科技成果——组合式单元幕墙的分段预制整体吊装技术

1、 项目概况

本工程建设地点哈尔滨市,位于松花江畔,所处环境具有显著的夏热冬冷气候特点,夏季最高气温可达38℃,冬季最低气温-30℃,建筑物需要靠室外墙体的保温隔热作用来保持室内温度的恒定;在夏季的高温闷热天气时主要通过空调系统的调节作用来达到降温的目的,但是空调系统是夏季能耗负荷高峰的主要来源之一。由于该单元式幕墙具备良好的保温隔热性能,具有非常显著的节能降耗示范意义,如能大面积推广,将带来良好的社会效益。单元式幕墙的单元体全部在加工厂制作完成,可以提高工业化和集约化,同时还能降低工地施工所带来的环境污染,如噪音、废弃物、光伏污染等,这是科技发展提升建设项目工业化、集约化,改善社会面貌的重要体现。

哈尔滨银行大厦幕墙工程中的体育中心和接待中心为单元幕墙,单元板块形状复杂,许多单元板块为弧形面板,单元大小不规则,同时由玻璃和石材的组成的弧形单元板块,错缝安装,单元板块重量超过了3吨,板块运输难度大,石材和玻璃幕墙的组合方式,加工周期较长。我司总结施工经验,在本工程采用了“组合式单元幕墙的分段预制整体吊装技术”,把单元板块分段加工制作,至工地现场后拼接完成后整体吊装,节约了施工工期,大大降低了运输成本。

2、 成果研究

单元式幕墙也是框支撑幕墙的一种,它的主要特点是幕墙立面由若干独立的单元组合而成,每个独立单元组件内部所有板块安装、板块间接缝密封、阴影盒的安装均在工厂内加工组装流水线完成,组装完成后,单元幕墙所有组件、部件加工完成后进行严格的质量检验,确保合格后,分类编号后按工程安装顺序运往工地吊装,安装可与主体结构施工同步进行(相差5~6个楼层即可)。通常每个单元组件为一个楼层高(或二、三个楼层高)、一个分格宽,单元与单元之间采用阴阳镶嵌的结构形式,即单元组件的左右竖框、上下横框都是和相邻单元组件对插,通过对插形成组合杆,从而形成单元组件间接缝。

哈尔滨X大厦幕墙工程中的体育中心和接待中心单元的设计加工难度大,单元形状复杂,单元大小不规则,同时由玻璃和石材的组合单元,其中石材为突出玻璃面的装饰柱和横向装饰带组成,除了型材组框外,还增加了钢架的组框。

1)、主要材料形式

A、玻璃

单元式玻璃幕墙采用的10mm+16AR+10mm的钢化中空玻璃具有良好的耐撞击能力,安全性能高,损坏后不会形成碎片。

B、石材

单元式石材幕墙采用的40mm厚山东白麻石材。石材的色差控制将直接影响整个建筑外墙的装饰效果。

C、铝铝合金、钢材及附属材料

铝合金型材室内表面处理采用粉末喷涂;室外均采用氟碳喷涂处理,隐蔽的钢龙骨、埋件、连接件均采用了热浸镀锌处理,钢龙骨外露部分进行氟碳喷涂处理,具有足够的耐气候性;螺钉、垫圈等附件选用不锈钢件,所有转接件均采取表面镀锌防腐处理,所有的密封件为耐腐蚀的非金属材料;不同金属材料之间加设绝缘垫片,以防止电化腐蚀。

2)单元板块自重大

单元板块是由石材装饰面板和玻璃组成的单元板块,其单元板块自重达到2吨,错位弧形单元板的吊装在幕墙安装施工过程中的技术要求高,施工难度大。

2)分段预制

A、设计方面

单元板块是由玻璃和石材两种形式的面材同时组合而成的单元形式。其中石材为突出玻璃棉的装饰柱和横向装饰带组成,增加了型材、钢架的组框, 项目在单元板块深化设计时,优化钢材与铝材的结合部位,尽量做到整体安装到位,优化单元格,尽量做到单元板片规格做的少,便于加工,就设计出把整个单元板块分成小玻璃单元和小石材单元两个板块,分别在两个加工厂加工。设计时,小玻璃单元和小石材单元分别各有对应的对接系统,以便后期的组装。

B、施工方面

材料厂商的选择,直接影响着整个工程的质量问题。由一家供货存在工期方面的风险。单元板块加工周期较长,选择一家加工厂,势必会对工程进度造成一定的影响。幕墙加工选择在河北沧州,机加工及组装均在厂内实施,石材及骨架的制作加工在哈尔滨当地加工厂,节约运输成本,缩短工期。

3)整体吊装

A、现场拼接安装

两个小单元的连接方式为挂接形式,安装简单快捷,因此,等小玻璃单元和小石材单元分别按编号运输至项目现场,即可在现场再拼接成整体后吊装。安装时要求精度较高,在地面能很好地达到较高的质量标准。若选择先吊装后拼装,首次按则需在空中另外设置一定的施工作业平台,给施工带来额外的成本、工期影响;其次空中的安装施工作业难以保证达到预期的质量要求。

两个单元挂接

石材小单元与玻璃单元挂接

石材小单元与玻璃单元挂接

B、整体吊装

单元板块的吊装技术是单元式幕墙行业中技术要求较高的一环,单元式幕墙的完成均依赖成熟且安全的单元板块吊装技术,对于单元式幕墙在外幕墙装饰行业的推广与应用,采用新设备新技术是不断推动更为先进和快捷的单元板吊装技术的技术支撑。

3、 成果应用

1、组合式单元幕墙分段预制整体吊装技术要点

A、深化设计时,把单元板块分成小玻璃单元和小石材单元两个单元板块。

B、石材单元和玻璃单元之间连接方式为挂接。

C、玻璃单元和石材单元分别在专业的加工厂同时加工,提高加工精度。

D、加工完毕后运输至项目现场进行拼接,成整体后再吊装。

2、组合式单元幕墙分段预制整体吊装技术优势

传统的单元式幕墙吊装方式单轨吊、汽车吊、移动小吊车等都可以满足相关一般工况下的施工,在遇到弧线单元和折线单元交接处的上下错缝对插时,组合单元式幕墙单元板块重量过大时,加工周期较长,运输成本高,安装精度控制难度大,容易造成插接不易,幕墙漏水等许多问题。

组合式单元式幕墙单元板块,分段预制组装,解决了组合单元式幕墙类型复杂,加工周期较长的问题,提高了加工效率,缩短了加工周期。可实现石材和玻璃同时生产,减少单元板块的加工周期,同时在运输上也分别运输,减轻了单元板块整体重量,同时因为石材和玻璃各自在专业加工厂加工,提高了加工精度。

在哈尔滨银行总部大厦幕墙工程得到成功应用了组合式单元幕墙的分段预制整体吊装技术,参照国内钢结构的工程经常采用的一种分段制作的方式,结合幕墙多年的施工经验,研发创作出适合幕墙单元板块的分段预制整体吊装的施工方法解决了组合单元式幕墙类型复杂、加工周期较长、吊装难度大等一系列难题。

科技成果——组合式单元幕墙的分段预制整体吊装技术


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