东林发展设计说明(主楼).doc

上海时代金融中心幕墙工程设计总说明陆家嘴时代金融中心幕墙工程主楼单元幕墙设计说明一、工程概况1、 工程名称：陆家嘴时代金融中心2、 建设单位：上海迪威行置业发展有限公司3、 建筑师：株式会社日建设计4、 设计单位：上海建筑设计研究院有限公司5、 幕墙顾问：迈进外墙工程设计（香港）有限公司上海办事处6、 估算师：威宁谢工程咨询（上海）有限公司7、 结构形式：框架结构8、 建筑高度：高238.1米9、 外装饰面积：约5万平方米10、 幕墙设计依据： 标准层间高： 4.25米 建筑高度： 238.1米 基本风压：W0=0.55KN/m2（50年一遇） 地区粗糙度为：C类。 抗震设防烈度：7度 业主提供的土建图纸二、幕墙的基本结构形式1系统A位置：主楼，X4-X9、Y9-Y4立面，5F-42F设计意图：横滑式单元铝合金玻璃幕墙，前部等压排水系统，玻璃四周由结构胶固定，竖向隐框，带铝合金护边，横向明框，可视部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃，层间部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃，后置铝背板和保温棉。典型板块尺寸：1504（宽）X4250（高）（详细尺寸参照图纸）。玻璃类型：可视部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃，层间部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃。铝料表面处理：室内铝型材采用粉末喷涂，室外铝型材采用氟碳喷涂。2系统B位置：主楼，南立面，7F-屋顶设计意图：横滑式单元铝合金玻璃幕墙，前部等压排水系统，天花板横梁处带水平装饰密檐，玻璃四周由结构胶固定，竖向隐框，带铝合金护边，横向明框，可视部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃，层间部位采用8mm钢化镀膜玻璃，后置铝背板和保温棉。玻璃类型：可视部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃，层间部位采用8mm钢化镀膜玻璃。铝料表面处理：室内铝型材采用粉末喷涂，室外铝型材采用氟碳喷涂。3系统C位置：主楼，X9-X4、Y4-Y9立面，2F-47F设计意图：横滑式单元铝合金玻璃幕墙，前部等压排水系统，玻璃四周由结构胶固定，竖向隐框，带铝合金护边，横向明框，楼面和层中横梁处带水平装饰密檐，可视部位采用8+12A+8LOW-E中空玻璃，层间部位采用8mm钢化镀膜玻璃，后置铝背板和保温棉。典型板块尺寸：3000（宽）X4250（高）（详细尺寸参照图纸）。玻璃类型：可视部位采用8+12A+8LOW-E中空玻璃，层间部位采用8mm钢化镀膜玻璃。铝料表面处理：室内铝型材采用粉末喷涂，室外铝型材采用氟碳喷涂。4系统D位置：主楼，北立面，4F-47F设计意图：横滑式单元铝合金玻璃幕墙，前部等压排水系统，玻璃四周由结构胶固定，竖向隐框，带铝合金护边，横向明框，可视部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃，层间部位采用8mm钢化镀膜玻璃，后置铝背板和保温棉。玻璃类型：可视部位采用8+12A+10LOW-E中空玻璃，层间部位采用8mm钢化镀膜玻璃。铝料表面处理：室内铝型材采用粉末喷涂，室外铝型材采用氟碳喷涂。5系统J位置：主楼，43F-屋顶设计意图：横滑式单元铝合金玻璃幕墙，前部等压排水系统，钢横梁固定于主体结构，外包铝板，单元幕墙安装在横梁上，玻璃四周由结构胶固定，竖向隐框，带铝合金护边，横向明框，可视部位采用8+12A+10LOW-E彩釉中空玻璃，层间部位采用8+12A+10LOW-E彩釉中空玻璃，后置铝背板和保温棉。玻璃类型：可视部位采用8+12A+10LOW-E彩釉中空玻璃，层间部位采用8+12A+10LOW-E彩釉中空玻璃。铝料表面处理：室内铝型材采用粉末喷涂，室外铝型材采用氟碳喷涂。