摘要：隨著建筑技術的迅猛發(fā)展，在大型公共建筑中，異形建筑幕墻工程不斷涌現(xiàn)。異形建筑幕墻形態(tài)特殊，具有很強的藝術表現(xiàn)力，但其設計、制作、安裝也較普通平面幕墻更為復雜。系統(tǒng)掌異形建筑幕墻的特點和施工技術難點，并在施工過程中注意質(zhì)量控制點是十分重要的。
　　關鍵詞：異形建筑幕墻；施工；質(zhì)量控制
　　近年來，在傳統(tǒng)平面幕墻基礎上，異形建筑幕墻工程日益增加，相關的理論和實踐都得到了較大的發(fā)展。異形建筑幕墻，即特殊形狀的建筑幕墻，主要指建筑幕墻表面整體呈曲面形態(tài)，并因此具有較為特殊的立面及空間效果。異形建筑幕墻具有很強的藝術表現(xiàn)力，如國家大劇院主體結(jié)構(gòu)采用的橢圓穹形結(jié)構(gòu)、上海東方藝術中心由球體的截斷部分組成的蝴蝶蘭“花瓣”造型、北京天文館新館的雙曲面中空玻璃幕墻、天津博物館似“天鵝”破殼而出的仿生建筑等，都是通過異形幕墻來營造富有個性的建筑空間，增強了建筑的視覺沖擊力和感染力，成為幕墻建筑的代表性作品。但是，與普通平面幕墻相比，異形建筑幕墻的建造過程存在更多的技術難點，對施工工藝的要求和施工質(zhì)量的控制也更為嚴格。
　　1特點和施工難點
　　1．1異形建筑幕墻的特點與分類
　　根據(jù)曲面的形成來劃分，異形建筑幕墻可大致分為回轉(zhuǎn)曲面幕墻和非回轉(zhuǎn)曲面幕墻�；剞D(zhuǎn)曲面幕墻是指幕墻曲面可視為由一條母線繞一條固定的直線為軸作回轉(zhuǎn)運動而形成的。根據(jù)母線為直線或曲線的性質(zhì)區(qū)別，又可細分為直紋回轉(zhuǎn)面幕墻——如上海太平洋百貨大樓局部采用的圓柱面幕墻(圖1a)、宜興科技名人館天窗采用的圓錐面幕墻(圖lb)以及曲紋回轉(zhuǎn)面幕墻——如上海技館卵形大廳采用的圓球面幕墻(圖1c)
　　
　　在工程中常見的非回轉(zhuǎn)曲面幕墻有可用于大型玻璃采光頂工程的柱面幕墻(圖2a)、德國斯圖加特美術館新館采用的柱狀面幕墻(圖2b)、英國諾丁漢大學Ju．bilee校區(qū)校園建筑采用的螺旋面幕墻(圖2c)以及橢圓柱面幕墻、橢球面幕墻、雙曲面幕墻拋物面幕墻等。柱狀面幕墻、雙曲拋物面幕墻等通常也稱為扭面幕墻。
　　1．2異形建筑幕墻施工難點
　　異形建筑幕墻自身的形態(tài)和構(gòu)造特點也決定了其施工過程的特點和難點。首先，異形建筑幕墻表面形態(tài)的特殊性決定了材料構(gòu)件的特殊性，部分幕墻型材呈曲線狀態(tài)，面材呈曲面狀態(tài)，增加了構(gòu)件制作、加工的難度，對材料存儲、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)也要求較高；其次，異形建筑幕墻空間造型的特殊性增加了工程施工的難度，大型空間結(jié)構(gòu)往往采用鋼結(jié)構(gòu)桁架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)型式，構(gòu)件體積大、重量大、形狀特別，其施工作業(yè)條件、測量定位、構(gòu)件的安裝、關鍵部位構(gòu)造的處理等均需根據(jù)工程實際情況制定合理的方案。
　　2施工質(zhì)量控制的關鍵點
　　2．1施工準備
　　鑒于異形建筑幕墻施工過程的復雜性，首先要根據(jù)工程項目的情況對幕墻的安裝施工單獨編制施工組織設計，明確工程進度計劃、幕墻工程與主體結(jié)構(gòu)施工、設備安裝、裝飾裝修的協(xié)調(diào)配合方案、材料構(gòu)件搬運、吊裝方法、測量方法、幕墻安裝方法和順序、構(gòu)件組件和成品的現(xiàn)場保護方法、檢查驗收及安全措施等。由于空間結(jié)構(gòu)特殊，異形建筑幕墻施工所需要的作業(yè)條件往往要求較高。采用腳手架時，應按照規(guī)范要求制定詳細的腳手架方案。對于規(guī)模較大、造型特殊的工程，有時很難按常規(guī)搭建腳手架施工，可根據(jù)工程實際情況，充分發(fā)揮已建主體結(jié)構(gòu)的作用，因勢施工。直接依托主體空間結(jié)構(gòu)實施作業(yè)的，須采取必要的安全保障措施。
