浅谈对建筑异形幕墙施工分析

摘要：“异形”建筑它们外表时尚新潮，在细节、空间、颜色、组合形式等各方面体现着一定的文化特色；设计与施工建设方面，“异形”建筑由于其形状不规则，设计施工难度较大，但随着建筑科技的进步，使原来不可能完成的事成为可能，重要的是，它们应用了新型材质，采用新型工艺，打造了舒适、方便、宜居的空间。

关键词：异形建筑幕墙；特点；分类；设计；技术难点；特殊构造

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一、异形建筑幕墙的特点与分类

根据曲面的形成来划分，异形建筑幕墙可大致分为回转曲面幕墙和非回转曲面幕墙。回转曲面幕墙是指幕墙曲面可视为由一条母线绕一条固定的直线为轴作回转运动而形成的。根据母线为直线或曲线的性质区别，又可细分为直纹回转面幕墙—如北京三里屯SOHO采用的圆柱面幕墙（图la）、深圳园博园的圆锥面幕墙（图1b）以及曲纹回转面幕墙—如中国科学技术馆的球形亚光不锈钢板幕墙（图lc）。

(b) (c)

图1几种回转曲面建筑幕墙

在工程中常见的非回转曲面幕墙有深圳机场T3航站楼仿飞鱼结构曲面幕墙（图2a）、四川广播电视中心采用的螺旋面幕墙（图2b）以及杭州西溪湿地博物馆采用的椭球面幕墙（图2c）、双曲面幕墙、抛物面幕墙等。螺旋面幕墙通常也称为扭面幕墙。

(a) (b)(c)

图2几种非回转曲面建筑幕墙

二、异形建筑幕墙施工难点

异形建筑幕墙自身的形态和构造特点也决定了其施工过程的特点和难点。首先，异形建筑幕墙表而形态的特殊性决定了材料构件的特殊性，部分幕墙型材呈曲线状态，而材呈曲面状态，增加了构件制作、加工的难度，对材料存储、运输等环节也要求较高；其次，异形建筑幕墙空间造型的特殊性增加了工程施工的难度，大型空间结构往往采用钢结构析架、网架等结构型式，构件体积大、重量大、形状特别，其施工作业条件、测量定位、构件的安装、关键部位构造的处理等均需根据工程实际情况制定合理的方案。

三、异形建筑幕墙施工技术难点

（1）施工放线难度大。由于建筑立面形状为异形，且大多为曲面，部分为双曲面，施工定点放线难度大，需要在三维空间上准确地找到相关点位。

（2）球形面节点处理难度大。球形面建筑的交接点系由多达8块幕墙玻璃集结在一处，不但有平面的误差，更有三维空间上的误差，如何利用节点调整三维空间的误差，是必须要解决的问题。

（3）节点防水处理困难。临港地区地处海边，风压较大，幕墙节点防雨水处理是重中之重，特别是一些异形体结构的交界处，必须根据现场实际尺寸，精心设计防水构造。

四、特殊构造处理

1、曲面的划分和相邻而材的连接

由于大多数形态的曲面是不可展曲面，使异形建筑幕墙曲面的而材难以规则划分。若而材划块过大，可能难以满足曲面的曲率要求，采用四边形玻璃时还可能出现四点不共而的情况；若而材划块过小，则可能增加型材杆件，影响视觉效果；因此而材划分应大小适中。若幕墙曲面曲率较大，可对而材采用二角形划分形态复杂的异形幕墙应尽景减少采用构件式类型，以降低施工过程中构件定位安装的繁琐程度。

在不规则曲面幕墙中，相邻而材交线形成的角度往往不规则。点支承式幕墙在玻璃尺寸精确的前提下，可通过“支承点”的调整来解决安装角度问题。图3是圆弧形电梯井点支承幕墙相邻而材的连接情况。框支承式异形幕墙而材连接节点则需通过特殊构造加大节点支撑力度，例如国家大剧院就是通过工程配套发明的幕墙节点支撑机构，来解决工程类似节点的支撑问题。

图3圆弧形电梯井点支承幕墙相邻面材的连接

2、异形幕墙几何体的相贯

通过不同几何体的异形幕墙截切、相贯、异加，可使建筑的造型更为丰富。异形建筑幕墙几何体相贯主要包括两种情况：（1）平而立体幕墙与曲面立体幕墙的相贯线通常是由若干平而曲线的相关线段组成的，设计中可直接做出相贯线段，或通过先做出相贯点、再在相贯点之间做出平而立体幕墙的棱而与曲面立体幕墙的截交线的方法得出相贯线；（2）曲面立体幕墙与曲面立体幕墙相贯的相贯线一般为空间曲线，可利用积聚J胜法或辅助而法求出。

相贯线的施工难度较大，邻近相贯线的而材往往被截断而成不规则形状，施工过程中需在理论计算的基础上，现场进行尺寸实测复核，再对而材切割加工，确保构件安装精度相贯线附近的连接附件应尽量简洁，以保证幕墙轻巧美观。

3、防水构造

异形建筑幕墙采光顶的施工要严格按照设计做好对水的“疏”与“堵”。大而积采光顶要设计好散水途径，对沿曲面型材构件设置排水管的，要保证排水管畅通。而材连接尽量通过构造设计达到防水效果，特定部位采用密封胶密封。

4、质量安全保障

异形建筑幕墙施工前，应对幕墙进行风压、气密J胜、水密性试验.保证构件质量合格一对特殊工程建议进行抗震性能试验，确保工程整体的安全性。施工过程中要严格遵守安全规章制度，加强设计、施工、安装等各方而的配合，加大施工现场的指挥力度，避免各类事故的发生。