6系统P位置：主楼，7F、21F、35F设备层及避难层百叶设计意图：横滑式单元铝合金百叶幕墙，百叶固定于铝合金附框，附框固定于单元幕墙主框，百叶后衬不锈钢防虫网。铝料表面处理：室内铝型材采用粉末喷涂，室外铝型材采用氟碳喷涂。三、 工程材料玻璃：按照招标文件要求，选用满足性能要求的玻璃。铝板：室外采用3mm氟碳喷涂铝合金单板；铝背板采用2mm粉末喷涂铝合金单板型材：选用国产铝合金型材， 6063-T5、T6，表面氟碳喷涂处理或粉末喷涂处理；胶：GE硅酮结构、耐侯密封胶；胶条：选用三元乙丙胶条；钢材：本工程幕墙结构所用钢材均选用国产优质钢材Q235.B和Q345；不锈钢件：采用优质奥氏体不锈钢SUS316 。四、 设计重点1、单元幕墙结构选择目前，单元式幕墙从结构上分主要有横锁式和横滑式两种，各具特点。横锁式单元幕墙采用专用多功能插芯，可实现板块的定位和密封排水。但是排水插芯是铸铝件，需要机械铣加工和修磨，才能够实现板块的定位，成本较高，安装不是十分方便，而且很难达到较高的气密、水密性能要求。横滑式单元幕墙是在左、右相邻两单元组件上横框中设封口板，用这个封口板将上、下、左、右4个单元组件结合部位内外贯通的开口封堵，此封口板除了具有封口功能外，还是积水槽；横滑式封口板的集水、排水功能比较成熟，通过结构设计，可以达到较高的水密性。本工程采用横滑式单元体系。2、单元式幕墙水密性、气密性设计本工程采用的新型横滑式单元式幕墙系统，利用雨幕原理通过多腔等压密封设计，能有效阻止雨水渗入，并且结构上实现在等压前腔和等压后腔将渗水全部排出，通过排水系统导向室外，以充分保证系统密封完好，相邻板块接口处加设封口板，做特殊处理，实现有效的挡水和披水。合理使用等压原理是提高单元式幕墙水密性的有效方法。但由于单元式幕墙采用干式密封形成幕墙结构内腔，成为等压的前提条件是腔室内侧密封严密，很难实现，而且很容易被忽视。为此我们在结构设计上，充分分析国内外同类产品的特点，用两道单翅胶条进行密封，通过专用封口板形成严密交圈密封，并形成气环。从而保证了等压腔的形成，明显改善了幕墙水密性。21进入横框内腔的少量雨水通过横框端边（安装完成后左右单元之间密封完成）下部的隐蔽途径，通将水导入单元竖框前腔，再被下一个单元上横框接住通过十字接缝处排到幕墙外。这样等压防水与高落差隐蔽排水结合起来提高水密性。气密性我司通过EPDM胶条通长设置，在横框位置处的胶条和竖框位置处的胶条交圈设计，这样就可以很好的气密性能。3、单元式幕墙与主体连接设计幕墙做为一种独立的结构体系，悬挂于主体结构外侧，连接不仅要完成幕墙荷载的受力传递，而且实现主体偏差的吸收，保证幕墙平整度。所以结构设计尤为重要。本工程大部分采用单元式幕墙，单元幕墙将框架和面板在厂内组合完成，现场整体吊装，对转接件部位的强度和位置精度提出更高的要求，我们的连接设计满足强度同时，可实现“三向六自由度”调整，安装精度高，保证产品质量。单元板块每一层间为一个单元，主楼单元幕墙每个单元竖框设置两个支撑点。主支撑点 1号件为钢托板，其作用是实现槽型埋件螺栓连接，强度高，并且可以实现水平前后、左右方向的调整，吸收标高偏差，调整完毕后进行焊接。2号件为小挂板， 3号件为铝合金挂件。通过2号件挂接到1号件上，然后通过4号件（调整螺栓）带动单元板块，实现高度方向的调整。我们的转接部位设计，转接件可实现X方向、Y方向、Z方向三向调整，件2使其具备绕Y轴和Z轴转动调整。挂件部位的间隙设计可实现绕X轴的转动，在构造中彻底实现了“三向六自由度”设计。铝制连接件通过铣加工处理，精度高，使单元整体设计满足建筑设计要求。4、单元幕墙的封口、收口处理单元式幕墙采用横滑式系统，整体性能好。能满足帷幕墙功能要求。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，封口部位指四个相邻单元板块的接缝处，横滑式幕墙横竖向边框通过插接连接，封口处会出现“空洞”。我们设计在此部位设置专用封口板，即在两相邻单元板的上横框用封口板密封，形成水坝。既起披水作用，又阻止空气向室内渗漏，使雨水沿胶板排到竖框前部。