摘要：隨著建筑技術(shù)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(qiáng)的藝術(shù)表現(xiàn)力，但其設(shè)計(jì)、制作、安裝也較普通平面幕墻更為復(fù)雜。系統(tǒng)掌異形建筑幕墻的特點(diǎn)和施工技術(shù)難點(diǎn)，并在施工過程中注意質(zhì)量控制點(diǎn)是十分重要的。
　　關(guān)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(chǔ)上，異形建筑幕墻工程日益增加，相關(guān)的理論和實(shí)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(qiáng)的藝術(shù)表現(xiàn)力，如國(guó)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(shù)中心由球體的截?cái)嗖糠纸M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(yíng)造富有個(gè)性的建筑空間，增強(qiáng)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(shù)難點(diǎn)，對(duì)施工工藝的要求和施工質(zhì)量的控制也更為嚴(yán)格。
　　1特點(diǎn)和施工難點(diǎn)
　　1．1異形建筑幕墻的特點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(xì)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(guó)斯圖加特美術(shù)館新館采用的柱狀面幕墻(圖2b)、英國(guó)諾丁漢大學(xué)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(diǎn)
　　異形建筑幕墻自身的形態(tài)和構(gòu)造特點(diǎn)也決定了其施工過程的特點(diǎn)和難點(diǎn)。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(duì)材料存儲(chǔ)、運(yùn)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(cè)量定位、構(gòu)件的安裝、關(guān)鍵部位構(gòu)造的處理等均需根據(jù)工程實(shí)際情況制定合理的方案。
　　2施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)
　　2．1施工準(zhǔn)備
　　鑒于異形建筑幕墻施工過程的復(fù)雜性，首先要根據(jù)工程項(xiàng)目的情況對(duì)幕墻的安裝施工單獨(dú)編制施工組織設(shè)計(jì)，明確工程進(jìn)度計(jì)劃、幕墻工程與主體結(jié)構(gòu)施工、設(shè)備安裝、裝飾裝修的協(xié)調(diào)配合方案、材料構(gòu)件搬運(yùn)、吊裝方法、測(cè)量方法、幕墻安裝方法和順序、構(gòu)件組件和成品的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)方法、檢查驗(yàn)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(shí)，應(yīng)按照規(guī)范要求制定詳細(xì)的腳手架方案。對(duì)于規(guī)模較大、造型特殊的工程，有時(shí)很難按常規(guī)搭建腳手架施工，可根據(jù)工程實(shí)際情況，充分發(fā)揮已建主體結(jié)構(gòu)的作用，因勢(shì)施工。直接依托主體空間結(jié)構(gòu)實(shí)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(chǔ)運(yùn)
　　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(guān)鍵。為確保工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的準(zhǔn)確性，幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工情況確定尺寸及分隔，并建立數(shù)字化檔案。當(dāng)面材加工模具數(shù)量較多時(shí)，應(yīng)避免加工過程中發(fā)生差錯(cuò)。必要時(shí)可在條件及設(shè)備允許的情況下，對(duì)部分特殊材料在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施尺寸校核和加工。異形玻璃幕墻對(duì)周圍環(huán)境景致的映射會(huì)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(chǔ)存和運(yùn)輸條件，安排專用堆放場(chǎng)地，對(duì)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(chǔ)運(yùn)過程中要特別注意對(duì)施工組件實(shí)施科學(xué)管理，按安裝順序先出后進(jìn)的原則對(duì)構(gòu)件實(shí)行合理編號(hào)排列放置，根據(jù)施工進(jìn)度要求供給材料，保證施工進(jìn)度按計(jì)劃實(shí)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(shí)施現(xiàn)場(chǎng)拼裝的，應(yīng)保證拼裝質(zhì)量。在構(gòu)件不規(guī)則的情況下，多個(gè)方向的桿件交匯于節(jié)點(diǎn)處，會(huì)造成較高的鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力。若多次焊接將更增加殘余應(yīng)力的復(fù)雜性，因此應(yīng)采取相應(yīng)措施避免桿件多次焊接，并力求施工方案簡(jiǎn)易可行。
