【案例】全过程拆解单元式幕墙经典案例！

明发新城金融大厦位于南京市江北新区、纬七路长江隧道北出口处，浦口大道西侧，新浦路南侧。工程地上建筑总面积68502.3平方米;地上34层，1层层高8.4米、2-34层层高4.2米，建筑高度160.15米(幕墙高度)。

图2完工照片

1.幕墙工程概况

明发新城金融大厦(S02地块)A栋没有裙房，建筑平面为弧线三角形，幕墙形式主要有3种。

A系统：宝石形单元玻璃幕墙，用于建筑的2层-顶层;(图3、图4)

B系统：大跨度钢铝结合框架玻璃幕墙，外带倾斜上大下小的梯形线条，用于建筑的1层(图5、图6);

C系统：宝石椎体雨篷，用于建筑三个立面主入口处。(图5、图6)

建筑外立面幕墙总面积约为38000平方米，其中三角宝石形单元玻璃板块3024块，单元幕墙面积约为36000平方米。

2.三角宝石形单元幕墙设计

2.1单元幕墙平面分格及分格优化

明发新城金融大厦主楼单元幕墙平面基本是正三角形。三角形的三个边采用大半径圆弧，圆弧半径为79.575米;三角形的三个顶点采用小半径圆弧，圆弧半径为10.607米;6段圆弧连续相切组成幕墙的平面轮廓。大圆弧单元板块每层共12跨轴线， 60个单元板块;小圆弧单元板块每层共3跨轴线， 24个单元板块;每层共计84个单元板块。(图7)。大圆弧和小圆弧弧线相切，切点作为大小圆弧单元板块区段的分缝点，切点接口处通过单元公立柱对插腿的角度调整进行衔接。

大圆弧单元板块标准分格宽度为2017mm，小圆弧单元板块标准宽度分格为1944mm，板块高度4200mm。为保证大小圆弧单元型材的通用性及建筑效果的统一，单元板块的平面轮廓投影设计为直角三角形，三角形的锐角角度统一为19.2度，钝角角度统一为70.8度。(图8)。经过大小圆弧单元板块的分格协调及优化，两种宝石形单元板块的型材模图设计，除单元立柱角度有所区别外，其余单元横梁、玻璃横梁、铝板横梁、对角线立柱、外挑立柱等型材截面完全相同，减少型材开模量。

三角宝石形单元板块的造型设计，采用在平面单元的基础上，首从对角线将矩形立面分格成两个直角三角形;然后将板块的右下角向外拉伸，形成三角椎体，三角椎体的正面玻璃和水平面成倾斜角度，椎体的侧面铝板和水平面成垂直90度;最后将板块的右上角向外拉伸，形成倒三角椎体，倒三角椎体的正面玻璃和水平面成垂直90度，椎体的侧面铝板和水平面成倾斜角度。经过两次外挑，最终一个矩形的单元板块被分割成了6个三角形的面，形成三角宝石形的造型。(图9、图10)。

竖直面玻璃及铝板的横梁采用矩形截面，倾斜面玻璃及铝板的横梁采用平行四边形截面。按照大小圆弧各面的定位角度，铝型材开模优化设计中，对横梁的截面及连接槽铝等，进行了诸多优化设计。如板块右侧竖直铝板面的铝板横梁连接槽铝，大圆弧板块槽铝底面角度为81.34度，小圆弧板块槽铝底面角度为81.1度，如果按两个角度开两个模具，两型材角度差只有0.24度，组装时很难区分，故开模时考虑装配间隙满足的情况下，按81.22度统一开模，减少模具数量，简化组装时的型材识别难度。同样，倾斜面的玻璃横梁等也按角度协调统一进行优化开模。

2.3单元板块做法设计

单元板块采用防水成熟的横滑式防水设计。单元横梁排水采用错层排水，增强板块十字接缝处对插腔体的水密和气密性。建筑平面的6段圆弧相切组成，板块设计采用折线板块拼圆弧的设计思路，降低板块的加工和组装难度。板块造型外挑，防水面设计在板块的后轮廓线，采用三胶条两等压腔体的设计思路。板块正面两三角形采用玻璃，顶底两个三角形采用铝板封顶底，右侧竖向三角形面外侧采用穿孔铝板，内侧采用梯形铝板内平开窗，对角线处倾斜三角形面采用固定铝板。

