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摘要：本文介紹了珠海橫琴新興際華財(cái)富廣場(chǎng)(即珠海融創(chuàng)財(cái)富中心)幕墻工程——橫向變截面雙曲鋁單板裝飾條的設(shè)計(jì)、加工、組裝和安裝等環(huán)節(jié)，提出了新穎獨(dú)特的三維調(diào)節(jié)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，打破傳統(tǒng)的鋁單板做為橫向裝飾線條的常規(guī)平面、或者二維的設(shè)計(jì)思路，完美呈現(xiàn)建筑師超乎想象的橫向雙曲鋁單板裝飾線條的視覺(jué)效果和建筑美學(xué)。
關(guān)鍵詞：橫向變截面;雙曲鋁單板;開(kāi)放式設(shè)計(jì);三維調(diào)節(jié);單元化加工;現(xiàn)場(chǎng)單元式掛裝
1. 引言
鋁單板，做為建筑幕墻外立面必不可少的一種美學(xué)裝飾材料，越來(lái)越多的為建筑大師們所運(yùn)作，其采購(gòu)、加工、安裝及效果都為幕墻界有所公認(rèn)。但其常規(guī)用法不外乎為平板標(biāo)準(zhǔn)立面、收邊收口、包梁包柱、層間梁位平板、豎向及橫向平板線條。將其設(shè)計(jì)為超乎常規(guī)二維狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為三維空間造型，則更能體現(xiàn)鋁單板的獨(dú)特應(yīng)用，但在放樣、加工和安裝等環(huán)節(jié)的難度也相應(yīng)加大。為適應(yīng)雙曲面鋁單板的三維調(diào)節(jié)，在其加工和安裝環(huán)節(jié)，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)一些技術(shù)上的難題，為此幕墻深化設(shè)計(jì)單位，為節(jié)約成本、提高效率則要進(jìn)行創(chuàng)新式設(shè)計(jì)，努力實(shí)現(xiàn)建筑師及業(yè)主想要達(dá)到的外觀效果。
2.項(xiàng)目介紹
2.1項(xiàng)目概況
珠海新興際華財(cái)富廣場(chǎng)項(xiàng)目，位于廣東省珠海市橫琴區(qū)，總建筑面積127791.45㎡，地面建筑面積：98084.51,其中地下2層，地上兩棟塔樓（詞條“塔樓”由行業(yè)大百科提供），分別為24層、29層。地上有商業(yè)、辦公、平層公寓，業(yè)態(tài)主要為商業(yè)、LOFT辦公和公寓。珠海橫琴新興際華財(cái)富廣場(chǎng)項(xiàng)目幕墻工程主要系統(tǒng)包括構(gòu)件（詞條“構(gòu)件”由行業(yè)大百科提供）式玻璃幕墻、開(kāi)放式鋁單板幕墻、全玻幕墻（詞條“全玻幕墻”由行業(yè)大百科提供）(大堂)、鋁單板雨篷、鋁合金有框地彈門(mén)、不銹鋼地彈門(mén)、鋁合金百葉、蜂窩鋁單板吊頂幕墻、觀光電梯幕墻、玻璃欄桿幕墻等。項(xiàng)目信息如下表所示：
2.2雙曲鋁單板分布
其中橫向變截面雙曲鋁單板裝飾線條分布于1#、2#塔樓的層間梁位置，鋁單板為空間折線變截面，板塊分格較多，尺寸變化較大。合理的設(shè)計(jì)方案將直接決定此橫向變截面鋁單板線條的加工、組裝及安裝等環(huán)節(jié)。如何做到即節(jié)材又省時(shí)，還能有效的控制鋁單板變形、又能保證鋁單板外觀的建筑效果，則是幕墻施工單位需重點(diǎn)考慮的工作內(nèi)容。項(xiàng)目整體效果圖如圖1、圖2所示：
3.橫向變截面雙曲鋁單板裝飾線條-原設(shè)計(jì)方案
