上海2010年世博會舉世矚目，其中地標(biāo)性建筑“一軸四館”尤為引人關(guān)注。一軸四館是指世博軸大道與兩側(cè)的中國館、世博中心、演藝中心和主題館，是世博會園區(qū)的核心，也是上海世博會規(guī)劃中的所有永久性建筑。其中世博中心和世博主題館項(xiàng)目的幕墻工程是由沈陽遠(yuǎn)大鋁業(yè)工程有限公司獨(dú)立承建，幕墻施工工作已接近尾聲。下面分別簡要介紹世博中心和世博主題館項(xiàng)目的基本情況及幕墻設(shè)計、施工中的特點(diǎn)與難點(diǎn)。
世博主題館幕墻工程介紹
一、項(xiàng)目簡介
上海世博會主題館為中國2010年上海世博會永久保留建筑之一，工程位于上海世博會規(guī)劃圍欄區(qū)B片區(qū)世博軸西側(cè)，建筑面積約12.9萬m2，其中地下建筑面積約4.9萬m2，地上建筑面積約8萬m2，建筑高度27.7m。主題館東西總長約290m，南北總寬約190m，為亞洲第一大跨度大空間展示建筑。
世博主題館建筑設(shè)計為同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院。常規(guī)共擁有五大功能空間，包括：西側(cè)展廳、東一層展廳、東二層展廳、地下展廳和中部多功能廳。世博會期間，主題館將承擔(dān)演繹、展示主題等重任。世博會后將作為標(biāo)準(zhǔn)展覽館，承辦各種專業(yè)展會。
世博主題館主體建筑為鋼結(jié)構(gòu)框架，幕墻總面積約為13.2萬m2；南北立面采用不銹鋼板、蜂窩鋁板、穿孔鋁單板、玻璃等幕墻材料作為建筑外維護(hù)；東西立面外層主要為立面綠化墻，內(nèi)層為壓型彩鋼板幕墻及窗，檐口位置采用蜂窩鋁板，一層及地下一層位置主要為復(fù)合鋁板幕墻；頂部為金屬屋面系統(tǒng)、采光板系統(tǒng)、太陽能板系統(tǒng)、金屬隔柵及玻璃采光屋面等。
二、幕墻技術(shù)難點(diǎn)、特點(diǎn)介紹
1．南北立面大跨度自承重幕墻的設(shè)計及其精度保證措施
本工程南北立面東西側(cè)展廳均為大跨度自承重幕墻，采用全鋼框架玻璃幕墻系統(tǒng)。由于主題館展廳空間跨度很大，在建筑設(shè)計時就已明確屋面桁架不作為幕墻自重的載體，因此需采用幕墻鋼結(jié)構(gòu)自承重。豎向H型鋼龍骨作為幕墻主受力龍骨高度為21米，不僅要考慮其自身的強(qiáng)度、剛度還要考慮整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安裝精度。這種大跨度的自承重鋼結(jié)構(gòu)體系在幕墻設(shè)計中實(shí)屬罕見。為此，遠(yuǎn)大公司專門組織了多次專家論證會，與業(yè)主和建筑師共同研究合理的解決方法，對幕墻系統(tǒng)中運(yùn)用的新技術(shù)進(jìn)行了多次試驗(yàn)，反復(fù)論證結(jié)構(gòu)合理性。確定了設(shè)計方案后，又制作視覺模型及試驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢δ粔σ曈X效果及各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢測，均可滿足業(yè)主及相關(guān)規(guī)范要求。