案例：球幕影院双曲铝板外饰幕墙

本工程立面东侧开敞洞口之间，有一个直径21m的球幕影院。球体主体在1层公共大厅，顶部穿出3层波浪屋面。球幕影院贯穿大厅内外，外装饰必须同时兼顾室内和室外装饰风格。

1、球体装饰材料的选择

球体装饰面材的选择是确保整体效果的关键。单铝板、钛金板、镜面不锈钢板、复合不锈钢板包括玻璃等都曾在备选之列。各种材料各有优缺点，经过多方案试制比较权衡，人文环境。设计中树种的选择要遵循“因地制宜、适地适树”的原则。选择优良的本土树种和已驯化的外来树种，既能满足各种景观绿化要求，又可降低工程成本，减少养护费用。此外还要注意绿化配置应以植物群落为主，兼顾草坪。我们应该把乔木、灌木、草坪、地被植物、草本花卉等园林植物与周围环境协调。结合内外视效果、材料加工工艺性、耐久性及经济性等多个因素，最终确定选用金色氟碳喷涂穿孔单铝板。穿孔直径5mm，孔中心距15mm，孔按梅花状排列。

2、球体分割及面层形式的确定

球体分割是着重考虑的第二个问题。球体分割主要有两种方式：三角形分割和经纬线梯形分割。三角形分割多用于玻璃面材，以直面代曲面。本工程拟选用双曲面铝板装饰，经过试制选比，最后采用了经纬线分割方式。铝板采用双曲面弯弧板，最大板块尺寸1524mm×1664mm，板边内折，板间留缝填胶。

3、双曲面单层铝板安装

（1）主龙骨安装。竖向龙骨（经线）为主龙骨，采用机械拉弯的方法，解决了安装经线的弧度问题，根据所采用钢材的材质回弹系数制作相应的模具通过拉弯机进行拉弯。

（2）次龙骨安装。横向龙骨（纬线）为次龙骨，由于安装位置的不同，纬线方向双曲角度的变化，通过高级技工在不改变材质的情况下采用模具及水火加工成型来加以实现。根据所放线的位置，次龙骨焊接在主龙骨上，然后进行加固焊接，并刷防锈漆。

（3）双曲面铝板安装。根据安装面半径用模板制作安装模具，按照顺序将铝板根据安装线临时固定，通过模具进行多方校正后进行全面固定，保证板块间接缝处平滑，每块板的误差各自消化，不能积累，同时必须注意不得划伤表面涂层。

五、特殊部位的施工技术

1、椭圆形球体幕墙施工技术

椭圆形球体外表面的玻璃是拼接而成的三角形分格造型，圆球内部的主体结构为圆钢管组成的球形网架结构。此造型的建筑如果产生误差必然会是三维空间上的误差，所以，如何解决在施工中出现此种误差便成了必须解决的难题。对此，我们在施工中采用铸模制造出了可进行三维调节的圆盘连接件，用独具一格的固定方式将此部位的幕墙系统与主体钢结构牢牢地连接在一起。该连接件底座为圆形碳钢，表面氟碳进行了喷涂处理，采用了一端现场实际切割与主体钢结构进行连接，另一端与M42螺杆进行螺纹连接，因此保证了此套系统轴向的调节；同时采用M42螺杆一端也攻丝与底座进行连接，另一端则与球形和圆盘进行连接，来满足任意角度的三维调节。圆盘上伸出的爪件可连接铝合金横梁，从而最终实现了幕墙龙骨精准的定位和结构的安全。

表面的玻璃分格均被切割成三角形，为玻璃的加工和安装提供了很大的方便。在施工点位放线时，我们根据球体的特点，采用全站仪打点的方法，并结合现场的原点坐标，模拟出每个定位点的位置得出三维坐标值输入仪器进行了现场实际的定位。

2、树叶状坡屋面施工技术

对于类似于树叶形状的坡屋面采光顶施工，我们采用全隐框幕墙系统，并将其固定在底部主体钢结构上。对侧向主体钢结构施工，我们根据轴线布置，凸显出叶茎的设计理念。具体做法为：先将采光顶侧边玻璃插入处与叶茎预先固定的U型槽进行连接，并且采用4mm铝塑板对外部进行包饰；再对根部采用不锈钢机制螺丝，将此部位的铝合金龙骨固定在主体钢结构上。这里要注意的是：此部位应采用3mm厚U型钢与主体钢结构预先进行连接，这样基座固定起来会更加方便，同时找平的精准性也会更高。

在施工中，角度是整个采光顶部位的最大难题所在。由于每个叶片共200片玻璃，每片玻璃的角度都不一样，并且该部位是坡屋面，所以玻璃面与水平面也存在夹角。为了解决两个方向都具有角度的这个问题，假设以公共建筑为例子，那么，在施工中将此套系统的铝合金基座可以分为3层，其中底层基座为隔段放置，可以沿钢龙骨轴向进行调节。第二层为底层与排水层的过渡，以避免底层与排水层直接接触而无法进行调节。第三层为排水层，这是为了防止暴露在室外的密封胶填充不够密实和随着时间的推移密封胶开始老化而引起的漏水，故在此部位设计了内排水构造措施，可以将流入室内的雨水进行收集并且排出，从而有效地保证了水密性的效果。

在异形幕墙施工中，我们首先要对设计，详图、构件材料等方面进行详细的设计，还要对施工质量进行控制，这就要求每个施工阶段的精确度要达到一定的标准，这样才能实现建筑创意的手段和有效地方法。要对施工的方案比较、实体试制对比非常必要，是保证设计效果的有效工作方法。

参考文献：

[1]刘锡良.中国空间网格结构三十年的发展[J].工业建筑,2013,05:103-107.

[2]孙璟璐.让技术融入建筑让建筑融入激情[J].中国建设信息,2012,24:28-31.