珠海新興際華財(cái)富廣場(chǎng)項(xiàng)目橫向變截面鋁單板裝飾線條位置分布于二棟塔樓層間梁位置，為開(kāi)放式鋁單板幕墻系統(tǒng)，內(nèi)襯2mm的表面粉末噴涂鋁單板，外側(cè)為3mm的表面氟碳噴涂鋁單板。橫向變截面雙曲鋁單板裝飾線條自結(jié)構(gòu)面懸挑最遠(yuǎn)距離為固定值600mm，其線條根部高度為固定900mm，原設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)方案圖如圖3、圖4所示：
此原設(shè)計(jì)方案中鋁單板裝飾線條的骨架部分是采用40*40*3mm的鋁方通，中間使用3mm鋁合金角碼，二者通過(guò)4-ST4.2X16不銹鋼盤(pán)頭自攻釘進(jìn)行連接; 此設(shè)計(jì)方案骨架的加工和安裝較為繁瑣，為適應(yīng)其變截面造型，桿件尺寸及類(lèi)別會(huì)比較多，則會(huì)導(dǎo)致加工、組裝及安裝等環(huán)節(jié)的工作量比較大，且精確度難以控制。
4.橫向變截面雙曲鋁單板裝飾線條-創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案(實(shí)用新型專(zhuān)利證書(shū)號(hào)：ZL 2018 2 1305431.9)
4.1創(chuàng)新分析
針對(duì)此變截面尺寸的橫向雙曲鋁單板裝飾線條，重點(diǎn)解決變化尺寸桿件的加工、調(diào)節(jié)，以及靈活的連接方式，即可實(shí)現(xiàn)集成化生產(chǎn)、組裝、調(diào)節(jié)及現(xiàn)場(chǎng)安裝。現(xiàn)選取三種變截面尺寸的節(jié)點(diǎn)圖（詞條“節(jié)點(diǎn)圖”由行業(yè)大百科提供）加以對(duì)比和分析，如圖5、圖6、圖7所示：
4.2分析結(jié)果
為保證桿件的根部高度為固定值900mm，在不改變?cè)_(kāi)放式鋁單板幕墻設(shè)計(jì)系統(tǒng)的前提下，只需要解決上、下二支傾斜桿件的尺寸變化規(guī)律，即可滿足鋁單板任意截面尺寸的變化，從而組裝出不同變截面尺寸的橫向變截面雙曲鋁單板裝飾造型。
4.3創(chuàng)新設(shè)計(jì)
為此，在繼續(xù)保持原桿件選材(40*40*3mm的鋁方通)的情況下，只需要對(duì)四個(gè)角部位置原設(shè)計(jì)方案采用4-ST4.2X16不銹鋼盤(pán)頭自攻釘連接的方式加以優(yōu)化，采用靈活多變的創(chuàng)新連接方式，即可滿足上、下二支傾斜桿件任意尺寸調(diào)節(jié)的需要。使鋁單板線條最前端沿垂直方向上下移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)此變截面，仍然可以保持懸挑固定值為600mm不變。如圖8所示：
綜合考慮到萬(wàn)向調(diào)節(jié)的需要，四個(gè)角部位置橫向通長(zhǎng)連接采用Φ45*3鋁圓通，其外部采用抱箍套裝的方式，當(dāng)上、下二個(gè)傾斜桿件尺寸變化時(shí)，通過(guò)抱箍的轉(zhuǎn)動(dòng)從而獲得變截面鋁單板造型。此外，變截面雙曲鋁單板骨架部分的所有桿件尺寸，通過(guò)BIM建模，分析出在每一層每一部位的變化規(guī)律后，對(duì)每個(gè)桿件進(jìn)行編號(hào)定位，即可實(shí)現(xiàn)集成化加工。以上創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路如圖9、圖10所示：
5.橫向變截面雙曲鋁單板裝飾線條- BIM模擬
第一步：采用(BIM)技術(shù)：利用犀牛+grasshopper參數(shù)化平臺(tái)，同時(shí)結(jié)合三維曲面鋁板上、下部的玻璃幕墻位置關(guān)系，對(duì)每個(gè)曲面板塊的三維曲面值進(jìn)行分析，提取每個(gè)板塊的技術(shù)化參數(shù)，生成工藝表;同時(shí)利用BIM技術(shù)檢查玻璃幕墻與鋁單板幕墻的碰撞關(guān)系，先通過(guò)理論分析來(lái)解決。如圖11所示;