　　2．2構(gòu)件的加工制作和儲運
　　異形建筑幕墻構(gòu)件加工制作的精度是幕墻順利安裝的關鍵。為確保工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的準確性，幕墻設計應根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的實際施工情況確定尺寸及分隔，并建立數(shù)字化檔案。當面材加工模具數(shù)量較多時，應避免加工過程中發(fā)生差錯。必要時可在條件及設備允許的情況下，對部分特殊材料在現(xiàn)場實施尺寸校核和加工。異形玻璃幕墻對周圍環(huán)境景致的映射會影響到幕墻的視覺效果，因此采用平面玻璃的，玻璃表面要平整；采用弧形玻璃的，玻璃弧度要均勻，以保證幕墻表面反射影像不發(fā)生畸變。要根據(jù)幕墻組件的情況提供必要的儲存和運輸條件，安排專用堆放場地，對于曲線型材、曲面面材不可直接疊層堆放。異形幕墻施工組件種類多、數(shù)量大，在儲運過程中要特別注意對施工組件實施科學管理，按安裝順序先出后進的原則對構(gòu)件實行合理編號排列放置，根據(jù)施工進度要求供給材料，保證施工進度按計劃實施。
　　2．3構(gòu)件安裝施工
　　(1)大型屋面結(jié)構(gòu)如鋼結(jié)構(gòu)桁架、網(wǎng)架等實施現(xiàn)場拼裝的，應保證拼裝質(zhì)量。在構(gòu)件不規(guī)則的情況下，多個方向的桿件交匯于節(jié)點處，會造成較高的鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應力。若多次焊接將更增加殘余應力的復雜性，因此應采取相應措施避免桿件多次焊接，并力求施工方案簡易可行。
　　(2)構(gòu)件的吊裝或大型屋架的整體提升應安全平穩(wěn)，安裝過程中采用輔助結(jié)構(gòu)的，應保證其強度、剛度和穩(wěn)定性。對于特殊形狀、大體量的幕墻面材構(gòu)件，吊裝過程要合理確定吊裝點，保證起吊時各吊點受力均勻，構(gòu)件起吊平穩(wěn)，避免吊裝過程中受力復雜導致裝飾面受到磨損、擠壓甚至發(fā)生整體破壞。對玻璃等易碎材料，吊裝過程中除采用吸盤外，必要時宜再輔之以機械束縛等安全措施。
　　(3)異形建筑幕墻施工過程要特別注意安裝精度控制，空間結(jié)構(gòu)施工容易形成誤差，而誤差積累將嚴重影響后續(xù)工程的實施，甚至發(fā)生最后難以“收口”的尷尬局面。因此必須嚴格控制每個施工步驟，采用系統(tǒng)的定位測量保證節(jié)點定位精度，并通過轉(zhuǎn)接件的調(diào)節(jié)使構(gòu)件安裝精確到位。
　　2．4特殊構(gòu)造處理
　　2．4．1曲面的劃分和相鄰面材的連接
　　由于大多數(shù)形態(tài)的曲面是不可展曲面，使異形建筑幕墻曲面的面材難以規(guī)則劃分。若面材劃塊過大，可能難以滿足曲面的曲率要求，采用四邊形玻璃時還可能出現(xiàn)四點不共面的情況；若面材劃塊過小，則可能增加型材桿件，影響視覺效果；因此面材劃分應大小適中。若幕墻曲面曲率較大，可對面材采用三角形劃分。形態(tài)復雜的異形幕墻應盡量減少采用構(gòu)件式類型，以降低施工過程中構(gòu)件定位安裝的繁瑣程度。在不規(guī)則曲面幕墻中，相鄰面材交線形成的角度往往不規(guī)則。點支承式幕墻在玻璃尺寸精確的前提下，可通過“支承點”的調(diào)整來解決安裝角度問題。圖3為圓柱面幕墻、橢球面幕墻、雙曲面幕墻、拋物面幕墻等。柱狀面幕墻、雙曲拋物面幕墻等通常也稱為扭面幕墻。
