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文档简介
对幕墙工程设计方案的优化与建议针对工程设计方案的技术分析与优化建议前言我们认为本工程原幕墙工程方案设计图纸对该建筑的理解比较深入,根本能满足建筑师的立面要求,我们特组织了一批有多年单元幕墙设计施工阅历的工程师对该方案进展了认真的学习和争论,认为该套方案从技术和理论上,都具有肯定的科学性、先进性及合理性,但是在很多局部地方可以做进一步的优化,以改善和提高幕墙的水密性、气密性、节能性等各项性能及幕墙的构造安全性、工艺性、构造合理性。以下是我们对该套方案图的一些优化与建议,供业主、建筑师及专家审核。本工程原招标幕墙设计方案的特点1.现行的局部单元式幕墙未承受等压原理进展设计,或等压原理运用不合理,所以局部渗漏水不能准时排走,从而造成了幕墙漏水的现象,本工程原设计方案较好地运用了等压原理进展设计,胶条插接,防水、排水层次较清楚;设计了横锁型单元式幕墙系统,上下单元之间竖向插芯起到传递弯矩及安全吊装作用,可有效防止平面变形作用下相邻板块发生侧移;现行的很多单元式幕墙系统构造不甚合理,未承受可独立更换性设计,一旦面材发生意外破损,更换起来格外不便,原设计方案在构造设计上承受了可独立更换性设计,比起一般单元式幕墙更具优势;室内、外侧龙骨视觉效果要好。作为幕墙构造体内的龙骨,连接螺钉的外露现象在一些工程中严峻影响内视效果,同时对于安全治理也造成了肯定的隐患。而原设计方案尽量把全部构件的连接螺栓一律不外露作为一根本设计原则。针对工程设计方案的技术分析与优化建议经过对原幕墙设计方案的认真学习和争论,我司认为该方案总体来说对建筑的理解比较深入,立面设计很有创意,但在一些构造设计、细部构造设计、防水设计、工艺设计、节能设计等方面值得进一步探讨和优化,一些部位需进一步细化说明。下面按招标文件要求,在不转变原幕墙系统及外观效果和功能的前提下,针对本工程主要幕墙系统进展分析和优化说明:1.EWS1〔包括EWS1A、EWS1B、EWS1C〕EWS11〕防水构造设计优化及深化原单元幕墙设计方案中横竖缝最外层对碰胶条形成雨屏,为第一道密封〔打有排水孔,是非完全密封胶条形成其次道密封,第一道与其次道密封之间形成的腔体为等压腔。由于原方案型材后部横竖方向第三道插接只是非密封的硬性插接,无法形成气密线及有效防水,第一道密封为非完全密封的雨屏,因此其次道密封必需完全封闭,担当水密线、气密线双重作用。但原方案十字缝部位在胶条与铝型材槽插接处伸缩部位顶部存在缝隙,胶条连接处也未明确密封处理措施,处理不好可能存在漏气和漏水隐患。为改善提高主单元幕墙系统的气密性和水密性,我司优化深化方案描述如下:十字缝部位的防水处理:板块封口部位是幕墙系统的水密性、气密性的一个薄弱环节,处理的好坏也是一个关键问题,封口部位指相邻单元板块的接缝处,我们将横锁式幕墙每横排单元板块的上横框其次道密封承受横向连续的硬质胶条密封,形成水坝;竖向则搭接密封在横向胶条外,每层高度为一个密封单元。十字封口处顶部缝隙则用耐候密封胶实现全密封,既起披通过外部雨幕胶条的泻水口排出室外。可有效解决十字缝处漏气和漏水问题。铝型材连接处处理:铝型材角部连结及拼接处承受高防水组角胶,确保全部型材连接处不会发生渗漏。胶条连接处处理:交圈胶条角部连接处承受整体成型及组角耐候胶保证在肯定变样子况下不渗漏。改善第三道密封设计:第三道插接承受铝条和密封胶条结合的〔如以下图。改善第三道密封实现柔性连接案
原方案
原方案
改善第三道密封实现柔性连接