在此部分的幕墻設(shè)計、加工及施工過程中，遠(yuǎn)大公司主要采取了以下措施：嚴(yán)格控制幕墻主支撐H型鋼龍骨加工及施工過程，并在設(shè)計過程中充分考慮H型鋼龍骨的安裝偏差，保證鋁合金龍骨的豎向垂直度。采用先進(jìn)的技術(shù)，從根本上避免鋼龍骨由于焊接而產(chǎn)生的熱變形，減少對安裝精度的影響。充分考慮主支撐結(jié)構(gòu)的變形及幕墻結(jié)構(gòu)熱變形，設(shè)置伸縮縫隙，滿足變形要求。提高幕墻支撐次龍骨及主要幕墻材料的加工精度，并嚴(yán)控執(zhí)行安裝過程中的質(zhì)量控制計劃。
2．南北立面金屬板幕墻
南北立面金屬板幕墻主要包括：不銹鋼板幕墻、穿孔鋁單板幕墻及蜂窩鋁板幕墻。大面積連續(xù)金屬板幕墻的平整度保證是本工程重點(diǎn)之一，并且這些金屬板均具有較大單片面積，單邊長度達(dá)4米。為此，遠(yuǎn)大公司在設(shè)計過程中采用了多種措施保證特別是1.2mm厚不銹鋼板、高穿孔率穿孔鋁單板的表面平整度。立面大面積不銹鋼板單塊板分格尺寸約為1米寬、2米高，底部均開有800×800mm的方孔，某些板面上還有兩個孔，這些開孔不僅容易導(dǎo)致板面整體變形，還極易使孔邊緣變形，為此，遠(yuǎn)大從設(shè)計、加工、安裝等各環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，例如板背面設(shè)置鋁合金加強(qiáng)方通，采用非焊接的形式避免板面變形；采用先進(jìn)的數(shù)控加工設(shè)備及工藝加工面板，并降低切割時高溫導(dǎo)致板面變形；采用掛式結(jié)構(gòu)安裝，基本元件組裝在工廠內(nèi)完成，不僅安裝快捷，同時有效提高了安裝精度。
施工完成后，滿足了“加工、安裝后的金屬板必須具有良好的平整度，翹曲度不得大于0.3%”的要求，南北面金屬板幕墻獲得了良好的視覺效果，得到了業(yè)主和設(shè)計師多方共同認(rèn)可。
3．東西立面綠化墻面的設(shè)計
世博主題館東西面綠化墻面積達(dá)5000平方米，是目前世界上最大的垂直生態(tài)綠化墻面。此部分存在的技術(shù)難點(diǎn)包括：大型鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架的安裝精度、防腐處理以及綠化模塊的維護(hù)更換等。
作為國內(nèi)最大的幕墻設(shè)計施工單位，遠(yuǎn)大公司的雄厚技術(shù)實(shí)力為解決這種難題奠定了基礎(chǔ)。首先一改普通此種類型幕墻經(jīng)常采用的框架式結(jié)構(gòu)，從單元式構(gòu)造設(shè)計的角度，解決了諸如提高加工和安裝精度、減少現(xiàn)場焊接作業(yè)量、避免焊接后防腐性能破壞等問題。遠(yuǎn)大公司充分考慮綠化模塊的安裝及正常維護(hù)要求，結(jié)合金屬支撐架進(jìn)行設(shè)計。同時設(shè)計過程中貫穿考慮了內(nèi)層幕墻的防水要求，下層位置設(shè)置了不銹鋼集水槽并綜合考慮排水系統(tǒng)；綠化模塊的可更換性設(shè)計，為模塊的安裝、灌溉、維護(hù)、更換等均提供了條件。
4．開放式幕墻的防排水設(shè)計
挑檐頂面及底面均為開放式蜂窩鋁板幕墻，頂面檐口采用硅酮耐候密封膠進(jìn)行密封，設(shè)置向內(nèi)傾斜的排水坡度，雨水向內(nèi)排放，在檐口內(nèi)側(cè)設(shè)置不銹鋼集水槽及虹吸排水裝置將檐口處的雨水有組織的集中排放，避免了屋頂檐口雨水向外排放而導(dǎo)致的大量雨水向挑檐頂面流淌。
立面開放式幕墻主要控制大量雨水進(jìn)入面材背面，允許少量雨水進(jìn)入縫隙的情況下，將首先沿豎向通長的鋁合金框往下流淌。同時設(shè)計過程中注意了對材料表面處理采取相應(yīng)的措施，保證其耐候性及防腐性能。
5．玻璃采光頂系統(tǒng)的防排水設(shè)計
