北京电视中心幕墙结构特点介绍

PAGEPAGE10北京电视中心幕墙结构特点介绍北京电视中心位于北京市朝阳区建国路98号，为大型现代群体建筑，包括综合业务楼、演播楼和生活服务中心等多项。建设用地面积4.49万m2，总建筑面积19.73万m2。其规模之宏大、造型之独特，建成后必将成为该地区的一大建筑景观。本着“创精品工程、宏扬奥运精神”的宗旨，在设计过程中，我们从外视效果到立面分格，从原材料的选择到结构设计均进行了严格的计算和周密的考虑。并对工程的不同部位、不同结构以及不同用途进行了仔细的分析和研究，并选用不同的幕墙结构类型来装饰相应的外立面，以此突出各个部位的重要性和经济性。下面，我们从本工程最具代表性的几个部分加以阐述、说明：一、四个立面中部的单元幕墙北京电视中心的四个立面中部均采用的是我们成熟的横滑式单元明框玻璃幕墙。单元式幕墙的应用，让内外视效果及结构性能都有了可靠保障。单元式幕墙是在工厂内生产程度较高的一种产品，在工厂内将流水线上加工的单元组件组装在相应的位置上形成一个单元板块，因而其加工精度高，易于控制质量。单元系统结构安装速度快、施工周期短、特别适用于现代化高层建筑。幕墙表面平整度高，装饰效果好，结构防水、气密、水密可靠，幕墙表面无污染，三维调整范围大等。该部分结构采用了明框形式，幕墙龙骨与外部勾板之间采取了断热处理，铝型材室外及室内外露表面氟碳喷涂处理。大面幕墙采用面材为8mm+12A+8mmLOW-E中空玻璃，玻璃幕墙层间部位采用6mm钢化单玻璃，背部衬有防火板及保温棉。横滑式结构：目前，单元式幕墙分为横滑式和横锁式两种，从结构上看，横滑式结构适应主体结构变形能力更强，更容易满足本工程的内外视效果要求，所以本工程的单元幕墙我们采用了横滑式系统。大板块设计：本工程采用了大板块单元设计，每层的横向方向每两个分格为一个单元板块，中间设置中竖框，在层间位置设置中横框，板块整体刚度和强度良好。明框形式：玻璃板块座装在横框前端，板块四周使用穿有胶条的勾板压紧，构成两道环形密封，气密、水密性能可靠。铝合金遮阳系统：层间横龙骨外部设置铝合金遮阳系统，由铝合金圆管及可调式转接件组成。①它与主框采用螺接，其精度高、强度高；②遮阳格栅在工厂内加工组装完成,易于控制产品质量；③由于全部采用螺钉连接，调整方便。幕墙通风系统：①幕墙层间设置通风，室内安装新开发的成品通风器，可以根据需要开启和关闭。外饰面以百叶装饰，单元板块上设置防水措施，均达到了设计师的要求，保证安全性、稳定性和关闭后的水密性、气密性；②通风装置后部是通往室内地面的密闭通道，可以保证冬季开启时产生的冷凝水排出室处；③室内散流口采用成品型材扣装，表面氟碳喷涂，外观精美。散流口内侧附有过滤网防虫，保证空气清新、充足。并且该结构便于内部清洁、维护。结构防水：在本系统型材插接处采用四道胶条密封，形成三个腔体，利用雨幕原理实现结构防水，充分保证系统的水密性、气密性。分层排水：板块横向接缝处设计排水插芯，既增加此处的密封性能，又可将渗入的少量雨水汇集于横梁集水腔，并通过排水插芯的排水口经排水槽导向室外。排水口处装有防风排水罩，既能防风又使排水通道顺畅。多功能插芯：板块间横向通过排水插芯连接定位，安装可行，易于保证板块横向拼缝的直线度和整幅幕墙的平整度。断热设计：铝型材与内部构造断开，避免冷桥，起到隔热作用，我们采用铝型材分体形式设计，用断热条进行等强度连接，避免型材间直接接触，切断热量传导。三维调整：玻璃单元板块通过组合连接件及预埋件与主体结构连接，在转接件上开设长条孔及设置不锈钢调整螺钉实现了三维调整，现场安装调节简单易行。