高层建筑中玻璃幕墙的施工及检测
摘要
关键词
高层建筑;玻璃幕墙;工程;关键技术;
正文
中图分类号:D26文献标识码:A
0引言
由于现代社会的科技与经济发展,建筑行业也随着不断发生变化,工程的质量、功能、美观等一些方面,用户们也提出了更高的需求。在高层建筑中,美观性成为用户们的第一要求。玻璃幕墙属于建筑外部围护结构的一种,既有高质量的防护能力,又有对建筑的美化作用。我国在70年代中晚期才开始采用幕墙技术。经过近40年的推广和采用,目前我国已完成的建筑幕墙面积已突破了一亿五千万平方米,并在中国建造了大量的玻璃幕墙,占到了全球幕墙总数的一半以上。根据资料显示,在目前的发展阶段,中国的新建筑幕墙年产值已经超过了一千亿元,而且其年产值也已经远超欧洲等先进国家。在中国,玻璃幕墙是最常见的外墙防护方式[1]。幕墙节能是建筑节能的重要内容之一。
1玻璃幕墙的作用
玻璃幕墙把外墙的防护功能和装饰功能有机地结合起来,在生产和建造过程中,促进了两者的均衡和融合,实现了技术和艺术的完美结合,提升了建筑的整体特色。整个玻璃幕墙玻璃可以被分成两个部分,一个是普通玻璃,另一个是镜面玻璃。它的作用是在外墙上发挥一定的防护作用,同时还与装饰工程紧密地联系在一起。同时,中空玻璃自身具有很好的防结霜[2]、防风、防潮隔热等特性。在夏天,可以为人类遮蔽90%的阳光,并可以满足人类对自然光的需要;而且,它自身的绝缘性能还可以让建筑内的环境更加显著,对人们的居住环境有很大的改善作用。也正是因为玻璃幕墙的应用,使得在高层建筑中的空调、暖气等暖风制冷设备成本大大降低,符合可持续发展和节能减排的要求。玻璃幕墙不管是在生态环境方面,还是在建设项目的总体效益方面,都有很大的影响。总体而言,玻璃幕墙不仅能够对建筑的外围进行保护,达到节约能源和环保的目的,同时发挥出一种装饰设计的功能,让建筑的形象变得更加美观,让人们在日常生活中对生活和办公环境的需求得到更好的满足,从而从总体上推动城市的可持续发展[3]。
2高层建筑玻璃幕墙工程施工过程
在高层建筑的工程施工中,框架式玻璃幕墙的施工流程如下图1所示。
图1工程流程
2.1测量放线及预埋件处理
在建造高层建筑的玻璃幕墙之前,要根据工程的特点,对其具体的安装部位进行结构复核,以保证其精度。对于测量时的重要组成部分,还需注意其参考轴线的数目,也要尽可能地控制在两条以上。在进行测量和放线时,以重要位置作为安装起点,应首先作水平放线,再作垂直放线。此外,关于预埋钢筋的处理,为了确保项目的建设进度[4],也要把预埋精准度作为一个总体的基础。在进入模具后,将埋设好的钢筋和主体的钢筋进行绑扎或焊接。在钢筋安放完毕后,再浇注混凝土,此工序是为了避免预埋件出现错位。在玻璃幕墙中,埋板通常采用两种方式:一种是采用预置埋件的方式;二是在建筑物主体浇筑完成后,对其进行后置埋件处理。第二种方式必须进行紧固,用化学螺栓紧固埋板,亦称后埋。在安装的时候,要知道每一种装置的构造方式有什么不同,深化设计图纸来制作,并做好固定工作。这两种埋件的施工方式存在着较大的差异,尤其是在施工工艺方面,要按照土建主体施工进度计划选择埋件的加工和安装方式,以保证这一段的施工不会对主体工程的建设造成任何的影响。
2.2安装立柱与横梁
玻璃幕墙施工过程中,要将框架与主体结构紧密联系,一般采用钢角码与预埋件进行焊接。连接钢角码的主要原材料是热镀锌钢材,在靠近立柱中心的地方设置了二个槽式孔,可对立柱的部位加以调节[5]。横梁安装时先确认了横梁的安装位置,在立柱的上面,用记号笔画出铝角码安装位置。施工人员利用不锈螺钉将铝角码与立柱连接。上下两层立柱用铝合金插芯连接,立柱插芯插进立柱空腔中,再用M12不锈螺栓从立柱侧面通过预设螺栓孔穿过立柱与插芯进行螺接。
此外,针对幕墙分格设计也会影响施工工艺。在幕墙设计时应考虑立柱间距与高度,选用于二者之间的合理范围,如分格的间距太小,不但会增加其生产成本,同时也可能造成整个幕墙安装的整体质量增加。立柱高度一般按楼层层高取值,既能有效避免材料浪费,同时避免上下立柱插接时伸缩缝外露。在立柱的安装过程中,必须控制好立柱的高度,根据国家有关要求,两根相邻立柱的长度相差不得超过4mm,而且两根立柱的标高偏差应尽可能限制在6mm之内。在立柱安装完毕之后[6],要对其进行调节和螺栓紧固,钢角码和埋件要先进行点焊,避免在后续的施工中发生位移。在确定立柱稳定后,按焊接要求施焊,焊接完成后进行防腐涂刷。立柱的上部和下部的安装方法不同,上部可以按上述顺序进行,下部的安装要带着铝合金插芯。另外,立柱的上端通常是固定的,下端是可伸缩的,这样在温度发生改变时,立柱可以通过伸缩调节温度变形。
2.3玻璃板块的安装与注胶
对于高层建筑来说,可以选择单元式玻璃幕墙和框架式玻璃幕墙,本例按框架式幕墙施工。在具体操作中,严格按照玻璃幕墙工程图纸进行施工,规范安装工艺,严格控制精度,避免安装质量问题。高层建筑采用玻璃幕墙时对安装精度有很高的要求。如果在安装过程中产生了错误,那么将会对整个建筑项目造成很大的影响,所以我们必须要对其进行严格的控制。在高层建筑中玻璃幕墙的最后一道工序就是注胶,在玻璃与铝框的粘接处,注满结构胶,可以使玻璃的连接更加牢固,提高了玻璃窗的施工安全。关于结构胶的选择应考虑到:结构胶粘剂的机械性能与比例;铝框与结构胶的相容性;铝的表面稳定性;表面清洁度;玻璃的调节角度[8]。
