论文 | 随需应变：装配式、半装配式安装技术在幕墙施工中的应用
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2024-09-30 13:16
北京
作者：广州江河幕墙系统工程有限公司 华南技术部 杜重安 随着建筑幕墙的不断发展，装配式幕墙安装技术的应用越来越广泛，相比于构件式幕墙，建筑幕墙采用装配式技术，可在工厂里预制生产大量构件，生产效率及组装质量远高于现场拼接作业；工厂生产不受恶劣天气等自然环境的影响，工期更为可控；采用装配式整体施工大大减少了现场作业，避免交叉作业，组织更为有序，可降低安全风险，提高劳动生产效率，减少用工量，缩短工期。通过这种生产方式的转变，减轻劳动强度，提升生产效率，摊薄建造成本，有利于突破建筑业发展瓶颈，全面提升建筑产业现代化的发展水平。本文特摘选装配式、半装配式安装技术应用成功的几个案例，供广大同行参考借鉴。
构件式幕墙和装配式幕墙是当下建筑幕墙发展应用最为广泛的两种幕墙安装形式，而在一些造型复杂，异形曲面的幕墙部位，构件式幕墙往往应用的更为广泛，比如建筑物屋顶檐口、各种曲面装饰线条、异形钢结构、造型阳台、吊顶、雨篷等，这部分幕墙安装精度要求非常高，安装难度大，材料构配件种类多，数量大，材料组织困难，现场安装工艺复杂，措施投入高，安装工效低，安装质量差。在这种情况下，采用装配式、半装配式安装技术，将复杂多变的异形构件式幕墙深化设计成装配式、半装配式幕墙连接形式，将大量复杂繁琐的构配件加工组装工作全部在加工厂内完成。在简化幕墙材料的组织难度，简化项目现场的安装工艺，降低措施投入，降低安装风险，提高安装工效等方面，往往能起到非常好的效果。下面，笔者筛选了几个构件式幕墙改装配式、半装配式幕墙应用成功的案例，供广大同行参考： 广州无限极广场项目外幕墙特征钢网架安装是构件式幕墙装配化应用的成功典型案例。该项目特征钢网架由于造型奇特、曲面复杂，存在的大量异形构件，加工精度要求极高，定位精度要求极高。在这种情况下，采用构件式安装方式来安装钢网架，已经行不通了，不仅工期无法保证，而且安装精度、定位精度、焊接质量等根本无法满足项目要求。 基于项目实际情况，为确保项目钢网架加工及安装质量，高效完成幕墙安装，项目果断应用了半装配化技术，根据安装楼层以及对应连接点考虑，将钢网架划分596榀4.5米-6米长宽范围的钢网架；每榀钢网架在工厂组装焊接好，运到项目现场进行吊装安装，然后再在测量机器人的监测下，完成对每榀钢架的连接，最终完成整个项目钢架的安装，取得了很好的效果。 根据钢网架的横向分隔基本为2米，同时结合实际能够运输的尺寸、网架支座的排布以及尽可能利于现场的拼接， 钢网架横向分榀在结构层间位、竖向分榀在圆管十字接头位置，网架分榀在规格在4-5.5米*4.5-6米左右。依据本工程的操作性，考虑加工，运输，吊装机械能力等等综合因素，将整个项目钢网架分成596榀。 在工厂完成钢网架的加工制作。通过自主研发的六轴桁架全自动焊接机器人，对钢网架进行全自动焊接安装，利用镭射激光扫描建模定位，控制钢网架加工制作的精度。 1.3钢网架现场安装：钢网架加工制作完成后，运到现场，利用吊车及高空车配合进行吊装安装，利用镭射激光扫描仪进行扫描定位，保证安装精度。 无限极项目特征钢网架采用半装配化施工技术，极大的提高了特征钢网架的安装效率，缩短了工期，降低了措施费用，同时，钢网架的安装质量、安装定位精度得到了极大的提高，达到了设计的预期要求。取得了很好的成效。 案例2：深圳市大鹏新区人民医院项目幕墙工程Ⅲ标段异形大悬挑阳台半装配化技术应用 深圳市大鹏新区人民医院项目幕墙工程Ⅲ标，总建筑面积约 41.7 万平方米，我司承接其中的科研楼（南塔），幕墙面积约4.2万平方米，其塔楼6F~屋面外庭阳台为异形蜂窝铝板幕墙系统，铝板幕墙上下错层呈波峰、波谷交叉形状，其中波谷长度1666mm；波峰宽度3332mm；高度1200/1400mm；构件式幕墙连接形式。 该阳台蜂窝铝板幕墙采用常规的脚手架、吊篮、轨道等措施方案均无法组织施工，而且采用构件式连接，安装工序多，非常复杂，安装精度难以保证。 