单元板块单元对插横剖做法见(图11)、单元板块对角线斜立柱横剖做法见(图12)、单元板块玻璃竖剖做法见(图13)、单元板块铝板竖剖做法见(图14)、单元板块组装完照片见(图15、图16)。单元板块面板玻璃采用8(均质)+12A+6双银Low-e中空钢化玻璃，铝板采用3mm厚氟碳喷涂铝单板。单元板块的层间防火采用1.5毫米厚镀锌钢板衬100厚防火岩棉、缝口打防火密封胶的做法，本工程三角挑出，镀锌钢板及防火岩棉一直伸到三角挑出面板的横梁部位，保证防火的可靠性。

图16单元板块成型外侧照片

2.4内置开启窗及隐藏式合页、执手设计

本工程采用穿孔板后内置开启窗。开启窗位于单元板块右侧竖直三角形面，外侧为穿孔铝板，内侧为梯形铝板内平开窗。采用外穿孔铝板、内平开窗有几个好处，首先，外立面不会看到开启窗，外立面三角宝石形效果完整、整洁;其次，窗户内开安全、避免有些工程开启窗意外掉落的安全隐患;最后，窗户外侧采用8毫米直径的穿孔铝板、有一定的防尘遮阳效果，同时下大雨有一定的遮挡、对开启窗的防水有利。开启窗外侧穿孔铝板采用3毫米厚、双面氟碳喷涂铝板，铝板开启扇内侧铝板采用2毫米粉末喷涂铝板，开启扇外侧铝板采用2.5毫米厚氟碳喷涂铝板。梯形内平开窗高度2076mm，梯形底边443mm，梯形顶边127mm，是一个直角梯形内平开窗。由于开启窗顶边宽度只有127mm，无法采用不锈钢铰链，最终设计采用在梯形直角边安装合页，梯形斜边采用四点锁。按建筑效果要求，合页不能外露，普通内开窗合页不能满足要求，故对合页进行了单独开模。同样，按效果要求，普通的开启执手凸出开启扇面、影响效果，最终采用和和扇面相平的隐藏式执手。(图17、图18)。内开窗防水设计中，除正常排水口设计及中部防水胶条外，对外侧胶条采用了双腔设计，大大提高开启的防水性。

2.5单元百叶窗设计

建筑的11层和23层是避难及设备层，该层的部分单元板块设计有通风百叶，为保证外立面效果的协调，板块外侧表面采用玻璃百叶，板块内侧采用铝合金防水百叶。按照单元板块的造型，板块内侧铝合金百叶采用倒三角形及梯形组框，型材设计中，考虑型材的通用性，对大小圆弧单元板块的角度接近的百叶框进行了优化设计和统一、减少开模量，方便百叶框组框。(图19、图20)。外侧玻璃百叶采用12+1.52PVB+12透明钢化夹胶玻璃。由于外侧采用间隔的玻璃百叶、没有防水功能，水会进入单元内部被内侧铝合金防雨百叶遮挡，故在三角宝石形百叶单元的的底部三角形踏板处，设计有条形的穿孔，将进入的水从板块底部排出。百叶单元需要通风换气，故穿孔铝板后没有开启窗，采用穿孔铝板露空通风处理。

2.6女儿墙处单元挂件的协调

工程大面主体结构为小梁外挑、混凝土柱退后，单元的埋件及挂座采用结构梁顶面面埋的形式，方便单元板块挂板、调节及收口板块的安装。但在建筑的顶部及架空层部位，原结构设计的女儿墙和结构外侧相平，这样面埋就无法实现、要用侧埋，对板块的编号归类及收口挂板造成一定难度，施工设计中，经和设计院协调，将女儿墙退后，仍然采用面埋的形式，简化了板块的编号归类，保证了板块挂装的统一性。(图21、图22)。

3.一层框架幕墙设计

1层层高8.4米，同主楼一样，采用竖明横隐框架玻璃幕墙。一层幕墙宽度分格和主楼单元板块对应、分格尺寸一样，最大玻璃分格2017*3950mm，玻璃配置采用10(L双银OW-E 均质)+ 12A+10中空钢化玻璃。由于层高较大，立柱采用铝包钢、钢铝结合的做法，钢立柱采用300*100*10*10镀锌钢立柱(图23)。为保证和主楼效果的协调，竖向明框线条平面倾斜的角度采用和主楼单元三角挑出角度相同、上下对应，线条采用上大下小，顶部外挑622mm、底部外挑200mm，侧面投影为梯形。为提高线条利用率，施工时开了一个整体模具，将侧面投影为矩形的型材一切二，形成两个梯形的型材线条，减少型材浪费(图24)。