　　(2)構(gòu)件的吊裝或大型屋架的整體提升應(yīng)安全平穩(wěn)，安裝過程中采用輔助結(jié)構(gòu)的，應(yīng)保證其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。對(duì)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(diǎn)，保證起吊時(shí)各吊點(diǎn)受力均勻，構(gòu)件起吊平穩(wěn)，避免吊裝過程中受力復(fù)雜導(dǎo)致裝飾面受到磨損、擠壓甚至發(fā)生整體破壞。對(duì)玻璃等易碎材料，吊裝過程中除采用吸盤外，必要時(shí)宜再輔之以機(jī)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(yán)重影響后續(xù)工程的實(shí)施，甚至發(fā)生最后難以“收口”的尷尬局面。因此必須嚴(yán)格控制每個(gè)施工步驟，采用系統(tǒng)的定位測(cè)量保證節(jié)點(diǎn)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(shí)還可能出現(xiàn)四點(diǎn)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(yīng)大小適中。若幕墻曲面曲率較大，可對(duì)面材采用三角形劃分。形態(tài)復(fù)雜的異形幕墻應(yīng)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(diǎn)支承式幕墻在玻璃尺寸精確的前提下，可通過“支承點(diǎn)”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(diǎn)
　　異形建筑幕墻自身的形態(tài)和構(gòu)造特點(diǎn)也決定了其施工過程的特點(diǎn)和難點(diǎn)。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(duì)材料存儲(chǔ)、運(yùn)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(cè)量定位、構(gòu)件的安裝、關(guān)鍵部位構(gòu)造的處理等均需根據(jù)工程實(shí)際情況制定合理的方案。
　　2施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)
　　2．1施工準(zhǔn)備
　　鑒于異形建筑幕墻施工過程的復(fù)雜性，首先要根據(jù)工程項(xiàng)目的情況對(duì)幕墻的安裝施工單獨(dú)編制施工組織設(shè)計(jì)，明確工程進(jìn)度計(jì)劃、幕墻工程與主體結(jié)構(gòu)施工、設(shè)備安裝、裝飾裝修的協(xié)調(diào)配合方案、材料構(gòu)件搬運(yùn)、吊裝方法、測(cè)量方法、幕墻安裝方法和順序、構(gòu)件組件和成品的現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)方法、檢查驗(yàn)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(shí)，應(yīng)按照規(guī)范要求制定詳細(xì)的腳手架方案。對(duì)于規(guī)模較大、造型特殊的工程，有時(shí)很難按常規(guī)搭建腳手架施工，可根據(jù)工程實(shí)際情況，充分發(fā)揮已建主體結(jié)構(gòu)的作用，因勢(shì)施工。直接依托主體空間結(jié)構(gòu)實(shí)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(chǔ)運(yùn)
　　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(guān)鍵。為確保工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸的準(zhǔn)確性，幕墻設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)主體結(jié)構(gòu)的實(shí)際施工情況確定尺寸及分隔，并建立數(shù)字化檔案。當(dāng)面材加工模具數(shù)量較多時(shí)，應(yīng)避免加工過程中發(fā)生差錯(cuò)。必要時(shí)可在條件及設(shè)備允許的情況下，對(duì)部分特殊材料在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施尺寸校核和加工。