关于汉京金融中心塔楼单元幕墙技术难点和设计解析

  汉京金融中心是由深圳市罗兰斯宝物业发展有限公司开发的，位于深圳市南山区深南大道以北，科技中一路以东。南侧紧邻深南大道，深南大道南侧为深圳大学；北侧紧邻帝景园小区。幕墙造价约3亿，是一个高档办公场所。汉京金融中心的玻璃幕墙设计难点及技术解析如下：

  南塔为单元玻璃幕墙为主，同时有铝板幕墙。楼高350米，塔楼由玻璃单元幕墙组成，造型复杂，由许多的复杂折线造型，对单元的制作及安装都极其困难。其玻璃分格宽度为1550，高度与层高相同，都采用8（HS）+1.52pvb+8（HS）+12A+10（TP）夹胶中空Low-E高反安全玻璃。 南塔南立面下部向外倾，上部向内倾，单元板块复杂，尺寸不断的改变，给设计及施工放线增加了很大的难度。

  北塔楼高340米，主要为铝板单元幕墙，采用3mm厚氧化铝板，幕墙的分格采用了宽缝与窄缝交替的设置，竖向宽缝和细缝的模数采用了1550，高度方向采用了层高为模数，即大部分为4500。南北塔楼的之间距离8750，也是连桥长度。他的难点是氧化铝板的应用，铝板采用了进口氧化铝板，都是先氧化后加工组框，材料的加工保护是一个重要环节。

  一、南塔玻璃单元式幕墙系统介绍

  南塔楼采用单元式幕墙系统。把立柱、横梁、面板组装在一起，在工厂完成。整个系统依据雨幕和等压原理进行设计，采用横滑型构造，所有密封和防水措施均连续构造，同时确保能容纳所有建筑位移、温度变形以及加工和施工误差等因素带来的影响。

  本工程采用8（HS）+1.52pvb+8（HS）+12A+10（TP）夹胶中空Low-E玻璃（高反玻璃GL1），玻璃采用硅酮结构胶与装饰条压接固定；层间梁位置采用8（HS）+1.52pvb+8（HS）+12A+10（TP）夹胶中空Low-E玻璃（高反玻璃GL1）+2.5mm铝板，由硅酮结构胶与装饰条压接固定，玻璃内侧设置2.5mm 厚铝合金单板做为玻璃背板，背板内衬100mm防火岩棉+1.5mm镀锌钢板，铝背板表面氟碳喷涂处理。

  本工程为明框单元玻璃幕墙，外侧设置了横向铝合金装饰条。单元式幕墙在工厂组装后，运到工地进行挂装。每个单元板块上下左右通过阴阳料相接，阴阳料上有密封胶条，通过下单元上横料对接位置中设横滑槽和封口板，达到集水和封口的目的，而又不影响板块的相互位移。型材断面还设计为向室外有一定倾斜度的斜面，利于少量可能渗入雨水的排出。

  单元横向和竖向各形成了两个主要的等压腔，雨水通过防尘胶条进入第一等压腔，该部分水与室外连通可以直接排出去。少量水通过水密线进入第二等压腔，通过水密线下部的排水孔排到竖向第一等压腔再排到室外，最后保证防水的可靠性。为保障雨水排出时不因表面张力现象而出现堵塞，该孔设计为长条形孔。系统设计时，采用疏堵结合的设计理念来进行系统的防水设计。

  开启窗采用装有不锈钢多点锁和限位装置的传动装置，执手采用可拆卸式，执手移开时孔洞处采用橡胶扣盖封堵。擦窗机固定销安装于玻璃面板之间的胶缝位置，且可从室外侧进行拆换。

  （一）单元幕墙节点设计

  1)单元式幕墙节点

  由于主体是钢结构，变形大，单元幕墙要适应主体钢结构，所以在单元板块的相接位置要留有足够的伸缩量，计算是要包括层高的竖向位移量、型材的热胀冷缩、加工施工误差，本工程竖向设计考虑了±15位移量，水平考虑了±7的位移量。要考虑幕墙在加工组装过程中打胶的工序，玻璃需在同一面打胶（铝型材在下，玻璃在上面），避免单元板块因打胶翻转（原因板块很重，尺寸比较大，不易翻转），如下两图所示：

单元式幕墙横向插接构造示意图

单元式幕墙竖向插接构造示意图

  2)单元式幕墙形式的选择

  本工程选择横滑式单元式幕墙。通过板块的上下左右对插完成系统的拼接安装，在构造设计中考虑单元式幕墙安装的难易程度，在对插型材插接位置设计导向，胶条设计为有利于安装的双撇胶条，通过以上两点设计完成优质单元式幕墙构造，保证安装的可靠性和幕墙各项功能。

  （二）单元式幕墙防水设计

  单元式幕墙在工厂完成板块加工组装，工地安装通过板块的上下左右对插完成系统的拼接安装，形成防水系统，与框架幕墙打胶防水不同，因此单元式幕墙必须通过系统合理设计来进行防水，针对这个特点，通过疏（排水）堵(防水)结合的设计理念来进行系统的防水设计。

单元式幕墙板块排水示意图

单元式幕墙系统胶条防水示意图

  1.堵水设计

  单元式幕墙堵水主要考虑两个方面，一是单元对插缝与室外相通存在大量进水的可能，二是单元式幕墙中玻璃面板四周存在缝隙会有水渗入。单元之间有三道密封，第一道密封也是尘封线，大部分水都阻止到室外，一小部分水进入第一等压腔；第二道密封线也是最关键的一道防水，剩下的少量水进入第二等压腔；第三道密封线，通常称为气密线，胶条与下横梁的胶形成一个完整的密封线。