第二步：模擬安裝玻璃幕墻和雙曲面鋁單板：將平面的玻璃幕墻按照理論先行安裝，再安裝雙曲面鋁單板，同時(shí)檢查是否有問(wèn)題，如有則繼續(xù)通過(guò)修正CAD（詞條“CAD”由行業(yè)大百科提供）圖紙和BIM放樣來(lái)解決。圖12所示：
6.橫向變截面雙曲鋁單板裝飾線條-加工，組裝及安裝
6.1工廠內(nèi)單元式加工和組裝
利用BIM模型，分類(lèi)分層導(dǎo)出變截面鋁單板桿件及鋁單板的加工圖，按照單元構(gòu)件組裝圖，在專(zhuān)用操作臺(tái)上進(jìn)行分段部分鋼架及鋁單板的組裝，如圖13、圖14所示：
6.2工廠內(nèi)試組合
某一建筑立面，某一個(gè)建筑層的分段板塊組裝完畢后，在工廠內(nèi)按面按層進(jìn)行整體模擬拼裝，檢查變截面實(shí)現(xiàn)結(jié)果，符合設(shè)計(jì)要求后則進(jìn)行連續(xù)編號(hào)。如圖15所示：
6.3工地單元式掛裝,
塔樓部分層間位置變截面鋁單板裝飾線條的具體施工安裝步驟如下：
第一步：借助總包懸挑腳手架(或者自行搭設(shè)吊籃)先行安裝玻璃幕墻的骨架，及變截面鋁單板裝飾線條連接件。如圖16所示：
第二步：先將玻璃幕墻面板安裝完畢，隱蔽驗(yàn)收合格，待總包懸挑腳手架拆除后，幕墻施工單位再另行搭設(shè)吊籃，即可獨(dú)立連續(xù)的安裝已經(jīng)在工廠組裝成型的變截面鋁單板線條。如圖17所示：
6.4 安裝后效果
7.結(jié)語(yǔ)
從以上創(chuàng)新方法的設(shè)計(jì)與施工可以看出，任何一個(gè)出自建筑師的、無(wú)論如何復(fù)雜的建筑幕墻項(xiàng)目，都可以通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，將其完美呈現(xiàn)。在幕墻超級(jí)大國(guó)-中國(guó)，如今的超高層建筑在響應(yīng)國(guó)家住建部政策的前提下，各大城市依然爭(zhēng)先恐后，地標(biāo)性建筑如雨后春筍般拔地而起，為城市上空建造了一道道亮麗的建筑群風(fēng)景線。幕墻常用材料如：玻璃、鋁板、石材、GRC、UHPC、銅板、搪瓷鋼板、不銹鋼板等等，在常規(guī)立面上的運(yùn)用，各建筑師及幕墻設(shè)計(jì)師都早已經(jīng)得心應(yīng)手，然后如今的建筑造型均都趨于向獨(dú)特化、奇異化等方向發(fā)展，常規(guī)的立面設(shè)計(jì)已經(jīng)不能完全適應(yīng)當(dāng)今建筑幕墻形態(tài)的新局面。
當(dāng)建筑師將以上各種幕墻材料勾勒為折疊型、曲面型、扭曲型等復(fù)雜空間幾何體時(shí)，做為幕墻設(shè)計(jì)則要考慮如何利用各種幕墻材料，去實(shí)現(xiàn)這些獨(dú)特的造型；同時(shí)，也要結(jié)合材料的特性，考慮其加工、運(yùn)輸和安裝等環(huán)節(jié)的深化設(shè)計(jì)，并結(jié)合造價(jià)、進(jìn)度、質(zhì)量和安全等多維角度為一體，去實(shí)現(xiàn)這些造型而努力創(chuàng)新。
諸如上述文章所講的雙曲鋁單板的三維調(diào)節(jié)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和施工，就是解決了以上設(shè)計(jì)、采購(gòu)、加工、運(yùn)輸和安裝等各環(huán)節(jié)各項(xiàng)問(wèn)題和困難，進(jìn)而順利貢獻(xiàn)出一棟造型獨(dú)特、立面新穎的建筑幕墻項(xiàng)目。
作者單位：深圳廣田方特科建集團(tuán)有限公司