異形玻璃幕墻對(duì)周圍環(huán)境景致的映射會(huì)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(chǔ)存和運(yùn)輸條件，安排專用堆放場(chǎng)地，對(duì)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(chǔ)運(yùn)過程中要特別注意對(duì)施工組件實(shí)施科學(xué)管理，按安裝順序先出后進(jìn)的原則對(duì)構(gòu)件實(shí)行合理編號(hào)排列放置，根據(jù)施工進(jìn)度要求供給材料，保證施工進(jìn)度按計(jì)劃實(shí)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(shí)施現(xiàn)場(chǎng)拼裝的，應(yīng)保證拼裝質(zhì)量。在構(gòu)件不規(guī)則的情況下，多個(gè)方向的桿件交匯于節(jié)點(diǎn)處，會(huì)造成較高的鋼結(jié)構(gòu)焊接殘余應(yīng)力。若多次焊接將更增加殘余應(yīng)力的復(fù)雜性，因此應(yīng)采取相應(yīng)措施避免桿件多次焊接，并力求施工方案簡(jiǎn)易可行。
　　(2)構(gòu)件的吊裝或大型屋架的整體提升應(yīng)安全平穩(wěn)，安裝過程中采用輔助結(jié)構(gòu)的，應(yīng)保證其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。對(duì)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(diǎn)，保證起吊時(shí)各吊點(diǎn)受力均勻，構(gòu)件起吊平穩(wěn)，避免吊裝過程中受力復(fù)雜導(dǎo)致裝飾面受到磨損、擠壓甚至發(fā)生整體破壞。對(duì)玻璃等易碎材料，吊裝過程中除采用吸盤外，必要時(shí)宜再輔之以機(jī)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(yán)重影響后續(xù)工程的實(shí)施，甚至發(fā)生最后難以“收口”的尷尬局面。因此必須嚴(yán)格控制每個(gè)施工步驟，采用系統(tǒng)的定位測(cè)量保證節(jié)點(diǎn)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(shí)還可能出現(xiàn)四點(diǎn)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(yīng)大小適中。若幕墻曲面曲率較大，可對(duì)面材采用三角形劃分。形態(tài)復(fù)雜的異形幕墻應(yīng)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(diǎn)支承式幕墻在玻璃尺寸精確的前提下，可通過“支承點(diǎn)”的調(diào)整來解決安裝角度問題。圖3為圓
　　
　　弧形電梯井點(diǎn)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(diǎn)則需通過特殊構(gòu)造加大節(jié)點(diǎn)支撐力度，例如國(guó)家大劇院就是通過工程配套發(fā)明的幕墻節(jié)點(diǎn)支撐機(jī)構(gòu)，來解決工程類似節(jié)點(diǎn)的支撐問題。
　　2．4．2異形幕墻幾何體的相貫對(duì)沿曲面型材構(gòu)件設(shè)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(shè)計(jì)達(dá)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(guān)線段組成的，設(shè)計(jì)中可直接做出相貫線段，或通過先做出相貫點(diǎn)、再在相貫點(diǎn)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?cái)喽�成不�?guī)則形狀，施工過程中需在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行尺寸實(shí)測(cè)復(fù)核，再對(duì)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(yīng)盡量簡(jiǎn)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?yán)格按照設(shè)計(jì)做好對(duì)水的“疏”與“堵”。大面積采光頂要設(shè)計(jì)好散水途徑，對(duì)沿曲線面型村構(gòu)件設(shè)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(shè)計(jì)達(dá)到防水效果，特定部位采用密封膠密封。
　　結(jié)束語(yǔ)：
　　建筑幕墻施工前，應(yīng)對(duì)幕墻進(jìn)行風(fēng)壓、氣密性、水密性試驗(yàn)，保證構(gòu)件質(zhì)量合格。對(duì)特殊工程建議進(jìn)行抗震性能試驗(yàn)，確保工程整體的安全性。施工過程中要嚴(yán)格遵守安全規(guī)章制度，加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工、安裝等各方面的配合，加大施工現(xiàn)場(chǎng)的指揮力度，避免各類事故的發(fā)生。
　　參考文獻(xiàn)
　　1JGJ102-2003玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范
　　2張芹，新編建筑幕墻技術(shù)手冊(cè)，濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2003
　　3雍本，幕墻工程放工手冊(cè)，北京：中國(guó)計(jì)劃出出版社，2000        權(quán)威論文發(fā)表網(wǎng)