5、幕墙的防雷设计按照建筑防雷设计规范（GB50057-94）要求，建筑物防雷设计，不仅考虑顶层雷击，还要考虑侧向雷击。由于本工程大面积使用玻璃幕墙，属重要防雷建筑，因而合理的防雷措施将 使外饰面免受雷击，提高幕墙的安全性能。在本工程的幕墙设计中，每隔三层设置一道均压环，在设均压环的楼层的预埋件与纵向钢筋连接，均压环与幕墙立柱用镀锌扁铁接通，使均压环范围内的幕墙立柱都接地，形成12.75mx6m或12.75mx6m防侧雷网络小于规范规定之数值（100m2），保证建筑的安全，防止雷电损害。 因幕墙的每个板块都是独立的， 在安装之后，板块间因使用了胶条密封而连通不畅，所以，对于单元板块还应采取措施使其相互连通。本工程我们将上下、左右相邻板块用铝制膨胀节进行连接，使板块在整体上实现导通，从而达到有效防雷的目的。6、幕墙的防火设计火势时间温度曲线 幕墙作为建筑物的外围护结构，是建筑重要组成部分，因此防火设计是非常重要的。 为此，我们在结构楼板上、下二层间通过设计安装断火设施（层间封修，且连续整个平面周区）、房间之间在隔墙部分安装断火设施与层间封修连成一体，有效地阻止一旦失火而造成的火势蔓延。 防火性能设计和防火等级大小，是衡量幕墙功能优良与否的一个重要指标。根据建筑设计防火规范中规定：窗间墙的填充材料采用非燃烧材料，如其墙面采用耐火极限不低于1的非燃烧材料时，其墙内填充材料可采用难燃烧材料。具体措施： 幕墙装饰材料为难燃或非燃烧体。 在每层楼板边缘与幕墙间的缝隙都用防火岩棉板填实（100），外加1.5厚镀锌板封闭在缝隙处涂防火密封胶，这样既保温，同时又防止一旦失火，火从缝隙向楼上蔓延，形成自下而上的拔火风道，造成大面积火灾。 幕墙与主体结构的连接件和预埋件外露部分均设在防火保护区内。避免采取一大块玻璃跨越上、下两个防火分区的分格，以防某层失火，玻璃很快爆裂，火势殃及邻层，造成大面积火灾。 采用以上措施，耐火极限能够满足本工程的要求，为消防工作争取了时间，有效地保障人员和财产的安全。 本工程的防火区域耐火极限可达2小时。五、 幕墙的各项物理性能指标1风压变形控制值 风压变形系指建筑幕墙在与其相垂直的风压作用下，保持正常性能不发生任何损坏的能力。 建筑幕墙抗风压性能分级表分级代号123456789分级指标值P31.0P31.51.5P32.02.0P32.52.5P33.03P33.53.5P34.04.0P34.54.5P35.0 P35.0 本工程严格按照玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003及对风荷载标准值进行了计算，依据风荷载标准值确定本工程的幕墙性能等级，基本风压：W0=0.55KN/m2（50年一遇），地区粗糙度为： C类。主楼标高235米处最大风载荷标准值WK3.983KN/m2，按其计算值将幕墙性能分级应在6级。 同时，在具体计算时，我们对所有玻璃幕墙使用的铝合金龙骨，均使其满足相对挠度1/180或20mm，对钢龙骨，使其满足相对挠度1/300，并对所有幕墙中的其它受力构件进行了详细分析和计算，以保证本工程幕墙在阵风袭击下不受损坏，保证安全。 2雨水渗漏性能（水密性）雨水渗漏性能系指在风雨同时作用下，幕墙透过雨水的能力。雨水渗漏性能分级值计量单位分 级12345P可开部分250P 350350P 500500P 700700P 1000P1000固定部分500P 700700P10001000P15001500P2000P2000 在玻璃幕墙中，采用结构防水结构，利用等压腔原理，有效提高幕墙的水密性能。本工程幕墙雨水渗透性能达到3级。3空气渗透性（气密性） 空气渗透性能系指在风压作用下，其开启部分为关闭状况的幕墙透过空气的性能。 建筑幕墙固定部气密性能分析表 m3/m.h分级代号1234分级指标值P4.0qA2.12.1qA1.21.2qA0.5qA0.5 建筑幕墙开启部分气密性能分析表 m3/m.h分级代号1234分级指标值P4.0ql2.52.5ql1.51.5ql0.5ql0.5本工程玻璃幕墙的空气渗透性能：在10Pa的内外压力差下，其固定部分的空气渗透量不大于1.2m3/mh，开启部分的空气渗透量不大于1.5m3/mh。