摘要：随着科學技術的發展，具有獨特造型幕牆的建築不斷湧現，對于幕牆的設計與施工(gōng)技術提出了更高的要求。本文結合沈陽盛京金融廣場幕牆工(gōng)程方案設計過程，解析如何根據建築自身的特點，選擇技術先進、性能優異、便于清洗維護的幕牆系統方案，把握超高層建築幕牆設計的設計要點。

關鍵詞：超高層，單元式幕牆，建築造型，清洗維護系統，設計要點

1、前言

建築幕牆是由面闆與支承結構體(tǐ)系(支承裝置與支承結構)組成的、可相對主體(tǐ)結構有一(yī)定位移能力或自身有一(yī)定變形能力、不承擔主體(tǐ)結構所受作用的建築外(wài)圍護牆[[1]]。建築幕牆除了有技術發展較成熟的玻璃幕牆、金屬闆幕牆和石材幕牆外(wài)，還有人造闆材幕牆(如陶闆幕牆、千思闆幕牆)、點支承玻璃幕牆、雙層幕牆及光電(diàn)幕牆等。建築幕牆是現代建築派的主要表現特征，在新世紀的現代化城市建築中(zhōng)具有不可替代的藝術地位。近幾年，随着新技術、新材料的不斷應用，建築幕牆行業發展得比較快，建築幕牆在城市的現代化建設中(zhōng)發揮着舉足輕重的作用。

在建築幕牆的實際應用中(zhōng)，超高層建築要承受更大(dà)的風力、地震力和溫度變化的影響,主體(tǐ)結構會産生(shēng)更大(dà)的豎向變形,這些因素會使幕牆相應要承受更大(dà)的内力和位移。超高層建築施工(gōng)、現場安裝，要求簡約化、快速化、文明化。因此設計标準化、構件預制化、安裝機械化是一(yī)個前提條件。單元式幕牆系統标準化程度可達80-90%;現場人工(gōng)操作工(gōng)作量很低,90%以上的工(gōng)作量可以在工(gōng)廠内完成;預制品加工(gōng)質量高、精度高;工(gōng)廠内和施工(gōng)現場工(gōng)人勞動生(shēng)産率高;施工(gōng)受氣候條件影響小(xiǎo);施工(gōng)安裝不用腳手架，工(gōng)地文明清潔簡約;建造用工(gōng)少工(gōng)期短等特點。因此超高層建築的幕牆都會首先選用單元式幕牆。

超高層建築的幕牆設計與普通幕牆有一(yī)定的差異，往往幕牆方案時設計中(zhōng)不容易引起重視。作者根據多年幕牆設計經驗，總結了對超高層建築幕牆在設計階段應考慮的幾個要點問題，包括建築幾何形态造型對幕牆系統的影響，避難層的的幕牆系統設計，清洗維護系統(擦窗機)的系統選擇等方面，均提出了細緻而周到的解決方案,希望能對建築幕牆設計行業起到些許積極的作用。

2、根據建築幾何形态造型設計幕牆系統

2.1工(gōng)程概述

沈陽盛京金融中(zhōng)心項目區域在沈陽市和平區南(nán)京北(běi)街西側，距沈陽機場27.5 公裏，距沈陽北(běi)站2.8 公裏，緊鄰沈陽市和平區城市核心區，總規劃用地面積約71598.11 平方米。東西走向的丹東路将項目用地劃分(fēn)爲A、B 兩個地塊， A 地塊共包含T1\T2\T3三棟塔樓，其中(zhōng)T2塔樓建築高度最高，如圖1-1所示，本文針對T2塔樓的建築幕牆分(fēn)析超高層幕牆的設計要點;塔樓建築總高度319.04m，裙樓建築總高度約41.7m，幕牆面積約6.5萬㎡。地下(xià)3層，塔樓地上67層，裙樓地上6層。結構選型爲框架核心筒體(tǐ)系，出屋面結構爲鋼結構。

塔樓大(dà)面位置采用橫明豎隐的單元式玻璃幕牆，平面内爲圓弧造型，體(tǐ)現建築物(wù)的體(tǐ)量感;橫向裝飾條内布置燈具。

塔樓角部凹槽側面采用單元式鋁闆幕牆，強化體(tǐ)量輪廓，進一(yī)步體(tǐ)現塔樓伸展上升的形态。鋁闆造型與造型内玻璃幕牆形成的凹槽造型，凹槽整體(tǐ)造型先逐漸收分(fēn)縮小(xiǎo)，到達一(yī)定高度後逐漸收分(fēn)縮增大(dà)，形成喇叭口形狀。

凹槽内玻璃幕牆爲豎明橫隐的單元式玻璃幕牆，配合凹槽造型收分(fēn)，先是豎向外(wài)傾弧面幕牆，到達一(yī)定高度後逐漸調整爲内傾弧面幕牆。

塔樓采用的是單元式玻璃幕牆系統和單元式鋁闆幕牆系統，建築表皮的多種形态的造型給幕牆設計帶來了較大(dà)的難度，而水平圓弧面和垂直圓弧面和鋁闆凹槽的特殊性，對幕牆系統的設計提出了更高的要求。

幕牆設計必須正确理解建築幾何形态的成型理念，并以此爲基礎作爲建築幕牆的設計基礎，才能正确深化出超高層建築的幕牆體(tǐ)系。[2]

