為一整塊完整玻璃，配置為10半鋼化+2.28PVB+10半鋼化+12A+12鋼化夾膠中空超白玻璃，玻璃四周為帶圓弧轉(zhuǎn)角的裝飾整體內(nèi)框和裝飾整體外框，內(nèi)外框之間為內(nèi)嵌式的帶圓弧轉(zhuǎn)角通風(fēng)格柵，內(nèi)平開窗隱藏于兩側(cè)豎向通風(fēng)格柵后方室內(nèi)側(cè)，除平開窗外其余位置為固定（詞條“固定”由行業(yè)大百科提供）鋁單板，一個(gè)單元體共設(shè)有4扇內(nèi)平開窗(圖3.1~3.2)。標(biāo)準(zhǔn)單元水平橫剖節(jié)點(diǎn)做法見圖4.1~4.2，垂直豎剖節(jié)點(diǎn)做法見圖5.1~5.2。
單元裝飾外框建筑設(shè)計(jì)要求為無拼縫整框設(shè)計(jì)，保持立面的整體性和簡(jiǎn)潔。原設(shè)計(jì)為鋁板外框，在樣板制作過程中出現(xiàn)了如框架整體變形嚴(yán)重、平整度低、鋁板折角R角明顯、鋁板表面不光滑等等問題，經(jīng)過反復(fù)的技術(shù)研判，深化設(shè)計(jì)調(diào)整為鋁型材整體裝飾框，有效解決了鋁板外框存在的諸多問題。
型材整框無拼縫設(shè)計(jì)，亦面臨著拼接位置的焊接處理問題，考慮到焊接可能存在變形，焊縫位置打磨平整度的控制，專門用庫存材料進(jìn)行了型材焊接工藝樣品的試制(圖6.1~6.2)。前兩次型材焊接樣品不同程度存在焊接位置局部變形，焊縫打磨不夠平整的問題，針對(duì)前兩次工藝樣品試制過程出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)研討，創(chuàng)新性的提出了型材整框低能耗激光焊接技術(shù)，并組織了第三次焊接樣品的制作，強(qiáng)度及效果完全達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。(圖7.1~7.2)
本單元體裝飾框由四部分組成，為別為裝飾外側(cè)外框、外側(cè)內(nèi)框、內(nèi)側(cè)外框、內(nèi)側(cè)內(nèi)框(圖8)，從材料可焊性、構(gòu)造穩(wěn)定性、色澤匹配度等角度出發(fā)，包括轉(zhuǎn)角在內(nèi)所有裝飾框均采用鋁型材設(shè)計(jì)，整框采用相同的基材材質(zhì)，避免噴涂色差，同時(shí)觀感上沒有鋁板明顯的R角，提高了幕墻的品質(zhì)。
由于型材本身剛度大，焊接過程變形小，結(jié)合胎架平臺(tái)精準(zhǔn)定位，焊接整框平整度好，精度高。激光焊接采用專用焊機(jī)和焊條，通過前期樣品的測(cè)試，確定焊機(jī)輸出電流大小，保證型材間的可熔透焊接，確保連接位置牢靠。
(1)外側(cè)外裝飾框設(shè)計(jì)
外側(cè)外裝飾框的整體設(shè)計(jì)構(gòu)造如下圖所示(圖9.1~9.4)。轉(zhuǎn)角內(nèi)側(cè)帶圓弧邊，采用型材開模可以很好的控制弧邊的半徑大小，同時(shí)開模時(shí)與直線段拼接位置考慮插接筋卡接配合，從而保證拼接精度。直線段型材與轉(zhuǎn)角型材采用激光焊接，在內(nèi)側(cè)不可視位置打釘加強(qiáng)，轉(zhuǎn)角位置最后焊接封堵型材面板（詞條“面板”由行業(yè)大百科提供），型材面板在加工中心通過激光切割，弧度與轉(zhuǎn)角型材可完美匹配，焊接后打磨平整，在進(jìn)行整體噴涂，大大提升了整框的平整度及安裝精度。
(2)外側(cè)內(nèi)裝飾框設(shè)計(jì) 封口型材
外側(cè)內(nèi)裝飾框的整體設(shè)計(jì)構(gòu)造如下圖所示(圖10.1~10.4)。與外側(cè)外裝飾框類似，內(nèi)框轉(zhuǎn)角同樣存在弧邊設(shè)計(jì)，采取帶卡接定位配合的型材開模解決精度問題。正面封堵板同樣采取開模型材通過激光切割（詞條“切割”由行業(yè)大百科提供），匹配轉(zhuǎn)角型材的弧度。
(3)內(nèi)側(cè)外裝飾框設(shè)計(jì)
內(nèi)側(cè)外裝飾框的整體設(shè)計(jì)構(gòu)造如下圖所示(圖11.1~11.3)。內(nèi)側(cè)裝飾框整體設(shè)計(jì)思路與外側(cè)裝飾框類似，不同的是內(nèi)側(cè)裝飾框正面尺寸相對(duì)較小，封堵面板可不單獨(dú)開模，利用單邊的直線型材通過加工實(shí)現(xiàn)弧邊封堵效果。
(4)內(nèi)側(cè)內(nèi)裝飾框設(shè)計(jì)
內(nèi)側(cè)內(nèi)裝飾框的整體設(shè)計(jì)構(gòu)造如下圖所示(圖12.1~12.3)。內(nèi)框轉(zhuǎn)角同樣為開模型材設(shè)計(jì)，與直線段型材激光滿焊，無需設(shè)置封堵面板。
型材整框焊接呈現(xiàn)出來的實(shí)際效果獲得了建筑師和業(yè)主的高度認(rèn)可。(圖13.1~13.2)
2.3圓弧轉(zhuǎn)角格柵設(shè)計(jì)
單元體在內(nèi)外裝飾框間設(shè)置內(nèi)嵌式的格柵整框，內(nèi)退尺寸為200mm。格柵截面為80x6mm的扁通，整體由5片格柵組合環(huán)繞而成，格柵四個(gè)轉(zhuǎn)角位置為弧形造型(圖14)。