形成可靠密封系统，其指标属3级。4. 保温性能 保温性能系指在幕墙两侧存在空气温度差条件下，幕墙阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力。 保温性能分级表计量单位分 级W/M2.K0.701.25,0.701.25, 2.02.0,3.3本工程保温性能达到级。 5.隔声性能 隔声性能是指通过空气传到幕墙外表面的噪声经过幕墙反射，吸收和其他能量转化后的减少量，称为幕墙的有效隔声量。 幕墙隔声性能分级以声音平均透过损失表示，其分级值如下表：性能计量单位分级隔声性DB4035，4030,3525,30 本工程外墙所用中空玻璃材料都能达到很好的隔音效果，幕墙玻璃可以使噪音衰减32dB以上， 幕墙隔声性能为级。 6.幕墙平面内变形幕墙平面内变形性能表征幕墙全部构造在建筑物层间变位强制幕墙变形后应予以保持的性能。幕墙平面内变形性能分级分级指标12345分级指标值1/4001/3001/3001/2001/2001/1501/1501/1001/100分级指标层间相对位移L/100L/150L/100L/200L/150L/300L/200L/400L/300 在地震和大风作用下，建筑物各层之间产生相对位移时，幕墙构件就会产生水平方向的强制位移。由于在验算材料强度时，已按标准取用风载和地震力的组合效应，幕墙平面变形性能的选用与烈度无关，而只与结构类型有关。本工程幕墙设计采用了浮动式幕墙系统，在地震或大风作用下，产生强制水平位移时，板块之间相互独立，不会造成板块间的挤压破损。 另外，通过计算，我们在竖框与竖框间留有20mm的伸缩缝，通过以上措施，不仅可以满足地震作用下平面内的位移，而且也满足了温差作用下的材料伸缩要求。本工程幕墙平面变形设计指标为L/150，达到级。 7.耐冲击性能 耐冲击性能表示幕墙对冰雹、大风时飞来物、飞鸟等撞击的能力。 耐冲击性能用撞击力的运动值分级计量单位F（N.M/S）F280210F280140F21070F140本工程外墙采用了双钢化中空玻璃有良好的耐冲击能力，钢化玻璃也不易破碎，破碎后不易形成有尖角的碎片。幕墙的耐撞击性能大于140N.M/sec,性能指标属级六、 幕墙设计采用的规范标准1.幕墙工程技术规范、规程 w 玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-2003w 建筑幕墙 JG303596w 金属、石材幕墙工程技术规范 JGJ133-2001w 建筑幕墙物理性能分级 GB/T15225-94w 建筑玻璃应用技术规程 JGJ113-972.建筑及结构设计规范 w 建筑结构荷载规范 GB50009-2001 w 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 w 建筑设计防火规范 GBJ16-87（2001年版） w 高层民用建筑设计防火规范 GB50045-95（2001年版） w 建筑物防雷设计规范 GB5005794 w 钢结构设计规范 GB50017-2003 w 民用建筑隔声设计规范 GBJ1118-93 w 民用建筑热工设计规程 GB50176-93 w 采暖通风与空气调节设计规范 GBJ1987w 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ9998w 建筑钢结构焊接结构规程 JGJ8120023.材料标准 w 铝及铝合金加工产品的化学成分 CB/T3190 w 铝及铝合金阳极氧化，阳极氧化膜的总规范 GB8013-87w 建筑铝型材 基材 GB/T5237.1-2004w 建筑铝型材 阳极氧化、着色型材 GB/T5237.2-2004w 建筑铝型材 氟碳漆喷涂型材 GB/T5237.5-2004 w 低合金高强度结构钢 CB1597 w 浮法玻璃 GB116141999 w 夹层玻璃 GB9962-1999w 钢化玻璃 GB/T99631998 w 中空玻璃 GB/T11944-2002 w