4.宝石椎体雨篷设计

雨篷位于建筑三个大圆弧面的入口部位。雨篷宽度16.32米，从立面外挑10.57米，雨篷支撑结构：雨篷两边部各布置有一根200*350*16的箱型梁，箱型梁前端采用4根￠203*10的拉管固定在主体混凝土柱上，箱型梁后端根部固定在立面幕墙的弧形钢梁上;在雨篷两边部的箱型梁之间，按雨篷顶部的椎体造型布置椎体圆管桁架进行支撑，圆管桁架主管采用￠121*8、腹管采用￠70*6。

为保证和主楼与三角宝石形单元板块的效果协调，雨篷顶部采用四角玻璃椎体及三角铝板椎体组合。雨篷的底部，和顶部四角玻璃锥对应采用穿孔不锈钢板倒四角锥，和顶部三角铝板锥对应采用不锈钢板倒三角锥。雨篷玻璃采用10+1.52PVB+10透明钢化夹胶玻璃，铝板采用3mm厚氟碳喷涂铝单板，不锈钢板采用2毫米厚拉丝不锈钢板。雨篷顶部效果图见(图25)。雨篷顶部椎体节点做法见(图26)。

5.单元板块加工

单元板块的做法定型及大小圆弧板块的型材优化协调后，板块的中心任务就到了型材及面板的加工和板块的组装。

首先，对于型材的开模，做法及型材设计完成后，由于加工及组装的复杂性，在型材最终开模前，对板块进行了一比一的三维放样，三维放样包括型材的加工放样和玻璃尺寸的加工放样，检查型材细节的干涉情况、加工可行性、密封可靠性、开模可行性等，以便对型材细节再次进行优化。(图27、图28)。

其次，对型材进行试加工。单元板块的型材较多，由于板块造型的特殊性，型材加工的形式比较复杂，有型材端头双向切割的角度(图29)、有小于10度长剖口的斜角端头(图30)加工等。型材开模前，通过三维的实际放样，将各种加工难度较大的型材加工图从三维模型提出来，和公司板块加工厂工艺人员进行分析，按设备性能确定能实现加工的设备，对现有设备不能满足加工的型材，会同设备厂家对设备进行改造。通过三维的实际放样，加工时将能在数控设备进行加工的杆件，将实际加工三维模型导入设备，直接生产加工程序，提高加工精度。

然后，对板块进行试组装及挂样。组装的精度主要取决于两个方面，第一个是型材的加工精度，型材加工精度需要设备的加工调试和质检严格保证;第二个是板块的组装工艺，组装工艺的重点是型材及面板的组装顺序及精度控制，通过试组装，合理优化组装工艺，以保证板块的安全性、防水密封性及尺寸精准性。(图31、图32)。

最后，通过物理性能试验进行验证。物理性能试验的检测主要包括抗风压性能、水密性能、气密性能、平面内变形性能。抗风压性能取决于型材截面的大小设计、面板厚度设计、面板及龙骨连接设计、挂件设计及埋件设计等，在型材开模前经过结构计算已能保证;平面内变形性能面板连接的构造设计、骨架连接的构造设计等，节点构造设计均已保证。所以，物理性能检测的重点是板块的水密和气密性能，比较薄弱的部位包括开启窗部位、型材拼接部位、面板拼接部位等。经过在江苏省检测中心的进行的4*2、8个单元板块的试验检测，单元板块达到了各项性能要求，一次通过。

6.单元板块吊装

经过型材模图的优化、型材试加工、板块试组装、物理性能的检测及加工组装工艺的优化，单元板块已可以进行大批量的加工和现场吊装了。

按照工程的实际情况，单元板块采用在建筑顶部架设单轨吊进行吊装(图33)。本工程高度160米，高度不是太高，吊装时未采用进楼层转运吊装的方式，采用板块一次起吊进行安装，提高安装效率。

按现场塔吊和施工电梯的部位，共设计安装有三个板块起吊点，起吊点部位将起吊导向钢丝绳上下拉紧(图34)，避免板块吊装中受风等因素的摆动。板块起吊采用架设在楼顶的卷扬机进行竖向起吊(图35)，起吊到达安装楼层后，换勾到单轨吊上的电动葫芦，进行水平移动及安装(图36)。

收口单元设计在施工电梯处，采用3块留空，2+1安装的收口方式。

经过几个月的优化、开模、试模、试加工、试组装及物理性能试验等前期细致的准备，单元板块的现场吊装快速并顺利。从6月份开始吊装，到11月初基本完工，3024个三角宝石形单元板块安装完成，建筑初具雏形。

7.结束语

经过近一年的艰苦努力，明发新城金融大厦(S02地块)A栋幕墙工程于2016年10月完工(图37、图38)。作为工程的参建者，对在设计和施工中给予我公司大力支持和帮助的有关单位，表示深深的感谢及真诚的敬意!