原設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)角位置格柵片為單獨(dú)的拉彎型材(圖15.1~15.2)，且存在不同拉彎半徑(R=78、102、128、154、180)，需多次單獨(dú)拉彎，本項(xiàng)目約9萬片需拉彎格柵，成品率極低，標(biāo)準(zhǔn)化程度低，同時(shí)拉彎還會(huì)存在回彈、變形大與直線段銜接不順暢等問題。
鑒于型材拉彎存在的諸多不利，格柵轉(zhuǎn)角深化設(shè)計(jì)調(diào)整為整體開模型材(圖16.1~16.2)。整體型材開�？梢詫�(shí)現(xiàn)工廠標(biāo)準(zhǔn)化批量生產(chǎn)，數(shù)控（詞條“數(shù)控”由行業(yè)大百科提供）加工，拼接精度高，有效縮短工期。同時(shí)整體型材開模有加強(qiáng)板連接，整體剛度大，提高了整體平整度。帶圓弧轉(zhuǎn)角格柵整框的整體設(shè)計(jì)構(gòu)造如圖所示(圖17.1~17.4)。
2.4內(nèi)平開窗設(shè)計(jì)
單元體內(nèi)平開窗隱藏于通風(fēng)格柵后側(cè)，室內(nèi)分上下兩扇，上扇設(shè)隱藏式執(zhí)手，下扇不常開，因此不設(shè)執(zhí)手，需要打開上扇后通過隱藏點(diǎn)式撥桿開啟下扇。
窗扇為型材扇，由于室內(nèi)外顏色不一樣，采用分離式型材設(shè)計(jì)。上下扇之間只保留一道5mm面板間拼縫，窗五金均進(jìn)行隱藏式設(shè)計(jì)，整體簡(jiǎn)潔美觀。窗下窗框的設(shè)計(jì)增加排水（詞條“排水”由行業(yè)大百科提供）構(gòu)造，多道排水設(shè)計(jì)(圖18)。開啟扇采用硬度（詞條“硬度”由行業(yè)大百科提供）較小的復(fù)合發(fā)泡膠條，轉(zhuǎn)角位置采用成品轉(zhuǎn)角膠膜，保證平整度同時(shí)提高防水性能。(圖19.1~19.2)
2.5板塊連接設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)時(shí)為了提高連接的剛度和穩(wěn)定性，單元板塊上下橫梁與陰陽立柱間采用組角連接，組角與板塊掛件通過螺栓連接到一起(圖20)，傳力更直接也更有利，同時(shí)上下橫梁與立柱保留部分自攻釘連接，避免運(yùn)輸和吊裝過程中橫梁與立柱間隼口膠開裂情況。(圖21)
考慮到板塊超大超重，且玻璃面板荷載通過中立柱進(jìn)行傳遞，設(shè)計(jì)時(shí)創(chuàng)新性的采用U型加強(qiáng)連接掛件把單元立柱與中立柱在支座位置進(jìn)行捆綁，整體受力，同時(shí)掛接位置采用閉腔雙截面，大大提高板塊安全性能(圖22)。鑒于掛件的重要性，采取公式校對(duì)同時(shí)進(jìn)行有限元仿真模擬分析，剔除幾何模型直角部位的應(yīng)力集中后，掛件整體應(yīng)力情況均處于較低水平，變形也很小。(圖23.1~23.2)
2.6板塊防排水設(shè)計(jì)
單元板塊整體設(shè)計(jì)為有組織排水，內(nèi)側(cè)的內(nèi)外裝飾框上方分別往中間找坡，避免帶灰塵雜質(zhì)的水流污染玻璃面，水往兩側(cè)排，沿著格柵處凹槽往下排，外框燈槽處開有排水通道，可以排到下一層，內(nèi)側(cè)裝飾框底部均設(shè)置有第二道排水措施(圖24~27)。本工程整體水密性能達(dá)到規(guī)范中分級(jí)指標(biāo)的最高級(jí)別5級(jí)。
3、結(jié)語
建筑的外裝飾效果通過幕墻工程的精心設(shè)計(jì)，完美地展現(xiàn)在人們的視野里�，F(xiàn)代建筑的發(fā)展歷程中，建筑造型的求新求異給建筑幕墻帶來了挑戰(zhàn)和機(jī)遇。天音大廈作為深圳灣超級(jí)總部基地的北面門戶，我們能參與建設(shè)倍感榮幸。本文所介紹的單元式幕墻設(shè)計(jì)內(nèi)容以及一些創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思路，是我們整個(gè)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)和實(shí)踐中的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，受制于篇幅所限無法詳述，僅簡(jiǎn)要闡述標(biāo)準(zhǔn)單元系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，供幕墻設(shè)計(jì)師參考。
參考文獻(xiàn)：
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[4] 《廣東省建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，中華人民共和國廣東省標(biāo)準(zhǔn)，DBJ 15-101-2014
作者單位：深圳市方大建科集團(tuán)有限公司