遠(yuǎn)大公司在設(shè)計世博主題館采光頂部分時，采用半隱框采光頂系統(tǒng)設(shè)計，沿排水坡度方向采用隱框形式，采用平打膠工藝，保證排水順暢，并免存在積水現(xiàn)象。通過計算確定支撐龍骨尺寸及玻璃厚度，控制玻璃撓度，與采光頂排水坡度結(jié)合考慮，保證排水順暢。
即使少量雨水滲入，鋼龍骨上方采用鋁合金型材作為安裝附框，內(nèi)設(shè)集水槽，即使少量的雨水滲入幕墻內(nèi)側(cè)亦可通過內(nèi)部的集水槽有組織排走；同時，極端氣候條件下的結(jié)露也可通過此結(jié)構(gòu)收集并排至室外。
6．屋面系統(tǒng)的設(shè)計及安裝
在世博主題館的屋頂部分，遠(yuǎn)大公司采用了具有專利技術(shù)的成熟的鋼屋面系統(tǒng)，針對其防水、防火、防雷性能進(jìn)行分析，針對本工程的特點(diǎn)，控制屋面系統(tǒng)的設(shè)計、加工及安裝質(zhì)量，綜合考慮屋面系統(tǒng)與其他幕墻系統(tǒng)的交接位置的防水、防火、防雷性能，保證整體屋面維護(hù)系統(tǒng)性能滿足要求。
三、施工難點(diǎn)介紹
1．幕墻施工工期相對較短
為滿足世博會順利召開，世博主題館幕墻施工工期相對較短，為此，遠(yuǎn)大公司制定了一系列的保證措施以滿足工期和質(zhì)量要求。例如本工程大面不銹鋼板、穿孔鋁板及蜂窩鋁板幕墻均采用了掛式結(jié)構(gòu)，大量工作在工廠內(nèi)完成，現(xiàn)場掛裝時間短，安裝精度高；東西面鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架通過反復(fù)設(shè)計研究，劃分為幾個標(biāo)準(zhǔn)的單元，這些單元在工廠內(nèi)統(tǒng)一焊接，完成局部拼裝后現(xiàn)場掛裝，大大減少了現(xiàn)場焊接工作量，縮短了工期；整個幕墻設(shè)計施工過程中，遠(yuǎn)大公司制訂了嚴(yán)格的設(shè)計、采購、運(yùn)輸及安裝計劃，過程中派專人不間斷的監(jiān)督計劃執(zhí)行情況。通過以上措施，遠(yuǎn)大公司在規(guī)定的時間內(nèi)很好的完成了世博主題館幕墻設(shè)計和施工工作。
2．大面積金屬板幕墻的高安裝精度
對于大面積金屬板幕墻的高安裝精度要求，遠(yuǎn)大公司不僅在材料的加工及組裝過程中進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，同時不銹鋼板的掛接節(jié)點(diǎn)均采用了可調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計，板塊掛裝后采用調(diào)節(jié)螺栓進(jìn)行多自由度調(diào)節(jié)，有效保證安裝精度。
3．太陽能主支撐系統(tǒng)的安裝
遠(yuǎn)大公司對世博主題館項(xiàng)目的太陽能主支撐系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，通過反復(fù)研究，采用鋼桁架作為主支撐體系，上方設(shè)置鋼方通作為太陽能系統(tǒng)的支撐龍骨。
結(jié)合屋面系統(tǒng)的設(shè)計和安裝，由于安裝鋼桁架時屋面系統(tǒng)已經(jīng)安裝完成（局部），因此需考慮屋面系統(tǒng)須承受施工人員的活荷載。并且不能對屋面系統(tǒng)尤其是面材表面處理產(chǎn)生破壞，因此整體鋼桁架采用單品桁架預(yù)先在工廠內(nèi)預(yù)制，減小單品桁架的重量，通過本工程專用大型吊裝機(jī)械吊至屋面，而后沿軌道運(yùn)行至安裝位置，現(xiàn)場均采用機(jī)械連接，不存在現(xiàn)場焊接的情況從而保護(hù)屋面系統(tǒng)。安裝過程，施工人員在屋面上操作時亦采用相應(yīng)的柔性隔離措施，避免與彩鋼屋面板的直接接觸而導(dǎo)致表面處理被破壞。
