装配式幕墙工程施工组织设计论文_张玲利

惠州天地源房地产开发有限公司广东惠州 516000

摘要：与传统现浇建筑相比,装配式施工方法大大的提高了施工的效率,同时也提高了建筑工程的质量。本文以装配式幕墙为例,对A2项目大板块幕墙的设计进行了深入的研究分析。

关键词：幕墙工程;构造系统;装配化施工

引言

随着建筑装饰行业的不断发展,采用装配式的施工技术正逐渐成为未来的主要发展方向,不仅可以节省材料,降低能耗,而且可以提升劳动效率和施工精度。因此，装配式幕墙工程设计因其施工方便,加工精度高且质量易得到保证等优点,近年来逐渐被大家认可和推广,并运用到建筑业各领域。

1.项目背景

国务院总理李克强在2016年9月14日主持召开的国务院常务会议上指出，大力发展装配式建筑，推动产业结构调整升级；同时鼓励适应市场需求，完善装配式建筑标准规范，推进集成化设计、工业化生产、装配化施工、一体化装修，支持部品部件生产企业完善品种和规格，引导企业研发适用技术、设备和机具，提高装配式建材应用比例，促进建造方式现代化。对于城市副中心建设，某市政府提出要坚持世界眼光、国际标准、中国特色、高点定位，以创造历史、追求艺术的精神进行规划设计。某市市委要求把城市副中心建设成标杆工程、历史典范。要发扬“工匠”精神，创造更多精品，留下更多经典，努力让副中心建设“不留历史遗憾”。

某城市副中心行政办公区是一个集约、高效、本土、人文、朴素、典雅的建筑群。A2项目是包括主楼1座、副楼4座等的办公区建筑群，它们形态各异、功能不同。外墙系统以大面积的预制混凝土挂板、石材幕墙为主，玻璃可定位为幕墙窗单元板块，同时还有金属板幕墙、GRC板、金属格栅等，简约庄重、低调沉稳。本项目外墙线条明晰，分格和构造有规律，板块模数比较统一，相同尺寸材料多，特别适合以预制板块装配式施工。各种预制板块采取工厂化生产、现场装配的方式，不仅可省时、省工、省钱，且无污染、少噪音、无粉尘，与绿色、低碳、节能、环保的可持续发展的精神相一致。

建筑设计须满足以下要求：1）建筑设计使用年限50年；2）外墙结构设计使用年限50年；3）外墙设计使用年限25年；4）所在地区粗糙度类型为B类；5）抗震设防烈度为8度；6）基本风W0=0.45kN/m2（50年一遇）；7）建筑物耐火等级为一级；8）消防建筑类别为一类高层建筑。

2.大板块装配式幕墙系统的提出

中国建筑设计院有限公司（以下简称中国院）是该项目的建筑设计单位，在崔愷院士及其设计团队提出的装配式构件理念指导下，中国院建筑帷幕设计咨询中心的同仁共同研究，于2016年9月提出了A2项目具有分格构造有规律、板块模数较统一、相同尺寸材料多等特点，具备工厂生产大板块、现场快速吊装施工的优势，特别适合于开展装配式建筑的实施。经过两个多月的努力，于2016年11月底前完成了城市副中心北区建筑群的大板块装配式幕墙系统的设计方案研究、方案实施论证、施工图设计、加工工艺和施工工艺细则等工作，并于11月30日通过了专家评审。本文主要介绍A2项目中2、3工程标段的重要幕墙板块设计、加工和安装工艺，所涉及的大板块构件包含清水混凝土预制构件、组合铝合金幕墙窗、保温防水隔音单元等，这些材料都要在工厂加工组装完成，运输到工地吊装后做单元间密封处理，最后进行竣工验收。

此装配式幕墙组合大板块系统主要采用清水混凝土幕墙窗混合板块，尺寸为4.5m×4.2m，投影面积18.9m2，总重7.716t。其中，清水混凝土构件表面积12m2；板块重约6.8t；玻璃幕墙窗尺寸2.86mx3.16m，面积9m2，板块重约580kg；保温防水单元组件，由保温岩棉、铝镁锰防水板、硅酸钙板组合而成，面积约12m2，重约336kg。