　　1．2異形建筑幕墻施工難點
　　異形建筑幕墻自身的形態(tài)和構(gòu)造特點也決定了其施工過程的特點和難點。首先，異形建筑幕墻表面形態(tài)的特殊性決定了材料構(gòu)件的特殊性，部分幕墻型材呈曲線狀態(tài)，面材呈曲面狀態(tài)，增加了構(gòu)件制作、加工的難度，對材料存儲、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)也要求較高；其次，異形建筑幕墻空間造型的特殊性增加了工程施工的難度，大型空間結(jié)構(gòu)往往采用鋼結(jié)構(gòu)桁架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)型式，構(gòu)件體積大、重量大、形狀特別，其施工作業(yè)條件、測量定位、構(gòu)件的安裝、關鍵部位構(gòu)造的處理等均需根據(jù)工程實際情況制定合理的方案。
　　2施工質(zhì)量控制的關鍵點
　　2．1施工準備
　　鑒于異形建筑幕墻施工過程的復雜性，首先要根據(jù)工程項目的情況對幕墻的安裝施工單獨編制施工組織設計，明確工程進度計劃、幕墻工程與主體結(jié)構(gòu)施工、設備安裝、裝飾裝修的協(xié)調(diào)配合方案、材料構(gòu)件搬運、吊裝方法、測量方法、幕墻安裝方法和順序、構(gòu)件組件和成品的現(xiàn)場保護方法、檢查驗收及安全措施等。由于空間結(jié)構(gòu)特殊，異形建筑幕墻施工所需要的作業(yè)條件往往要求較高。采用腳手架時，應按照規(guī)范要求制定詳細的腳手架方案。對于規(guī)模較大、造型特殊的工程，有時很難按常規(guī)搭建腳手架施工，可根據(jù)工程實際情況，充分發(fā)揮已建主體結(jié)構(gòu)的作用，因勢施工。直接依托主體空間結(jié)構(gòu)實施作業(yè)的，須采取必要的安全保障措施。
　　2．2構(gòu)件的加工制作和儲運
　　異形建筑幕墻構(gòu)件加工制作的精度是幕墻順利安裝的關鍵。為確保工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的準確性，幕墻設計應根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的實際施工情況確定尺寸及分隔，并建立數(shù)字化檔案。當面材加工模具數(shù)量較多時，應避免加工過程中發(fā)生差錯。必要時可在條件及設備允許的情況下，對部分特殊材料在現(xiàn)場實施尺寸校核和加工。異形玻璃幕墻對周圍環(huán)境景致的映射會影響到幕墻的視覺效果，因此采用平面玻璃的，玻璃表面要平整；采用弧形玻璃的，玻璃弧度要均勻，以保證幕墻表面反射影像不發(fā)生畸變。要根據(jù)幕墻組件的情況提供必要的儲存和運輸條件，安排專用堆放場地，對于曲線型材、曲面面材不可直接疊層堆放。異形幕墻施工組件種類多、數(shù)量大，在儲運過程中要特別注意對施工組件實施科學管理，按安裝順序先出后進的原則對構(gòu)件實行合理編號排列放置，根據(jù)施工進度要求供給材料，保證施工進度按計劃實施。
　　2．3構(gòu)件安裝施工
　　(1)大型屋面結(jié)構(gòu)如鋼結(jié)構(gòu)桁架、網(wǎng)架等實施現(xiàn)場拼裝的，應保證拼裝質(zhì)量。在構(gòu)件不規(guī)則的情況下，多個方向的桿件交匯于節(jié)點處，會造成較高的鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應力。若多次焊接將更增加殘余應力的復雜性，因此應采取相應措施避免桿件多次焊接，并力求施工方案簡易可行。