防噪设计：所有型材接合部位均设有弹性胶垫，横竖框连接采用浮动式伸缩结构，可从根本上消除热变形伸缩噪音。防污染设计：板块接缝处采用胶条密封，清洁无污染，而且立体感强，外立面效果丰富。可拆卸设计：本工程的单元玻璃板块均采用可更换设计。板块的横、竖向通过扣板（穿有胶条）将玻璃压紧，实现了弹性接触，避免了玻璃破损的现象。同时，玻璃板块安装及拆卸方便。弹性连接：所有硬性接触处，均采用弹性连接，提高了幕墙的抗震性能，消除了伸缩噪声，同时由于密封性能的提高，保证了帷幕的隔音效果。自洁功能：由于采用结构防水原理，接缝处采用胶条密封。同时，由于合理的排水渠道设计，幕墙内部排出的水不流经玻璃表面，通过横缝和竖缝向下排出，不会在玻璃表面存留污渍。因此，通过雨水冲刷，幕墙表面得到自身清洁，整洁美观，幕墙清洗周期大大延长。二、四角部位的蜂窝铝板幕墙北京电视中心幕墙工程的四角部位采用的是蜂窝铝板幕墙。蜂窝铝板幕墙采用25mm厚盒式蜂窝铝板，由两层铝合金薄板中间夹铝合金蜂窝芯材构成。由于使用铝合金蜂窝芯材，板的表面平整，可完全避免多数大型金属外墙板易出现的挠曲变形，本结构具体特点如下：采用铝合金型材支撑，在横向采用机制螺钉，将压在板块上的压板定距、拧紧在龙骨上，保证了板块的浮动式连接，满足了幕墙热胀冷缩等各种变位要求，避免了因结构变位造成的板面破损。板块受力合理，安装方便，两侧深打胶密封，外部采用封盖条装饰，既满足了密封要求，又保证了外饰效果。横框与竖框的连接采用可伸缩结构，满足了横框因温差作用而产生的伸缩效应，消除了幕墙的伸缩噪音，提高了幕墙的抗震变位能力。蜂窝铝板在制造商工厂成型加工，成品为盒式蜂窝铝板系统，蜂窝铝板的固定安装边以辊压成型方式加工而成，板块安装精度高，蜂窝板的正、背面在安装边咬合，可充分保证蜂窝板的连接强度。内外板间极佳的热传导性，使得板因热胀冷缩造成的变形非常微小。蜂窝铝板的分格是通过计算确定，这确保了蜂窝铝板的风压变形性能,提高了幕墙的使用安全性。蜂窝板背部放有保温材料，使其保温性能完全满足要求。三、各立面1-5层的点支式拉索结构点支式拉索结构的巧妙地应用在各立面的1-5层，令规模宏大的本工程更具现代感，充满生机和活力。它是采用不锈钢拉索构成，经过施加预拉力形成预应力的悬索结构，称为索桁架。本工程所采用的预应力双层悬索体系承载能力强，在受到外部荷载作用时，绷紧的钢拉索构成的支撑系统仍然具有弹性，使得玻璃受力更合理，更安全。其主要特点如下：采用双钢化中空玻璃面材，强度高，安全性好，通透效果强烈。玻璃板块可依靠驳接爪杆件微量调整其进出量，从而可以保证玻璃板块具有非常高的平整度，避免了影像失真。由于采用不锈钢拉索，因此整体结构轻盈美观，结构简捷形式多样，是最有现代感极富有生命力的一种玻璃幕墙。该结构整体柔顺性、弹性、抗风压、抗地震性能较好。由于采用双面打胶，室内及室外的接缝均进行打胶，因而结构整体密封效果好，可靠性高。并且便于维护、清洗、更换方便。双层悬索体系是由一系列钢丝索和悬空的连系杆件所组成。双层索系的承重索，稳定索和连杆均布置在一个平面内。其受力特点类似于平面桁架，故有索桁架之称。索桁架中包括三种索：受力索、承重索、稳定索。主受力索主要承受风荷载、正负风压和地震荷载。前后主受力索除考虑上述三个荷载外，更要考虑温度的变化，钢索热胀冷缩系数较大，安装时温度要考虑，从冬季在零度下安装到夏天高温，钢索会由短变长对整个索结构会有明显的影响，上述三种索桁架的荷载将随外界条件、气温的变化而变化，因此，在设计及安装时要给予更多的考虑。