设计过程中，玻璃幕墙窗与大板块清水混凝土、保温防水组件组成整个单元，包含外遮阳、灯光、纱窗等附加设施，内开内倒窗+室外纱窗，并在四周窗边设置20mm铝合金型材线条，与外立面边线齐平，最大限度地满足建筑效果及装配式集成化。组合板块采用预制转接件进行三维调节，内面板设计为硅酸钙板，为室内装修墙面预留基面条件。

对于大板块装配式幕墙，基本设计方法与普通幕墙无异，不同之处在于它的板块组合的材料多元性，加工工艺设备必须达到生产该板块主/辅料下料、成型、机加工、组合拼装、包装吊运等一系列要求，缺一不可。相对而言，一些工厂设备不齐全、加工能力差的施工企业是难以按质量完成工程任务的；一些企业由于擅长对异形幕墙的施工，具备综合的委外加工能力，有足够的组装场地与良好的技术集成能力，就可以驾轻就熟地完成大板块拼装和安装工作。大板块装配式幕墙，除了混凝土、铝合金、铸钢件、尼龙、塑料等整体成型的浇铸件外，大部分都可以拆分成多个小零件进行加工，然后组合成大组件板块，对于A2项目，我们做了如下规定：

（1）由专业厂家将混凝土挂板造型按照洞口尺寸做成一个整体，内部加筋、加挂件、加连接螺杆等，加工完成后清理备用。

（2）整体幕墙窗按照成熟工艺整体加工，安装时板块的重量会通过连接构造传达至吊点处，注意吊点及其连接结构的受力状况；关注幕墙窗与混凝土构件的公差配合、有效机械连接、密封防水、断冷桥等，以保证质量。

（3）保温防水单元组件由120mm厚保温岩棉、0.9mm铝镁锰防水板、10mm硅酸钙板组合，通过内部的钢支架组合成一体，通过预先准备好的固定支承点固定在清水混凝土构件上。

（4）预制混凝土按实际计算结果设计厚度，不小于160mm（除去肋厚不小于50mm）；预制混凝土表面颜色，按建筑师要求，在清水混凝土构件表面涂抹保护层，背面刷渗透型环氧防水涂料，起到良好的防水效果。

（5）隐蔽的钢构件采用热浸镀锌处理。

（6）大板块幕墙构件采用挂件、转接件、槽式埋件与主体结构连接。

（7）泛光照明的构造切入幕墙系统中，预埋管线孔、道，留足接口位置。

（8）幕墙窗体设计了遥控电动外遮阳，满足绿色节能需要。

（9）开启扇使用不锈钢纱窗。

一般幕墙施工中，先做好预埋件而后进行现场拼装小型的幕墙单元，甚至先竖立柱龙骨再拼装。该项目的装配式建筑幕墙创新性地采用了工业化生产的建造方式，是一个集结构系统、外围护系统、泛光照明设备与管线系统、遮阳设备及控制系统、硅酸钙板简易内装系统于一体的全专业设计，系统集成的生产过程全工艺设计与施工安装工艺全过程设计，是以工业化建造方式为基础，实现帷幕相关系统的策划、设计、生产与施工一体化的过程。本项目技术集成创新体现在以下层面：首先，明确了装配式建筑的概念，从顶层设计开始就提出了必须实现装配式建筑的理念，构建装配式建筑的设计思想体系，鼓励我们大胆进行装配式建筑的系统集成设计；然后，把北区建筑当作完整的工艺作品进行统筹设计，强调了装配式建筑全生命期的可持续性，并对装配式建筑提出施工图设计、加工生产工艺设计、施工工艺设计、全过程施工管理的建造方式和实现要求。

