摘要：本文详细分析了上海中信泰富科技财富广场项目的特点及主要幕墙系统的设计方案形成过程，通过展示超高层建筑上应用幕墙、门窗系统单元化设计的分析思考过程，期待对今后类似工程的研究和应用发挥出一些有用的参考价值。
关键词：单元化设计；小单元铝板；单元窗；双道密封；采光顶
一、工程简介
中信泰富科技财富广场位于上海市普陀区，东临大渡河路，南靠梅岭北路，西靠中江路，北枕武宁路。项目建设和创新设计以传承城市文化，演绎城市人文经典，同时开创城市的美好未来为理念。本项目由A、B、C、D四个地块组成，其中A地块由T1、T2两栋超高层办公楼及裙房组成，T1楼地上38层、建筑高度179.7m，T2楼地上33层，建筑高度为166.2m，裙楼地上2层，建筑高度为11.5m；B区由多栋小型商业楼及B13楼组成，B13楼地上3层，建筑高度约为21m；C区由T3、T4两栋超高层办公楼及裙楼组成，T3楼地上23层、建筑高度为77.8m，T4楼地上31层，建筑高度约为102.3m，裙楼地上2层，建筑高度约为13.2m；D区由T5、T6及裙房组成，T5楼地上25层、建筑高度约为80m，T6楼地上13层，建筑高度约62.3m，裙房地上2层、建筑高度约为13.2m。本文重点介绍T1、T2两栋超高层主楼，T3部分裙楼，三个下沉式广场以及B13售楼处。
本项目主体为超高层建筑，其它单体较多，涵盖了各种主要幕墙类型，本文主要介绍其中做法比较有特色的铝板幕墙系统、窗系统以及采光顶系统。
二、小单元铝板系统设计介绍
本工程塔楼非采光部位为3mm铝单板，材质3003 H24，表面氟碳喷涂，三涂两烤。铝板在竖向方向上分为两种颜色三块铝板，铝板面材宽度分别为200mm、600mm和200mm，铝板面材高度在标准层上为3.2米，最高层高为4.4米。原设计方案铝板幕墙为普通框架式幕墙，考虑到本项目施工工期短，品质要求高。同时考虑到塔楼高达170米，普通框架式做法现场安装作业量大，工期难以保证；并且现场焊接工作量大，施工危险性大；同时高空安装铝板面板难以保证铝板安装平整度，经过综合考虑和多种方案的对比分析，最终确定铝板系统采用单元式生产工艺，在加工厂将铝板单元板块组装完毕，并完成打胶和养护，然后整体运至工地，整体吊装，这样大大加快了整体施工速度。
单元式铝板板块工厂加工过程：
铝板钢龙骨切料——铝板钢龙骨焊接组装——铝板面材安装——铝板面板打胶——铝板小单元养护——铝板小单元打包运输至现场。
这种小单元铝板板块的方案的优点是：
1.针对较为复杂的幕墙构造、较多的钢龙骨焊接，特别是高层超高层建筑框架式幕墙，采用在工厂内制作成整体铝板板块可大大提高整体施工速度；
2.针对铝板面板分缝较多，铝板面板不便运输和高空安装不便的问题，采用在加工厂内组装铝板面板，可以更好的保证铝板幕墙安装的平整度；
3.在工厂内适合人体操作的高度进行铝板面板打胶，打胶质量得到了很好的保证；在室内进行密封胶养护，是现场室外条件所无法比拟的，不受天气的影响；
4.铝板板块在工厂加工养护完毕后打包装架，根据现场安装进度及堆场条件，将板块运送至现场，并尽快上墙到位，此种方式减少板块在现场的二次转运，利于成品保护，利于保护铝板表面不受损伤；
5.铝板板块安装简便，可参照单元幕墙的施工方法进行整体吊装，同时小单元的铝板板块自重远低于一般玻璃板块，利于加快安装速度，十分有利于缩短工期；
6.在整个生产、安装过程中大大减少了在室外高空操作的工作量，增强了施工的安全性
7. 大大减少了现场焊接工作量，大大减少了火灾风险，增强了施工的安全性
三、单元窗设计介绍
原设计中本工程主楼透明采光部分采用传统窗做法，标准层窗洞口为2200*3200，原设计方案中窗洞口四周采用传统的安装方式：钢方通与主体结构及二次结构焊接，成为窗专用的钢副框，窗框铝型材固定在钢副框上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该方案窗体单元与窗洞四周的主体结构或二次结构相连接，特别是在窗洞左右的二次结构上存在焊接连接，现场焊点高达6万余个；两栋超高层塔楼约3000个单元窗，最小高度为3.2米，最大高度为4.5米，如采用传统施工方案，窗体单元由施工电梯运输，受运力及电梯空间所限无法实施；如采用门窗散件运至楼层再装配，受现场制约条件太多，组装质量无法保证，且现场场地情况也无法满足需求。