原方案原方案十字缝处横竖防水线原理示意图细部设计优化EWS1A、EWS1B、EWS1C22m〔如以下图〕幕墙工程技术标准17mm7mm,玻璃嵌入24mm,因此玻璃嵌入槽口总深度不符合标准要求。我司优化方案为将玻璃嵌入槽口总尺寸调整为25m〔如以下图即可完全满足标准要求。2525 25252222优化方案优化方案 原方案 原方案节能设计优化单元幕墙竖向立柱接外凸窗窗框部位,因没有设置隔热断桥型材,热量通过铝型材直接与室内外露铝型材接触,形成了直接传递热量的冷桥,对局部节能不利〔如以下图。我司优化方案承受〔如以下图又确保扣接的安全性和平坦度,完善了整体节能性能。隔热材料直接接触隔热材料直接接触优化方案 原方案优化方案 原方案EWS1单元幕墙外凸窗系统是本工程一大亮点。它凸出在幕墙面外,使用敏捷性、耐久性、节能性的保障至关重要。凸窗十字节点外视效果 凸窗十字节点内视效果1〕外凸窗开启扇系统构造启窗腔体,此构造因有外挡板渗漏水不易排出,可导致渗漏。〔如以下图〕无碰撞,开启敏捷 立式胶条无碰撞,开启敏捷立式胶条凸起碰撞干预优化方案
优化方案 原方案我司提出的开启窗构造方案则有效解决了以上问题。可做到轻松启闭开启扇,安装便利,无碰撞,开关敏捷;设置了内排水构造,即使少量渗漏水进入内腔,也可便利排出,不会渗漏到室内;〔如以下图〕连接卡件 协作间隙过大连接卡件协作间隙过大优方案 原方案原方案外凸窗顶部防水外凸窗突出幕墙面,长期暴露在室外,其防水是关键,而其顶部防水排水设计尤为重要。原设计方案顶部铝板承受折边直接插入铝型材槽口的形式安装,不易保障防水,假设处理不当消灭渗漏将是一大圆满。我司优化方案承受设置防水胶缝和排水坡度的方式,堵排结合确保无渗漏,而且便利清洗维护,具备肯定的雨水冲刷自洁功能。另外,在不存在防水问题的室内层的铝板接缝则仍旧按原方案进展,使室内接缝的完整性和效果更〔如以下图〕防水胶缝防水胶缝防水胶缝铝板折边直接插入铝槽连接优化方案铝板折边直接插入铝槽连接铝板折边直接插入铝槽连接原方案EWS1BEWS1B易渗漏部位的原密拼缝设计也优化为外面为防水牢靠的耐候胶缝内置批水板的设计。另外,在不存在防水问题的室内层的铝板接缝则仍旧按原方案进展,使室内接缝的完整性和效果更好。外凸窗节能设计优化原方案外凸窗部位外部局部铝型材与室内直接连通,易造成热量损失,对保温节能不利。我司优化方案实行适当的隔热节能措施,削减热量传递,提高节能性能〔如以下图〕隔热材料直接接触隔热材料直接接触优化方案 原方案优化方案 原方案装饰遮阳穿孔铝板系统单元幕墙外凸窗上部的装饰遮阳穿孔铝板系统是本工程又一大亮点,是集装饰效果和功能实现的点睛之笔。原设计方案穿孔铝板面板单块尺寸多为2760x2310和1440x2760,单块面板很大,承受点连接,无加强肋,其面板平坦度、挠度变形掌握和连接强度是关键。我司承受以下方案进展处理:边部加强设计:铝板承受折边处理,在角部承受角铝整体组框,提高边部强度、板面平坦度和抗变形力量;面板加强肋设计:为更好保证面板平坦度、挠度变形掌握、点连接处的连接强度,大板面穿孔铝板必需承受加强筋设计。为更好地保证立面效果,我们承受只在分格缝位置设井字型加强肋,正好不锈钢连接同时也是加强肋可见时的最好效果〔如以下图〕060660MP34mm穿孔复合铝板60x40x3铝方通加强肋60x40x3铝方通加强肋优化方案室内效果:室内凸窗处人的高度可以看到穿孔板背部,因此背后加强肋不行以多加,且必需保证美观,最好看不见加强肋。假设业主对此处效果要求极高且在投资允许的状况下,建议承受较厚的蜂窝铝板的方案,或内外两层铝板中间加强肋不行见的方案,内外层铝板均做饰面处理,其安全性、完整性、美观性均大有改观。EWS1原方案在单元幕墙阳角处设计了整体转角板块作为主要构造〔详见原方案图纸SD110玻璃外片嵌入铝压条尺寸过小,不符合标准要求,在板块变样子况下简洁消灭脱出及渗漏现象;玻璃后衬铝背板螺钉无法安装,存在工艺问题。针对以上状况我司做了相应优化〔如以下图连续的横向防水胶条,确保防水体系的贯穿。优化方案1〕格栅型材尺寸问题:原方案格栅型材尺寸较大,承受整体型材开模,开模尺寸到达4-5mm优化方案承受组合模具进展设计,没有生产力量限制,开模精度更有保证,在保证安全牢靠性的同时还能大大降低型材用量〔如以下图〕组合模具组合模具