3.大板块装配式

幕墙系统的设计与施工关键点装配式建筑幕墙与一般的建筑幕墙相比，无论是设计还是施工都有很大区别，其中最关键的是施工图设计、加工及施工工艺的设计、管理。

3.1施工图设计

装配式建筑幕墙必须要有高完成度的施工图成果，优质的、具有法律效力的施工图纸是成功进行装配式建筑幕墙施工的重要基石。施工图采用的技术需具备成熟、先进、可靠、安全、节能及方便维护等特性，并且保证其设计深度能够严格控制中标单位的工程成本。在招标前完成施工图设计，并将图纸深化到施工图程度，施工单位只需按图施工便可达到效果，无需再进行深化设计，这有利于方案设计意图的实施与把控。不同的设计单位对施工图完成程度和质量把控差别很大，因而对原方案设计意图的理解容易出现偏差，甚至导致无法实现建筑师对于建筑外观的实际构想。建筑外立面幕墙的材质、节点、构造形式是表现建筑的关键，以施工图进行招标，减少了施工单位利用再深化设计进行偷工减料或索赔的机会，节约开支。

3.2加工生产工艺设计——工厂组装

装配式建筑幕墙必须有合理的生产工艺设计，使用得力的设计顾问团队进行相应的生产工艺质量管理，使得装配式建筑幕墙板块能够在工厂实现一体化生产，减少工地安装环节。装配式幕墙的板块应尽可能在受质量管理监控的工厂进行组装，所有玻璃、石材、混凝土、金属板通过支承框架组装成单元板块。所有预留接口的切割应在工厂进行并能够在现场直接安装，不要求在工厂组装的部件在拆卸之前应在工厂调整和做记号，确保在现场能正确组装。同时要保证所有连接点牢固可靠﹐并进行精确切割、装配和接口密封﹐避免削弱部件的耐候性和防水性能，在与其他金属构件、铝框接触时﹐提供足够的隔离措施；采用统一的组件加工技术﹐以保证所有构件外观上的一致性；承重挤压铝型材应能完全承受组件的重量、设备荷载和风荷载﹐并考虑可能出现的其他要求。

3.3施工工艺设计

所有大板块装配式幕墙的实施关键取决于施工的可行性，装配式建筑幕墙板块大、重量重，运输和施工吊装要求较高，更需要严格的紧固装置。一般来说，装配式建筑幕墙板块是一个楼层的高度或一个柱距的宽度，单榀重量在5~10t之间，考虑汽车运输会超高、超宽，所以组装厂不宜过远，最好距施工现场不要超过100km，以便于夜间非繁忙时段运输。施工现场使用塔吊机时必须留有足够的荷载余量，起重吊机车可以利用消防通道进行作业，需要特别注意架空层受荷超载状况，杜绝事故发生。

对于装配式建筑幕墙，大板块与结构的承重和紧固连接必须是可靠的，且须留有足够余量；位移节点应能够容纳所有预期位移，并能顺利运动而不出现障碍，不产生噪音和振动；金属的焊接应符合相关标准，操作方法应能防止变形，焊接面应在可靠长度内充分连接，没有孔洞、杂质、裂纹或毛孔，以确保长期性能，并确保焊接受力足够承受设计要求；所有转角、对接、角度连接的生产和施工都应有足够强度和刚度，以承担板块上所有预制配件的临时荷载。

3.4全过程施工管理

装配式建筑幕墙在建造过程中必须有更强的质量控制手段，应进行专业的全过程管理，包括设计修正、设备配套、工位配置、加工工艺流程、加工施工顺序等服务。若工程监理方的幕墙工程专项管理技术力量不足，应聘请专业幕墙顾问协助业主和监理共同进行工程管理，把控施工质量，避免业主或监理在不知情的情况下与施工单位产生不必要的纠纷。专业的装配式建筑幕墙顾问工程师应具有运用科学、专业的管理原则处理工程问题的经验，精通幕墙设计和施工各个流程，有能力把控装配式建筑幕墙设计、生产、施工各环节，派专人负责现场施工配合工作，定期参与现场例会，按现场需要随时解决技术问题及完成各项审查工作，直至配合业主完成装配式建筑幕墙工程的相关验收工作。

A2 办公楼总体规划设计