在中国建筑装饰行业系列评价活动中,深圳市嘉信装饰设计工程有限公司(简称嘉信装饰)获得了2013年度中国建筑装饰行业百强企业第27名,2013年度中国建筑幕墙行业100强企业第43名,2013年度中国建筑装饰设计机构五十强企业第39名的成绩,彰显了嘉信装饰的行业地位和品牌影响力。如今的嘉信装饰,不仅在装饰方面名声大增,在幕墙设计和施工方面也都取得令人鼓舞的业绩。今年,嘉信装饰正在设计和施工的大型幕墙工程有40多项,其中高层以上的幕墙施工有20多项,今年在深圳市正在施工的超高层单元式玻璃幕墙有两座,一座是深圳生命保险大厦幕墙工程,幕墙高度是219米;另一座是深圳高新区联合总部大厦幕墙工程,幕墙高度是230米。这两座超高层单元式幕墙工程在设计各方面都各有自己的特点,笔者现对深圳生命保险大厦单元式幕墙设计特点做简单的介绍。
1.工程概况
图1:深圳生命保险大厦
深圳生命保险大厦幕墙工程位于深圳市中心区,金田路与福中一路交汇处的东南角,建设单位为生命人寿保险股份有限公司,本工程为商业、办公综合超高层建筑,总建筑面积160471.34平方米,建筑高度219米,建筑主体48层。本工程主楼采用单元体幕墙,幕墙主要最大分格为1650x4500mm,玻璃面板采用TP8(Low-E)+12A+TP8中空钢化双银Low-E玻璃。大厦整体外形呈四方体,东西面与南北面各配有不同的竖向和横向装饰条,其中东西面单元体每隔3m设置一道宽度300mm的竖向装饰条,装饰条突出幕墙面200mm;每三层设置宽度为500mm的横向装饰条,突出玻璃面500mm;南北面每三层设置宽度为500mm的横向装饰条,突出玻璃面200mm,使建筑整体显得更为挺拔又充满张力(如图1)。
2. 生命保险大厦幕墙工程设计特点介绍
本工程的幕墙是嘉信装饰自主设计和自主施工的第一座超高层单元式玻璃幕墙。嘉信装饰在设计时参照以往类似工程的设计经验,吸取先进合理的结构,多次进行讨论比较,最终采用防水性能比较好的横滑型单元式幕墙结构,本工程的单元式幕墙有如下几个技术特点:(1)单元式幕墙采用等压腔原理进行设计,防水性能可靠;(2)单元板块采用小单元安装结构,维修安装方便;(3) 单元体板块支撑采用双支座支撑,受力性能好;(4)单元板块挂件与主体连接采用可三维调节挂件系统,能实现三维多自由度调节;(5)单元板块挂件采用梁面安装,安装调节方便。
(1)单元式幕墙采用等压腔原理进行设计,防水性能可靠
本工程是超高层玻璃幕墙,防水要求较高,我们采用了等压腔原理进行设计,在本工程中,单元体公母立柱、横梁之间采用3道具有高防水功能的三元乙丙胶条进行密封防水处理,构成两个等压湿腔(雨水前腔与雨水后腔)和一个等压干腔(气密腔)共3个等压腔,有效地进行防止雨水的进入(如图2和图3)。
图2:节点图
图3:节点图
本工程的单元式幕墙排水路径遵循“分层排水”的原则,当外界雨水通过第一条防水胶条进入雨水前腔后大多数雨水会因自重而下落,通过单元板块的底部自然排出,只有少量的前腔雨水进一步越过第二次密封胶条进入后腔而形成后腔雨水。进入第一条批水胶条大部分雨水都在前腔,后腔雨水数量已较少,后腔雨水也因自重而下落由单元板块的底部自然排出,而对于干腔里面的雨水更是少之又少;假如万一干腔里面有雨水,那么干腔里的水会在自重的作用下通过铝合金横料上专门设计的排水小孔排出到后腔和前腔,最后彻底排出。所以,单元板块间设置多道挡水胶条,能完全切断了雨水汇集线路,使雨水能够按单元板块分块各自排出,大大减小了雨水由于长期不断积聚而带来的渗漏可能,同时单元板块上所有型材的连接螺钉孔、帽及为安装螺钉在型材上开的工艺孔都要求用密封胶进行密封处理,保证板块有良好的防水密封性,这种单元式幕墙防水性能安全可靠。
(2)单元板块采用小单元安装结构,维修安装方便
本工程是超高层玻璃幕墙,钢化玻璃的自爆现象在所难免,考虑到单元板块的维修更换方便,我们采取了有利于维修更换板块的设计方法,将单元板块周边设计成带有铝合金副框的小单元安装结构。这样,当玻璃板块损坏需要更换时,拆除和安装比较方便,单元板块更换时不用跟以前一样在室外半空中现场打结构胶固定玻璃板块,而是在工厂里直接打结构胶将玻璃板块固定在周边的铝合金副框上,然后将打好胶的幕墙单元板块运在现场就可以在室内通过M5x16不锈钢机制螺钉,间隔300mm将铝合金副框固定在立柱和横梁上,最后扣上铝合金副框外面的铝合金扣条,完成玻璃板块的安装,这种小单元结构,维修安装方便。
(3)单元体板块支撑采用双支座支撑机构,受力性能好
深圳生命保险大厦结构楼层高为4150mm,单元式玻璃幕墙的主要最大分格为1650x4250mm,单元板块比较大,考虑到单元板块的整体受力情况、公母立柱的结构形式以及幕墙的造价成本,结合专业计算软件的结构受力情况,最终确定单元体板块支撑采用双支座支撑,公母铝合金立柱为开口的结构形式,这样双支座支撑结构形式,不但受力性能好,而且可以节约公母铝合金立柱的含量,同时也能节约成本。
(4)单元板块挂件与主体连接采用可三维调节挂件系统,能实现三维多自由度调节
本单元式幕墙在吊装时,两相邻(上下、左右)单元组件通过对插完成接缝,安装在主体结构上的连接件除安装精度要保证单元组件的安装质量外,还要在吊装过程中具有一定的调节可能,在安装单元板块时,当单元板块安装到位之后,单元板块的上下方向的微调,主要是通过L型铝合金挂件对上面的M10x80不锈钢调整螺栓来实现单元板块Z轴方向(上、下方向)的调节;前后方向的调整是通过L型铝合金挂件板上圆弧凸起部位的左右方向的长度,来实现单元板块X轴方向(左右方向)的调节;而单元板块前后方向的调节是通过槽式埋件上的两个M16T型螺栓及L型铝合金挂件板前后方向长条孔的共同配合,来实现单元板块在y轴方向(前后方向)的调节;同时,单元板块安装时还可以通过L型铝合金挂件板上圆弧凸起部位实现单元板块绕X轴的旋转调节。这样,单元板块与主体连接就能实现三维多方向自由度的自由调节(如图四)。最后,幕墙单元板块在X方向,一侧要通过铝合金挂件对上的定位螺钉锁紧固定,而另一侧要让它能自由活动复位。
图4:节点图
(5)单元板块挂件采用梁面安装,安装调节方便
单元式幕墙单元板块的安装主要有两种方式,一种是梁侧安装,也就是槽式埋件放在主体结构梁的侧面,铝合金挂件挂在梁侧边;另一种是采用梁面安装,也就是槽式埋件放在主体结构梁的上面,铝合金挂件挂在梁面上的。本工程的安装就是采用梁面安装,其好处就是人可以站在梁面上,示野开阔,安装板块调节方便,同时对于槽式埋件受力更合理。
(作者简介:深圳市嘉信装饰设计工程有限公司副总工)