　　(2)構(gòu)件的吊裝或大型屋架的整體提升應安全平穩(wěn)，安裝過程中采用輔助結(jié)構(gòu)的，應保證其強度、剛度和穩(wěn)定性。對于特殊形狀、大體量的幕墻面材構(gòu)件，吊裝過程要合理確定吊裝點，保證起吊時各吊點受力均勻，構(gòu)件起吊平穩(wěn)，避免吊裝過程中受力復雜導致裝飾面受到磨損、擠壓甚至發(fā)生整體破壞。對玻璃等易碎材料，吊裝過程中除采用吸盤外，必要時宜再輔之以機械束縛等安全措施。
　　(3)異形建筑幕墻施工過程要特別注意安裝精度控制，空間結(jié)構(gòu)施工容易形成誤差，而誤差積累將嚴重影響后續(xù)工程的實施，甚至發(fā)生最后難以“收口”的尷尬局面。因此必須嚴格控制每個施工步驟，采用系統(tǒng)的定位測量保證節(jié)點定位精度，并通過轉(zhuǎn)接件的調(diào)節(jié)使構(gòu)件安裝精確到位。
　　2．4特殊構(gòu)造處理
　　2．4．1曲面的劃分和相鄰面材的連接
　　由于大多數(shù)形態(tài)的曲面是不可展曲面，使異形建筑幕墻曲面的面材難以規(guī)則劃分。若面材劃塊過大，可能難以滿足曲面的曲率要求，采用四邊形玻璃時還可能出現(xiàn)四點不共面的情況；若面材劃塊過小，則可能增加型材桿件，影響視覺效果；因此面材劃分應大小適中。若幕墻曲面曲率較大，可對面材采用三角形劃分。形態(tài)復雜的異形幕墻應盡量減少采用構(gòu)件式類型，以降低施工過程中構(gòu)件定位安裝的繁瑣程度。在不規(guī)則曲面幕墻中，相鄰面材交線形成的角度往往不規(guī)則。點支承式幕墻在玻璃尺寸精確的前提下，可通過“支承點”的調(diào)整來解決安裝角度問題。圖3為圓
　　
　　弧形電梯井點支承幕墻相鄰面材的連接情況�？蛑С惺疆愋文粔γ娌倪B接節(jié)點則需通過特殊構(gòu)造加大節(jié)點支撐力度，例如國家大劇院就是通過工程配套發(fā)明的幕墻節(jié)點支撐機構(gòu)，來解決工程類似節(jié)點的支撐問題。
　　2．4．2異形幕墻幾何體的相貫對沿曲面型材構(gòu)件設置排水管的，要保證排水管暢通。
　　通過不同幾何體的異形幕墻截切、相貫、疊加，可面材連接盡量通過構(gòu)造設計達到防水效果，特定部位使建筑的造型更為豐富。異形建筑幕墻幾何體相貫主要包括兩種情況：(1)平面立體幕墻與曲面立體幕墻的相貫線通常是由若干平面曲線的相關線段組成的，設計中可直接做出相貫線段，或通過先做出相貫點、再在相貫點之間做出平面立體幕墻的棱面與曲面立體幕墻的截交線的方法得出相貫線；(2)曲面立體幕墻與曲面立體幕墻相貫的相貫線一般為空間曲線，可利用積聚性法或輔助面法求出。相貫線的施工難度較大，鄰近相貫線的面材往往被截斷而成不規(guī)則形狀，施工過程中需在理論計算的基礎上，現(xiàn)場進行尺寸實測復核，再對面材切割加工，確保構(gòu)件安裝精度。相貫線附近的連接附件應盡量簡潔，以保證幕墻輕巧美觀。
　　2．4．3防水構(gòu)造
　　建筑幕墻采光頂?shù)氖┕ひ獓栏癜凑赵O計做好對水的“疏”與“堵”。大面積采光頂要設計好散水途徑，對沿曲線面型村構(gòu)件設置排水管的，要保證排水管暢通。面材連接盡量通過構(gòu)造設計達到防水效果，特定部位采用密封膠密封。
　　結(jié)束語：
　　建筑幕墻施工前，應對幕墻進行風壓、氣密性、水密性試驗，保證構(gòu)件質(zhì)量合格。對特殊工程建議進行抗震性能試驗，確保工程整體的安全性。施工過程中要嚴格遵守安全規(guī)章制度，加強設計、施工、安裝等各方面的配合，加大施工現(xiàn)場的指揮力度，避免各類事故的發(fā)生。
　　參考文獻
　　1JGJ102-2003玻璃幕墻工程技術規(guī)范
　　2張芹，新編建筑幕墻技術手冊，濟南：山東科學技術出版社，2003
　　3雍本，幕墻工程放工手冊，北京：中國計劃出出版社，2000        權(quán)威論文發(fā)表網(wǎng)