针对上述情况，项目在此部位果断采用了半装配化安装技术，将外挑钢架及异形蜂窝铝板做成装配式铝板单元，再利用自研的室内可移动大悬挑操作平台，辅以轨道吊车、吊篮等设备，圆满完成了此部位铝板幕墙的安装，取得了较好的成效。 2.1首先结合项目特点，将阳台外悬挑铝板幕墙及骨架做成装配式铝板单元，蜂窝铝板板块长3米，高1.2米，由铝龙骨和蜂窝铝板组成，重约160kg。蜂窝铝板在工厂组装成装配式板块，运到项目现场吊装。 2.2采用轨道吊篮及室内可移动大悬挑操作平台安装转接件： 2.5铝板单元吊装完成后，采用铝合金脚手架作为操作平台进行吊顶铝板安装： 2.6吊顶铝板安装完成后，在室外采用吊篮作为操作平台，室内配合安装蜂窝铝板顶部铝板、栏杆玻璃及室内收口铝板。 该项目半装配化安装技术的应用，极大的降低了措施投入费用，提高了幕墙的安装精度，降低了安装难度，提高了安装工效，取得了很好的效果。 案例3：南沙国际邮轮码头超大异形飘带装配式技术应用 南沙国际邮轮码头综合体项目1号地块，总建筑面积约35.64万平方米，总幕墙面积约8.76万平方米，主要的幕墙形式是铝板飘带。特征飘板铝板的展开面积约为2.494万平方米，约占幕墙总工程量的32%。其中，平面铝板面积约为9581.5平方米、单曲铝板面积约为13073平方米、双曲铝板面积约为2282.7平方米；特征飘板铝板高达19765块，其中，平面铝板为8276块，单曲面铝板为10241块，双曲面铝板为1248块。铝板的最大翘曲值高达为240mm。 该项目特征铝板飘带绝大多数呈异形不规则状，数量多，面积大，安装精度高（偏差控制在1mm才能保证飘板安装质量），构件安装规格尺寸多，采用常规脚手架措施，构件式安装方式，不仅材料组织、成品保护困难，安装质量差，工效低，措施投入大，而且根本无法满足项目工期需要。在这样的情况下，项目果断采取装配化技术，将构件式飘带铝板更改为飘带铝板单元，所有的异形铝板及骨架全部在工厂加工好，一榀一榀的运到项目现场后，采用吊车和高空车直接挂装，不但安装精度高，而且安装速度快，工效高，取得了非常好的效果。 运用DP与Rhinoceros软件对建筑模型空间塑造及细部优化处理，并通过Grasshopper对后期背附钢架建模及模具出图进行参数化编程，采用程序运行提高设计精度节约人工与时间成本。根据模型分析结果，把飘板分为7种类型： 3.2飘板加工：对每一块铝板进行空间建模，采用计算机编程辅助出加工图，提高出图效率，保证加工图精度。 依据模型数据，筛选出超大板、双曲板、异形板等生产工艺复杂、供货周期长的特殊材料，对于这些特种材料提前订料组织生产；铝板生产及飘板组装前制作胎膜架，在加工过程中依据模型数据控制每一个飘板的特性点尺寸并在制作完成后进行预拼装，确保加工精度。 3.3飘板安装：项目根据飘板单元外挑长度的不同，将单元飘板分为四种类型： Ⅰ类，最大外挑尺寸L1≤1m，用铝合金作为龙骨，飘板做成单元式，共1750樘； Ⅱ类，最大外挑尺寸1m≤L1≤2m，用镀锌钢作为龙骨，飘板做成单元式，共757樘； Ⅲ类，最大外挑尺寸2m≤L1≤4m，用镀锌钢作为龙骨，飘板做成半单元式，钢件在工厂成榀加工发现场，铝板在现场组装成单元飘板后再挂装，共17樘； Ⅳ类，最大外挑尺寸4m≤L1≤5m，用镀锌钢作为龙骨，飘板做成半单元式，钢件在工厂成榀加工发现场，钢龙骨现场安装好后，借助于脚手架平台安装飘板外表皮铝板，共113樘。 对于Ⅰ类飘板，在玻璃幕墙脚手架拆除过程中，借助于脚手架，自上而下安装，采用全站仪进行安装过程中的全程监测，有偏差及时进行微调整。 对于Ⅱ类飘板单元，在脚手架拆除后，借助于汽车吊及曲臂车吊装单元飘板。 对于Ⅲ类飘板，钢件在工厂成榀加工，在现场组装好钢架后再拼装单元飘板，组装完成后立即吊装至安装位。 对于Ⅳ类飘板，飘板较大，长度14m，挑出幕墙面超过4m，成榀钢件无法运输至现场。钢件加工厂把钢架加工好后预拼装，然后散件发现场再拼装，钢构拼装完成后先吊装飘板龙骨，龙骨安装完成校核控制点，无误差后再安装外铝板。 装配式、半装配式安装技术在幕墙施工中的应用，能有效简化幕墙现场安装工艺，提高项目现场安装的效率，降低安装难度，同时可提高幕墙构件的组装精度，增强品质，具有极大的推广应用价值。
