本文作者:刘金星 李伟东 赵西安
3.石材与玻璃交替幕墙系统
<图12石材与玻璃交替幕墙系统效果图
3.1造型特点及难点
3.1.1分格高度为450mm的石材和450mm的玻璃交替变更,即保证了外观的统一,同时实现了建筑的功能,按建筑设计要求,幕墙的竖龙骨必须对应隔墙位置,建筑主体本身呈竖直方向呈7°倾斜,水平方向有15°转角,转角处又必须保证相同半径的圆弧,若采用传统的竖龙骨与水平梁垂直的做法,则不能保证上述建筑要求(见图12)。
3.2系统说明及难点解决
3.2.1玻璃选用8+12A+8高透型Low-E玻璃,使得建筑物在保证节能的基础上做到最大通透性,突出自然采光。幕墙主龙骨为6063-T6材质,双跨梁力学模型设计;石材部分同样采用fischer的FZP后扩底锚栓干挂系统;依旧延续“干湿区”分部的设计思路,同时保证干区施工完毕后,进行湿区部分的安装。
3.2.2 难点解决方案
在玻璃的后部用不同截面的副框实现水平方向15°的斜向走势,同时立柱与梁成15°夹角且平行于隔墙的做法来保证立柱与隔墙的对应关系(见图13,14)。
图13 石材与玻璃交替幕墙龙骨安装图
图14上下两层幕墙平面图对比
4.大跨度明框玻璃幕墙
图15大跨度明框玻璃幕墙效果图
4.1造型特点及难点
4.1.1幕墙跨度非常大,跨度13m左右,横向最大分格4800mm左右,高度分格900mm,
单片玻璃180kg左右,其中多功能厅玻璃幕墙有45个不同半径的圆弧进行转角处的过渡,并且部分弧长超过2440mm,最大弧长接近4000mm(见图15)。
4.2系统说明及造型难点解决方案
4.2.1幕墙采用钢铝结合系统,立柱采用45a工字钢,外包3mm铝板,铝板采用插接方式,保证了简洁的建筑风格,横梁截面宽度300mm,厚度3.5mm的铝合金材料,通过有限元软件ANSYS的模拟计算,玻璃自重产生的挠度仅为4.1mm。
4.2.2弯钢Low-E玻璃一直是玻璃生产行业的难点,玻璃生产厂家根据大剧院工程的特点,成立专家组对设备进行改造,经过多次试验最终将弯弧Low-E玻璃的最大弧长做到4000mm左右,产品不但成型精度高,外观质量优异,而与普通平板玻璃无色差;同时国内顶尖拉弯加工厂家也对设备进行了改造,研发出适合300mm断面拉弯的夹具和模具,对型材进行弯弧加工。
5.大剧场后台带遮阳板幕墙
图16大剧场后台带遮阳板幕墙效果图
5.1造型特点及难点
5.1.1超大铝合金百叶(截面宽度560mm)横向贯通,同时采用独立体系与主体连接,竖直方向7°倾斜同时水平方向166°夹角,15个不同半径的圆弧处的圆滑过渡,同时保证阶梯幕墙系统节能效果(见图16)。
5.2系统说明及难点解决
5.2.1整个幕墙全部采用铝合金结构,立柱采用6063-T6材质,横梁为6063-T5材质,玻璃选用8+12A+8高透型Low-E玻璃,双垮梁模型。
5.2.2百叶分成宽度300mm和260mm的两两种截面形式,采用插接的方法连接型材,既保证了外观效果,又保证了合理的力学性能,铝材生产厂家采用125MN挤压机,保证了型材的精确、表面光洁。
5.2.3既要保证阶梯造型的效果又要保证建筑的节能效果,断桥隔热是本系统设计的又一难点。本系统的横梁采用室内室外分体设计,主要受力部位位于室内,室外部分铝型材中间通过PVC垫块与室内部分横梁连接,既保证了外观又起到了断桥隔热的作用(见图17)。
图17系统三节点图
6.底部入口处幕墙
图18底部入口处幕墙效果图
图19底部入口处幕墙效果图
6.1造型特点及难点
6.1.1本系统位于每个区的0-4.5米处,是各个不同区域幕墙的结合部位,大量的建筑通风口,各种功能的入口等等。系统繁琐,同时还设置了宽度逐层变化的遮阳百叶,每块百叶与石材30mm横向缝隙相贯通(见图18,19)。
6.2系统说明及难点解决
6.2.1本系统采用钢铝结合方案,立柱为80x120x4mm钢方管,表面做氟碳喷涂于铝型材相同颜色,玻璃选用8+12A+8高透型Low-E玻璃。
6.2.2本系统将通风口设置在幕墙顶部的3个分格中,通风口位置安装防雨通风百叶,同时外部设置铝合金格栅,确保有通风口位置和无通风口位置的立面效果的一致性,遮阳百叶外部设置相同断面型材,变化部位采用铝板插接,解决了变化截面遮阳板的问题,节约了材料成本。
7.小结
总结青岛大剧院幕墙工程的复杂造型幕墙系统的设计思路,有以下几点值得注意:
1)深刻体会建筑设计的意图与思路,将复杂的造型转化为有“模数“可依的数学模型,化繁为简;
2)新工艺的大胆运用,例如石材幕墙的防水保温系统、干挂系统等;
3)对于加工难度高的产品,要积极推动和联合生产厂家进行技术攻关,解决方案实施中遇到的难题,例如4000mm弧长玻璃的加工和300断面型材的拉弯。
参考文献
[1]、《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ102-2003
[2]、《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ133-2001
[3]、赵西安 《建筑幕墙工程手册》,2002年
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