同時，由于太陽能桁架支撐底座需穿透屋面與屋頂主支撐結(jié)構(gòu)連接，因此，在這些穿透點(diǎn)的位置是防排水的重點(diǎn)位置。為此，設(shè)計過程中均采用了多道密封的防水系統(tǒng)，有效保證了這些節(jié)點(diǎn)的防水性能。
世博中心幕墻工程介紹
一、項(xiàng)目簡介
上海世博中心為中國2010年上海世博會永久保留建筑之一，工程位于上海世博會規(guī)劃圍欄區(qū)B片區(qū)，浦明路以北，世博軸以西，向南為世博主題館，東面為世博軸和世博演藝中心及中國館。世博中心地上7層，地下1層；建筑面積約14.2萬m2，其中地下建筑面積約4.9萬m2，地上建筑面積約8萬m2，建筑高度40m。由東、西區(qū)域組成，東區(qū)總長度198米，寬99米；西區(qū)總長度216米，寬99米。
世博中心建筑設(shè)計為華東建筑設(shè)計研究院。共擁有五大功能空間，包括：會議廳、宴會廳、政務(wù)廳、新聞發(fā)布廳和多功能大廳。世博會期間，世博中心將承擔(dān)會議、宴會、新聞發(fā)布等重任。世博會結(jié)束后世博中心將作為上海市“兩會”舉辦地點(diǎn)。
世博中心主體建筑為鋼結(jié)構(gòu)框架，幕墻總面積約為6萬m2；主要幕墻種類包括折線型單元式玻璃幕墻、開放式石材幕墻、夾點(diǎn)式玻璃幕墻、鋼結(jié)構(gòu)支撐玻璃采光頂，鋁合金百葉及格柵等。
二、幕墻技術(shù)難點(diǎn)、特點(diǎn)介紹
1．節(jié)能環(huán)保設(shè)計--LEEDTM綠色建筑認(rèn)證
世博中心節(jié)能環(huán)保目標(biāo)為美國USGBC LEED金獎標(biāo)準(zhǔn)，為確保在施工設(shè)備材料等各方面達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)大在玻璃幕墻的采購和施工采取了如下措施：
（1）在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面：幕墻框采用注膠式隔熱鋁合金型材；隔熱型材阻止熱傳導(dǎo)，配合三元乙丙膠條組合形式，膠條有效阻止防熱輻射，和空氣的對流；提高和改善了幕墻系統(tǒng)的整體隔熱性能；注膠式隔熱技術(shù)是更為簡單高效的生產(chǎn)工藝，較穿條式隔熱技術(shù)具有如下優(yōu)勢：熱傳導(dǎo)系數(shù)更小、性價比更高、強(qiáng)度更高、安全性好等等。
（2）在玻璃幕墻的采購方面：采用了Low-E中空玻璃，立面玻璃可見光透過率控制在60%--65%之間；遮陽系數(shù)SC值及傳熱系數(shù)U值均控制在合理的范圍。
采光頂玻璃選用的中空夾膠玻璃，安全性高，鋁合金型材采用注膠式型材，玻璃加框的總U值控制在較小的范圍內(nèi)，滿足LEED強(qiáng)制要求。
（3）玻璃幕墻的施工方面采用了如下措施：建筑施工污染防止措施、循環(huán)利用材料、優(yōu)選地區(qū)/地方物資的采購等等。
2．幕墻防水及排水設(shè)計
本系統(tǒng)在玻璃接縫處用兩條膠條搭接，形成第一道防水屏障。在型材插接處采用三道膠條密封，形成二個腔體，利用雨幕原理實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)防水，充分保證系統(tǒng)水密性、氣密性。通過多項(xiàng)技術(shù)保證了板塊橫向拼縫的直線度和整幅幕墻的平整度，同時組織排水。