250 5120 165
5165 15 6022012165 165 15 60优化方案整体模具整体模具
原方案原方案原方案单元格栅与推拉窗及墙体位的收口铝板处理:〔详见SD01、SD122A等〕单元格栅为镂空装饰板块,没有面板,不具备防水功能,因此单元格栅与推拉窗及墙体位的收口防水处理相当重要,假设发生渗漏,将直接进入室内。原方案的型材与铝板密缝连接极易渗漏,推拉窗、少局部粉刷层、收口铝板和单元板块之间产生多道接口,处理不好存在多处漏水隐患。优化方案:承受一道铝板两道胶缝将单元板块与推拉窗之间全封闭处理,〔如以下图〕具有以下优点:削减接缝,简化环节,削减渗漏可能的途径,提高防水性能;构造接缝而言,牢靠防水;的影响,收口简便易行;外观效果更好更完整。两道胶缝密封两道胶缝密封优化方案优化方案无排水坡度优化方案无排水坡度无排水坡度原方案
原方案EWS13、42.EWS2防水构造设计优化及深化EWS2EWS1EWS2〔打有排水孔,是非完全密封道密封,第一道与其次道密封之间形成的腔体为等压腔。原设计方案存在以下缺乏之处:由于原方案型材后部横竖方向第三道插接只是非密封的硬性插接〔如以下图,无法形成气密线及有效防水,第一道密封为非完全密封的雨屏,因此其次道密封必需完全封闭,担当水密线、气密线双重作用。但原方案十字缝部位在胶条与铝型材槽插接处伸缩部位顶部存在缝隙,胶条连接处也未明确密封处理措施,处理不好则可能存在漏气和漏水隐患。我司优化深化方案,改善主单元幕墙系统的气密性和水密性:1〕十字缝部位的处理:安装完三个板块,在安装第四个板块时在胶密封,有效解决了十字缝处漏气和漏水现象〔如以下图。改善第三道密封实现柔性连接优化方案 原方案优化方案 原方案确保全部型材连接处不会发生渗漏。3〕胶条连接处处理:交圈胶条角部连接处承受整体成型及耐候胶满块协作连接板并在连接缝隙打满耐候胶以确保防水线贯穿而不渗漏。4〕改善第三道密封设计:第三道插接承受铝条和密封胶条结合的方式,即可同时起到插接和有效密封作用,并实现柔性连接〔如以下图。改善第三道密封实现柔性连接优化方案 原方案细部设计优化原方案设计节点中〔如SD20~SD226中的单元幕墙节点构造胶〔如以下图。或承受先打构造胶再将玻璃板块挂装在主体框架上的单元、小单元结合体系。室内打构造胶构造胶难打饱满室内打构造胶构造胶难打饱满优化方案 原方案优化方案 原方案SD206中,隔热条承受玻璃重力产生的剪力和弯矩,构造胶长期承受静荷载,均不利。2mm2mm直接长期承受玻璃重力,又使隔热条避开承受玻璃重力产生的剪力和弯矩,为简便易行的解决方案〔如以下图〕承重铝托条 构造胶长期受力优化方案 原方案
优化方案 原方案EWS2〔SD021〕存在以下缺乏:内倒窗窗框窗扇部位,因没有设置隔热断桥型材,热量通过窗框窗扇铝型材直接传递到室内,形成了直接传递热量的冷桥,对局部节能不利;开窗部位比不开窗部位多出了两圈窗框窗扇尺寸宽度,尺寸较大,对整幅幕墙整体效果影响较大。我司优化方案:〔如以下图断热冷桥,完善了整体节能性能。设计了隐框内倒窗系统,窗扇为隐框,较好地保证了幕墙整体效果影响。窗扇隐框设计隔热断桥设计
窗扇明框设计热冷桥优化方案 原方案平推窗系统设计优化方案 原方案原方案隐框平推窗顶部无批水,内部无有组织内排水体系,水一旦进入系统内,将可能直接发生渗漏,防水性能需再提高;另外组角系统还可更完善。我司优化方案〔如以下图〕顶部批水双组角系统