3实验测试
玻璃幕墙的物理性能重点是对气密性方面进行测试。在进行玻璃幕墙的设计时,要考虑到结构计算、施工措施和材料选择等多方面的因素,从而使幕墙的性能满足各个方面的要求。其性能能否达到设计要求,需要进行多种测试和检验,既有全面的物性测试,也有对材料的测试。对玻璃幕墙进行检测,并不完全是对幕墙结构进行检查,也不完全是对其进行竣工验收。再者,对于设计师来说,材质的检验是取舍的依据,而对于幕墙的检验,既是对设计方案和设计成果的检验,又是对制作过程和建造技术的检验。
为了对气密性的检测,建立试验物理模型。这是一项在正式建设之前,对设计,材料,生产,安装等各个方面都要做的工作。本项目拟在试验现场建立1:1比例比例的真实工作状态,通过模拟暴风作用,利用计算机测量和控制装置,获取其变形等信息,对其使用周期过程中的多项物性参数进行分析。下表1为试样的规格数据。
表1 试样规格
建筑规格 | 数据 |
楼层高度/m | 3.98 |
主受力杆长度/mm | 3980 |
玻璃品种 | 钢化中空玻璃 |
玻璃镶嵌材料 | 橡胶密封条 |
气温/度 | 25 |
3.1气密性能测试
对有开启扇部位的玻璃幕墙,应做三项试验,分别是:额外透气量、不开放部位透气量和总透气量。而对于没有开启扇的幕墙,则仅需测定其的空气渗透量。本次测试选择没开启扇的玻璃幕墙作为实验对象。
密封性分为正、负压力测试。其中,正压是指在外部的侧向压力比室内内部的压力大,而在外部的负压则相反。测试步骤如下:
1、施加3个0.5 kPa大小的压力脉冲,所述3个压力脉冲具有大约3秒的持续时间;2、检查正压状态,增压顺序为:0.05 KPa、0.1 KPa、0.15 KPa、0.1 KPa、0.05 KPa,各阶段增压顺序应在前一阶段的增压10秒后进行。并对不同压差下的气体渗透情况进行了测量。3、施加3个幅值为-0.5 kPa的压力脉冲,所述3个幅值为-0.5 kPa。4、检查正压状态,增压顺序为-0.05 kPa、-0.1 kPa、-0.15 kPa、-0.1 kPa、-0.05 kPa,各阶段增压顺序应在前一阶段的增压10秒后进行。并对不同压差下的气体渗透情况进行了测量。
标准气密性检测的分级表如下表2所示。
表2标准气密性检测分级
分级 代号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
分级指标/(m3(m·h)) | 4.0~2.5 | 2.5~1.5 | 1.5~0.5 | <0.5 |
下图为实验过程中,加压过程中的压力变化。
图2加压过程
为避免实验具有误差性,进行三次气密性的检测,下表3为气体渗透的数据表。
表3气体渗透数据表
实验次数 | 渗透数值m3/(m·h) |
1 | 0.35 |
2 | 0.29 |
3 | 0.38 |
经过测试,在10Pa的压力查下,实验三次的气体渗透数值均小于0.5 m3/(m·h)。气体渗透的平均数值为0.34m3/(m·h),所以玻璃幕墙的气密性属于第四级,符合高层建筑中玻璃幕墙的施工标准。
4结束语
综上所述,高层建筑装饰工程是提升整体美感的一个关键步骤,而玻璃幕墙是最常用的一种幕墙形式,通过对高层建筑玻璃幕墙施工技术的研究对后期施工安全和施工质量起到了很大改善作用。从目前国内的技术发展状况来看,这一技术尚处在发展阶段,过程中仍有许多不尽人意之处。为了确保高层建筑玻璃幕墙的施工工艺质量,要根据工程项目的实际发展情况进行分析,发现高层建筑幕墙的施工特征,对高层建筑幕墙的整体结构进行合理的设计,为我国的建设行业的发展做出贡献。
参考文献
[1]陈睿,李乃东.现代高层建筑玻璃幕墙施工技术分析[J].住宅与房地产,2020(30):89+93.
[2]张启玉,安荣涛.分析现代高层建筑玻璃幕墙施工技术[J].建设科技,2018(01):105.
[3]张晓东,王耀东.关于现代高层建筑幕墙施工技术关键的分析与思考[J].陶瓷,2022(11):24-26.
[4]林盛,董国英,孔雅楠.超高层建筑玻璃幕墙与主体结构穿插施工技术的应用[J].青岛理工大学学报,2011,32(03):126-130.
[5]康琦.探究超高层公共建筑玻璃幕墙自然通风与立面设计的结合[J].建筑技艺,2020,26(08):118-119.
[6]刘伟.探究超高层、高层建筑玻璃幕墙施工管理技术[J].住宅与房地产,2017(18):194.
[7]汤进.点支式玻璃幕墙材料与工艺要点解析[J].房地产世界,2021(10):131-133.
[8]赵飞.双层玻璃幕墙在超高层建筑中的应用——以中国银联业务运营中心为例[J].住宅科技,2019,39(10):64-68.
...