2.3塔樓大(dà)面圓弧幕牆的系統設計要點

大(dà)面圓弧幕牆的幕牆闆塊寬度1.4m，幕牆闆塊間的折線水平夾角179.5度;因爲角度較小(xiǎo)，實際放(fàng)樣橫梁端部切斜角距離(lí)僅爲1.02mm，如圖1-4所示;

過小(xiǎo)的距離(lí)車(chē)間加工(gōng)很難實現，橫梁端部仍按照90°切角，平面角度安裝時，通過接縫調整适應角度變化;最終确定采用闆塊折線拟合的方式完成圓弧造型，但是本方案一(yī)定要合理設置注意前端豎向膠條的截面設計，保證防水性能。

其他建築幕牆項目，如果幕牆闆塊水平夾角較大(dà)時，一(yī)般橫梁端部切角≥5mm，橫梁端部必須按照實際角度加工(gōng)，角度通過橫梁切角度解決，單元闆塊角度爲實際;由于幕牆水平分(fēn)格與幕牆闆塊水平夾角影響較大(dà)，所以設計初期應與建築師充分(fēn)溝通，做到有的放(fàng)矢。

單元體(tǐ)幕牆通過幕牆闆塊上的挂件和與預先設置在結構上的單元體(tǐ)挂座挂接，實現單元體(tǐ)幕牆的的安裝;挂件和挂座安裝過程中(zhōng)具備三維可調能力;單元體(tǐ)挂座初步選擇頂面挂接(槽式埋件+鋁合金挂座)和側面挂接(鋼制轉接件連接+鋼質挂軸)兩種方案，如圖1-5所示。對于兩種挂接方案進行了分(fēn)析後，确定合理的挂接方式。

工(gōng)程用于幕牆連接的鋼結構環型邊梁考慮到工(gōng)程造價等因素，未考慮彎弧處理，均爲直線段;這樣就造成了選擇側面連接方案中(zhōng)，轉接件長度規格較多，現場焊接量大(dà)等不足之處。

本工(gōng)程用于樓闆做法采用成品鋼樓承闆的樓闆型式，标準混凝土闆厚爲120mm，很難滿足槽式埋件的埋設需要;經過與建築結構院的多次溝通，最終選擇樓闆外(wài)輪廓向内500範圍内局部加厚到200mm的做法;滿足槽式埋件的埋設需要，需要了解決槽式埋件對于混凝土厚度的問題。

大(dà)面位置單元體(tǐ)玻璃幕牆選擇頂面挂接(槽式埋件+鋁合金挂座)的方案。

2.4凹槽内單元式玻璃幕牆的系統設計要點

凹槽内單元式玻璃幕牆的幕牆闆塊寬度1,4m，層高爲4.2m和5.4m;通過對于幕牆犀牛模型的分(fēn)析，立面幕牆在14層标高69m的位置爲分(fēn)界線，分(fēn)界線以下(xià)幕牆闆塊向外(wài)傾斜，

由于單元體(tǐ)闆塊之間的豎向夾角接近180度，采用單元體(tǐ)闆塊折線拟合的方式實現;尤其應當注意的是分(fēn)界線以上的幕牆單元體(tǐ)闆塊(内傾斜)，需要關注單元體(tǐ)幕牆的上橫梁截面設計。

凹槽側面轉角單元式鋁闆幕牆的幕牆闆塊寬度1.7m，出挑龍骨面1.5m，層高爲4.2m和5.4m;通過對于幕牆犀牛模型的分(fēn)析，轉角單元式鋁闆幕牆爲規則扭轉單元;每層扭轉角度小(xiǎo)于0.05度，整體(tǐ)幕牆向内側傾斜2.11度。

由于單元體(tǐ)鋁闆幕牆的闆塊扭轉造型，通過犀牛軟件逐層對闆塊間翹曲值進行分(fēn)析;通過得到的數據，按照層數對單元闆塊進行歸集，确定合理的區段劃分(fēn);選擇每5層的單元體(tǐ)鋁闆幕牆闆塊進行歸類時，翹曲值不大(dà)于2mm，滿足設計要求;整個建築立面分(fēn)爲10種鋁闆單元體(tǐ)幕牆闆塊。

鋁闆單元闆塊造型複雜(zá)，出挑距離(lí)較多;設計原則考慮功能性與裝飾性分(fēn)離(lí)，更好的實現建築功能和外(wài)立面效果;鋁闆單元體(tǐ)龍骨選擇鋼鋁結合方式;受力杆件爲鋼材，滿足強度剛度要求;鋁型材主要解決單元闆塊插接和排水連續的功能性要求;裝飾造型鋁闆内側設置鋁單闆防水闆，與鋼龍骨挑出的幹涉位置采用鋁闆開(kāi)洞上下(xià)搭接，打膠密封的方式，保證防水性能。

鋁闆單元闆塊出挑結構較多，埋件位置受力較大(dà)，采用常規的槽式幕牆埋件無法滿足要求;經過與建築結構院的溝通，最終選擇采用闆槽式埋件，此種埋件采用鋼槽與鋼闆加工(gōng)制作而成，功能上滿足槽式埋件的功能;連接方式爲埋件肋闆與主體(tǐ)結構鋼梁直接焊接，埋件受力能力大(dà)大(dà)增加。