3．單元式幕墻的設(shè)計
世博中心項(xiàng)目的折線型單元式幕墻系統(tǒng)是該工程的一大亮點(diǎn)，其中折線單元的加工組裝、插接安裝、防排水等均具有較大難度。為此，遠(yuǎn)大公司采用了獨(dú)有的技術(shù)，克服了眾多技術(shù)難點(diǎn)，其中例如：單元板塊通過專用單元幕墻掛件與主體結(jié)構(gòu)預(yù)埋件連接，單元幕墻掛件實(shí)現(xiàn)了幕墻結(jié)構(gòu)三維調(diào)整，現(xiàn)場安裝調(diào)節(jié)簡單易行，最大調(diào)整量±50mm。最終使此部分幕墻獲得了良好的性能及效果。
4．屋頂氣動排煙天窗的設(shè)計
自然通風(fēng)排煙設(shè)備采用氣動控制方式，氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)貼近窗體安裝，與窗體成不大于20度的夾角，并外有裝飾護(hù)罩，護(hù)罩表面處理同室內(nèi)裝潢。美觀和方便擴(kuò)展功能的選項(xiàng)自然排煙和日常通風(fēng)功能。
三、施工難點(diǎn)介紹
本工程幕墻施工方面有很多重點(diǎn)、難點(diǎn)。其中包括：魚鱗式干掛石材、折線形單元幕墻、鋼結(jié)構(gòu)天窗的安裝施工等等。
1．魚鱗式石材幕墻的鋼結(jié)構(gòu)制作及安裝方面的應(yīng)對措施
魚鱗狀石材幕墻的施工難點(diǎn)在于石材背部鋼結(jié)構(gòu)的制作及安裝，只有采取合理有效地技術(shù)措施，才能保證魚鱗式石材幕墻現(xiàn)場安裝精度及安裝速度。
首先將連接鐵件準(zhǔn)確地焊接在埋件上。安裝時將已組裝的鋼龍骨小單元通過點(diǎn)焊與支座連接，根據(jù)控制線對立柱進(jìn)行復(fù)核，調(diào)整立柱的垂直、平整度，達(dá)到要求后再將鋼龍骨小單元滿焊，并做防銹處理。
在鋼龍骨小單元安裝完畢后，再裝橫向鋼龍骨。橫龍骨通過點(diǎn)焊與豎向龍骨連接，然后調(diào)整橫龍骨的水平度與平整度，達(dá)到要求后對于其滿焊，并做防腐處理。
2．折線型單元幕墻在安裝方面的應(yīng)對措施
折線型單元幕墻覆蓋了本工程的大部分區(qū)域，折線型單元幕墻的施工方法采用“單臂吊機(jī)”進(jìn)行吊裝，直接從地面起吊。安裝基本到位后通過專用調(diào)節(jié)構(gòu)件調(diào)節(jié)。
3.屋頂天窗系統(tǒng)的防水處理
采光天窗安裝結(jié)束后要進(jìn)行打膠處理，此環(huán)節(jié)是確保采光天窗的水密性的重要環(huán)節(jié)，如果密封不好，就會漏雨。板塊安裝固定完成后，進(jìn)行注膠工序，此時應(yīng)先將保護(hù)膠帶沿膠縫邊緣貼好，按工藝要求進(jìn)行凈化處理，然后打膠、刮膠、拆除邊緣保護(hù)膜，使基材與膠粘結(jié)牢固無孔隙，膠縫平整光滑、玻璃表面清潔、無污染。
為了保證本工程采光天窗部分的水密性，采用新的工藝來采光天窗的水密性要求，做到雙保險，確保采光天窗在水密性方面達(dá)到設(shè)計要求，萬無一失。
采光天窗部分在室內(nèi)外溫差較大的時候會產(chǎn)生部分少量的冷凝水，遠(yuǎn)大利用合理的幕墻結(jié)構(gòu)來解決此處的排水問題。
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