雨水易渗漏部位优化方案 原方案设计了内排水构造,即使少量水进入,也可沿着内排水体系排出室外;双组角系统:L成双组角系统,确保窗的精度、平坦度和整体性。开窗掌握系统方案每个窗设两副平推窗铰链,执手启闭系统。人性化设计:对〔下端在距地面850对于高窗〔下端距地面1200左右位置;以便在适宜的高度便利使用和维护。单元幕墙转接系统转接系统设计是单元幕墙板块实现幕墙与主体构造的连接,转接系统是整个幕墙系统安全与调整的关键。一般转接系统往往存在以下问题:XYZ安全性;板块绕XZ形。本工程主要包括顶挂转接系统和侧挂转接系统两种。顶挂转接系统我司认为原招标图中单元幕墙转接系统根本能满足转接和调整要求,但在以下方面值得进一步的优化:转接系统进出方向原方案设计±25mm35mm,以充分适应构造偏差。原转接系统在水平方向往外调整过大的状况下,挂座水平方向悬臂较大,而本工程单元板块重量较大,铝挂座单臂悬挑承重,可〔如以下图前提下,优化了截面,降低了本钱。钢铝结合转接系统优化方案优化方案原方案
铝挂座单臂悬挑承重结合转接系统优化方案结合转接系统优化方案侧挂转接系统原方案中侧挂转接系统最大的问题是幕墙面进出方向很难调整,准确性和操作性较差,牵强调整其调整量也太小。优化方案:侧挂转接系统我司方案承受∏型钢挂座与铝转接件结合的系统,充分利用板块背部空间增大调整量,钢挂座上的〔如以下图〕钢挂座长圆孔调整优化方案
优化方案原方案优化方案原方案单元幕墙预埋件系统本工程中单元幕墙承受的是槽型预埋件,其主要性能特点如下:72KN,由于是批量生产,产品质量性能稳定。较大的土建误差,相对平板埋件有着较大的调整余量。直接简洁连接,削减施工工序。平板埋件敏捷性差,与系统连接时需搭焊角钢或钢板,增加了工序。接,削减了工序,降低了本钱,缩短了工期且无火灾隐患。平板患。EWS3xx16200。〔1〕支撑体系原招标幕墙方案:主支撑体系竖向为钢管与拉索的组合桁架,但此构造体系不是负风压时明显不符合构造计算要求。我司优化方案:在正负风荷载状况下,均有一根拉索受拉力,且都能将拉索所受拉力传到钢管上变成钢管的轴向力,而钢管承受轴向力力量很强。整个体系稳定而平衡,对构造支点的反力也较小。这就是自平衡拉索体系的构造优点。经计算本方案体系完全符合构造〔如以下图〕优优化方案2 〕效果:建筑立面通透、大气,整个体系轻松、简约,尽显玻璃的晶莹剔透、不锈钢配件的金属质感与机械美感,给人以猛烈的现代艺术感观冲击。〔2〕支撑体系与主体构造的连接自平衡体系与构造连接设计,上下端与构造连接均承受钢耳板铰支座,其中上端为竖向可滑移铰支座。由于优化方案中自平衡体系钢管离幕墙玻璃完成面距离比原方案,因此建议地下构造梁部位也要相应加宽至钢管与地面铰接点位置,以使受力更加合理。〔3〕拉索体系接门系统原招标幕墙方案对点玻幕墙开门没有具体描述,但大样上显示1300x2100我们认为作为一个四层高大跨度空间的唯一出入口,此门单扇6502100细部处理方案将依据门尺寸的变化作出相应调整。6.EWS4位于主楼六层内庭大跨度玻璃采光顶,平面尺寸为31200x39000的幕墙系统根本能满足立面要求,我司在此根底上做了进一步的优化设计:构造体系原招标幕墙方案:主构造体系横竖向均为钢管与拉索的组合桁架,主跨横向为钢管、撑杆、拉索组成的鱼腹型组合桁架,竖向为钢管、撑杆、拉索组成的水平型组合桁架〔如以下图。这种体系在构造上的缺乏在于:依据招标技术要求计算安装温度+25K偏差时,钢索可能处于放松状态,致使主跨变成单管受力,从而不符合计算要求。原方案我司优化方案:1〕主构造体系:主跨横向为钢构造组成的钢桁架,一端铰支座、一端滑移铰支座与主体构造连接。桁架之间为三排¢203联系钢管;7800跨为300x200x8经计算本方案构造体系完全符合构造计算要求〔如以下图〕140X80X6钢方管SC4φ299X14钢管 300X200X8钢方管 8+12A+8+1.14PVB+8MM厚夹胶中空钢化玻璃130013001300130013001300130013001300130013001300130013001300130013001300130013001300130013001300SC4φ152X8钢管SC4φ203X10钢管3900