综上所述，考虑到施工的便利性和窗系统受力的相对独立性，本项目最终采用了类似二合一单元板块的受力方式，窗体单元通过中间的三根加强中梃将受力传递到主体边梁上，完全脱离对窗体左右二次结构的依赖性，便于施工方根据自身计划开展施工。该洞口窗原为传统四周受力的模型，中间设置一个加强中梃，现改为三根加强中梃，完全实现了类似于幕墙系统的受力体系，同时有利于整个窗框在加工厂拼装完成，到现场后采用板块吊装的方式，直接配合工装吊装就位，避免了垂直运输的麻烦与尴尬。
通过以上分析，虽然该方案将传统窗受力体系改为类似于单元幕墙窗的受力体系，增加了一定的材料成本和措施成本，但有以下优点：
1.运用门窗系统自身的加强中梃改善门窗的受力体系，脱离对土建二次结构的依赖，减少了工序的等待时间，加快了施工速度。
2.单元窗的铝合金框架体系在工厂加工装配完成，组装精度可以得到保证；
3.运用特制吊装设备完成对单元窗体的框架体系的加强和保护，以便于吊装；
4.参照单元板块的吊装方案，将单元窗框架吊装到位，由于框架轻，起吊点多，可多点同时安装，大大提高了安装速度；
5.根据现场的安装速度和施工进度，有计划的发送单元窗框架到工地现场，减少对堆放场地的要求；
6.减少传统窗散件拼装的工序和所需要的时间，提高安装速度，有利于缩短施工工期；
四、双道密封防水采光顶
本项目原采光顶方案是普通隐框幕墙做法，设置排水坡度依靠重力自然排水。这种方案应用比较广泛，但在应用中也发现很多问题。最大的问题就是漏水问题，隐框幕墙做法采光顶只在朝天面设置一道密封胶缝，密封胶由施工工人在现场打胶，这种现场手工作业会受到各种不利因素影响，极难完全保证施工质量。施工人员实际作业水平、责任心、打胶面是否有效清洁、天气变化的影响、养护条件是否满足，等等这些因素都会影响到胶缝是否完全密封。打胶胶缝一旦出现不粘、开裂就会造成采光顶漏水。采光顶的漏水通常很难查找漏水点，其原因在于采光顶构造复杂，雨水渗漏进去后在重力作用下在内部型材中四处流动，往往室内的落水点并非采光顶表面的漏水点，而是相去甚远，这给查找漏水点造成了很大的困难。通常情况下无法查到全部漏水点，只能大面积的重复打胶，以此覆盖原来的胶缝，达到堵漏的效果。实际情况下不可能全部重新打胶，原有胶缝也无法清洁干净，二次打胶的质量也远不如第一次打胶质量。这也就造成了采光顶漏水经常久修不治，随着使用时间的加长，新漏点不断出现，极难根治。
分析这种情况的出现主要原因一是在于一道胶缝防水比较薄弱，一旦有缝隙就会造成漏水。二是室内的落水点往往并非采光顶表面的漏水点，漏点难以确定。针对这种情况我们采用了一种新的采光顶方案：新方案设置内外两道密封胶缝，即使第一道胶缝出现缝隙，还有第二道胶缝的起到密封作用。同时外层胶缝对内层胶缝也起到了很好的保护作用，延长了内层胶缝的使用寿命，双道密封大大提高了水密可靠性。这种方案需要注意的地方是内外胶缝间形成的管道最低点需要合理设置落水孔，防止外层胶缝的漏水存积在内外胶缝间管道中，由于管道细小，少量的漏水就会在管道中存积成很高的水柱。1m高的水柱对底部造成的压力高达10kpa，会对胶缝造成很大的破坏作用，因此要确保在底部设置落水孔。
五、结束语
本项目为超高层建筑，原设计方案主要为传统框架式幕墙及窗系统，综合考虑本项目品质要求、工期要求、现场条件等各方面的因素，我们对设计方案进行了单元化设计，取得了比较好的效果。由此看出设计方案并非简单的幕墙系统的应用，需通盘考虑才能做出合理的设计方案。
参考文献
[1] <<建筑幕墙>>GB/T 21086-2007.中国建筑工业出版社.
[2]<<玻璃幕墙工程技术规范>> JGJ102-2003.中国建筑工业出版社.
[3]《建筑钢结构焊接规程》JGJ81－91.中国建筑工业出版社.
[4]《铝合金窗》 GB8479-2003.中国建筑工业出版社.
论文作者:徐欣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/11
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