  立柱与横梁相交位置要打胶密封；玻璃与龙骨之间要打胶密封，最后装上铝合金装饰条和胶条，为防止胶条脱落，要间断用胶粘接。

  2.等压腔防水、排水设计

  单元式幕墙横向和竖向对插缝中设挡水胶条可防止大量水从第一等压腔进入第二等压腔，但会有少量水通过对插胶条进入第二等压腔，需要把进入第二等压腔的少量水再排出室外，这是单元幕墙排水的基本原理。

  通过第一道防水胶条进入竖向第一等压腔（阴阳竖料形成与室外连通的腔）的水落入横向第一等压腔（上下横料形成的与室外连通的腔），而不能进入横向第二等压腔，排除室外；设计时将竖向第二道防水（两个等压腔连接的部分），盖过横向的第二道防水，即立柱上的密封胶条比横梁上的密封胶条更靠近室外侧。设有的两道胶条形成一个小腔，隔断水进入第二等压腔路径，起到防水的作用。竖向第二等压腔（阴阳竖料形成的腔）的水只能进入横向第二等压腔（上下横料形成的腔），然后通过排水路径排除室外。

  2)等压腔排水设计

  横向第一等压腔的水从第一道胶条直接排到室外；横向第二等压腔的水通过横向的封闭空间排到两侧立柱的第一等压腔再进入横向第一等压腔，再排出室外。这两步形成了循环排水的基本途径，不及时排出就可以进入室内导致漏水，所以单元式幕墙构造是否会渗水，这是一个关键技术。

  两个相临的单元板块上横梁接口处设连接横滑块，横滑块与上横梁打胶密封，实现了接口处的连续密封和等压腔体的连续，这样就形成了逐层隔断排水，不会产生水在单元竖向及横向铝型材里累积造成水无法及时排出的现象，同时型材断面还设计为向室外斜度的斜面，使水顺利排出室外，见下单元式幕墙等压腔排水三维示意图。

单元式幕墙等压腔排水三维示意图

  3.型材接缝处防水设计

  单元式幕墙横向铝型材和竖向铝材采用螺钉连接在工厂组成单元板块，横向铝型材和竖向铝型材之间存在缝隙，这样进入等压腔和封闭腔的水有可能从型材接缝处渗入室内,为了解决上述问题，在工厂组装时在此接缝位置打胶密封，以确保水不从该位置渗入室内。

  4.四个板块交叉的“十”字路口防水设计。

  单元式幕墙通过板块的上下左右对插完成系统的拼接，在四个板块交叉的“十”字路口将形成一个内外贯穿的孔洞，因此必须将此孔洞进行严密的封堵以确保系统的水密性和气密性。

  针对以上问题，单元幕墙主要可采取以下措施：

  1)在单元式幕墙板块竖向对插铝型材左右相邻接缝位置设置铝合金披水板和铝合金横滑块将接缝 密封，同时铝合金披水板和铝合金横滑块底部和四周打胶密封。

  2)在四个板块交叉的“十”字路口处设硅海绵防水，左右相邻铝型材接缝处打胶密封。

  （三）与主体结构的连接

  幕墙板块与埋件之间采用挂钩式结构，这种结构具有二维空间调节功能。由于建筑空间的限制，进出位无法调节，必须施工放线控制精度，保证板块安装的精度，这对施工的精度要求高。高低左右调整机构能有效的吸收建筑在这两个方向的误差，保证单元板块安装的平整度。该系统连接方式受力状态合理，能使幕墙与主体结构保持柔性连接，大大提高抗震性能。挂件与立柱之间采用螺栓连接，螺栓的数量按计算确定。

板块与埋件之间的连接

  二、北塔氧化铝板单元式幕墙系统介绍

  本工程氧化铝板质感选择上，甲方（深圳市罗兰斯宝物业发展有限公司）和建筑（墨菲西斯建筑事务所）通过做样板比较了进口和国产的品牌，最后选择了进口品牌coil。氧化铝板是表面氧化好后再进行加工，所以对设计、制作都有很多困难，对成品保护、加工制作保护都有严格的要求。

板块安装图片

  （一）单元幕墙节点设计

  氧化铝板加工制作安装要考虑以下几点：1）装饰面不可焊接，由于表面破坏后无法修复，折角处易漏水；2）折弯机折边后，折边处会有折痕，观感不好；3）氧化铝板色差问题，造成氧化铝板的原因有原材料的不稳定，处理药水的成分不同，处理时间不同，处理温度不同都会造成色差。

  建筑要求铝板幕墙采用开缝设计，缝隙设计如下：1）宽度方向缝隙为20和6，交替分布。缝隙20间距为1550，缝隙6间距为1550，缝隙6与20,间距为775；2）层高大部分为4500，高度方向在层间设计为31（与横缝不同是由于变形原因），上下层中间采用6的缝隙。

  设计时考虑加工安装、成本等因素，选取单元为1550X4500。铝板小缝在板块中处理解决。单元基本框架组框与玻璃幕墙一样，排水原理都通玻璃幕墙的原理，这里不再赘述。

  铝板的加工采用刨槽，刨槽后的铝板与铝型材附框通过结构胶组成一个小单元，四个小单元再装到组好的带有小钩的框架上。外视安装顺序：左下角——左上角（或右下角）——右下角（或左上角）——右上角。板块右侧打钉固定，见节点图。中间小缝有一个定位凸起，为了防止左上角的铝板向上跳动，加一个压块即可，如果有铝板损坏需要更换时就要拆下钉或者压块。

  （二）铝板单元加工组装时的控制要求如下

  1）检验项目：采用标准GB/T1804-M.一般公差、线性角度尺寸的标注公差。

  2）形状规格：符合工程图纸要求。

  3）长宽尺寸：公差范围-0.5~+1mm。

  4）对角线尺寸：大于2000mm的公差范围+/-2mm。