7800
3900 3900
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390015 16 17 18 19优化方案、简约,尽显开放、自然与交融,不失现代感和稳重感。面板连接系统内部承受二次防水构造安装系统。排水方向上的构造体系设计了泛水坡度,同时分缝承受局部扣盖,利于采光顶的排水和排污;全部玻璃分缝处及扣盖端部打满耐候密封胶,确保第一道防水线密实贯穿;内部设计用交圈密封的三元乙丙橡胶条形成有组织的二次排水体系,可将极少量渗漏水从体系内排到落差排水沟内,确保采光顶的防水性能。EWS5承受钢龙骨作为支撑体系,防火玻璃固定在钢构造支撑上,阻90该体系必需确保玻璃及龙骨体系的防火性能。玻璃承受6+12A+6中空铯钾防火钢化玻璃;钢龙骨外表防火涂料处理,确保整个幕墙体系的防火性能满足要求。EWS6EWS6下优点:充分利用碳素构造钢弹性模量大的特点,使系统完全满足跨度大〔5200mm〕的要求;用钢龙骨作为主受力构件,用少量的铝型材作为构造设计,在减小龙骨截面的同时削减了型材用量,节约了本钱;钢铝结合的幕墙系统转接形式更加敏捷。但原方案在铝板收口、防水百叶和龙骨连接上还有需要优化的地方,我司做了进一步优化设计:铝板收口:原方案SD6021〕对构造平坦度要求很高,如构造存在正常偏差25mm,则胶缝宽窄不一,同时铝板与构造边不能在一条线上影响外观效果;性不好等各种问题时,水可直接进入室内,防水性较差。〔如以下图偏差,又大大提高防水性能,同时外观效果也较好,有效地解决了以上问题。铝板与排水沟平铝板封边优化方案 原方案优化方案 原方案周边防水百叶系统:我司对防水百叶片截面进展了优化,设置了两道防水构造,提高了其防水力量。龙骨连接:原招标幕墙方案将立柱与横梁通过连接件固定死,使横梁失去相对立柱位移的力量,不符合标准要求。我司将此处进展了优化,符合标准要求。EWS7该幕墙系统为门系统,门的类型以有框地弹门为主,在各主出入口门的两侧设有门廊,最终形式由业主、建筑师以及室内装修共同确定。我们对原招标幕墙系统进展了以下优化:玻璃承重:如SD701,玻璃重力荷载长期施加在隔热条上,隔热条受弯较差,将可能消灭变形及玻璃下沉现象。我司按标准设计了铝托条通过橡胶垫托住玻璃,并将重力直接传递到横梁上,有效解决了以上问题〔如以下图。铝托条传递玻璃自重 玻璃自重由隔热条承受优化方案优化方案 原方案原方案龙骨系统:原招标幕墙方案将立柱与横梁通过角铝连接件固定死,使横梁失去相对立柱位移的力量,不符合标准要求。我司将此处进展了优化,既保证了连接牢靠,工艺简捷,又保证了横梁相对立柱位移的力量,符合标准要求。另外通过构造计算对余量较大的横梁截面进展了优化。EWS7门周边幕墙系统的细部效果和防水尤为重要,此接口正好也是EWS7果和水密性,我们对此处节点进展了细化考虑,详见深化节点〔如以下图。MP23mm铝单板优化方案:10.关于抗震设防烈度的建议建筑抗震设防事关百年大计。本工程建筑设计中抗震设防烈度GB50223-2082023年7月30日实施〕4.0.33.0.3应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施议本工程抗震设防烈度按八度进展计算和设防。以上内容为我司对原招标方案深思熟虑后的局部深化和优化建装配、工
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