另外，我们在设计中除考虑受力性能外，还从艺术观点考虑索桁架体形，从而能达到外观有稳重圆滑感、刚毅感、动感，轻快感等美的感受。四、41层观光大厅的点支式玻璃幕墙北京电视中心41层观光大厅采用了钢结构与拉索组合的点支式玻璃幕墙。钢结构与钢拉索组合使用，充分发挥两者的材料性能，整体刚性、抗风压、抗地震性能好,造型美观。用钢管及拉索作为支撑结构，构成玻璃幕墙的受力体系。其特点如下：钢管及拉索支撑结构对外荷载作用变形的柔顺性及弹性使得玻璃受力更合理，更安全。它集中了悬索支撑式和钢结构支撑式两种幕墙的优点，使点支式幕墙更加趋向科学、合理、安全化。钢结构及拉索的连接座通过预埋件固定在上下土建结构上，上下均铰接在连接座上，且钢结构上部耳板的销孔为圆孔，下部耳板的销孔为长条形（调整长度大于40mm）。由于采用弹性连接，避免飞机升降时的冲击荷载对下部点式玻璃幕墙造成破坏。另外，该部分与主体结构协调统一，并且丰富了外视效果。通过改变钢结构及扣件形式，改变材质及表面处理形式，得到丰富美观的装饰效果。五、各立面转角部位的转角玻璃幕墙各立面的转角部位采用的是转角玻璃幕墙。采用明框形式，龙骨为铝合金型材，且取消了转角竖框，胶缝设钢筋，拉紧悬空横框，增加稳定性，且外视效果非常新颖美观。为保证安全，室内以角铝结构胶粘结玻璃，且不影响外视效果。该结构技术可靠性高，施工队伍及设计人员对此结构系统积累了丰富的施工、设计经验，易于保证工期和控制质量。我们除了对不同部位、结构以及不同用途进行了仔细的分析和研究来确定最合理的幕墙结构类型之外，还针对工程的重点、难点及特殊部位进行的特色设计（主要包括：如何保证建筑立面的外观效果；如何保证幕墙的内视效果；幕墙安全性设计；单元式幕墙的水密性、气密性设计；幕墙节能设计；幕墙环保（防污染）设计；幕墙防静电设计等）。下面主要介绍北京电视中心项目的幕墙节能设计、幕墙环保（防污染）设计、幕墙防静电设计：幕墙节能设计：材料选择上，玻璃幕墙采用LOW-E中空玻璃，LOW-E玻璃具有传热系数低和反射远红外热辐射的特点，它可将冬季室内的热量反射回室内，并降低玻璃自身的热传导，从而获得极佳的保温效果。适用于北方寒冷地区使用的LOW-E玻璃还具有较高的太阳能透过率，可使太阳中的近红外热辐射进入室内而增加室内的热量，从而有效地降低暖气的能耗。该玻璃可以提高室内玻璃表面温度，有效防止露珠凝结，保持视线清晰。同时，在幕墙结构中，采用了严格的密封措施。如：（1）它选用三元乙丙胶条做为密封材料，其把面材、扣板与主框隔离开来，能够有效地阻止室内外的热量传递，从而达到节能的效果。（2）使用密封胶密封，提高了水密、气密性能，减少了室内外的热量传递，亦能达到节能的效果。幕墙防静电设计：由于本工程地处市区，而且又大面积采用玻璃、铝板幕墙，表面极易屯积电荷而吸附灰尘，从而造成幕墙表面的污染，影响幕墙的外饰效果。所以对于本工程来说，幕墙能否经过长期的使用而历久犹新，保持良好的建筑形象，关键在于如何解决幕墙静电问题。幕墙静电吸尘问题，经过我们多年的研究与实践，已经在许多幕墙工程上取得了显著效果。幕墙表面屯积电荷，是因为没有一个良好的电荷输出通道，只要建立一个良好的电荷流通渠道，问题就迎刃而解了。我们通过面材、副框或横竖龙骨直接接地以及竖龙骨与防雷系统实现可靠接地，从而在幕墙结构上，形成了可靠接地通路（其中竖龙骨与竖龙骨间用铜制膨胀节相连）。这样，幕墙表面有电荷产生时，电荷就会沿着通畅的接地通路导入地下，幕墙表面就不会造成电荷屯积，避免了幕墙的静电吸尘问题。为了减小通路电阻，竖龙骨与防雷系统中的钢带相连时做特殊处理，竖龙骨的接触处去掉保护膜，钢带与龙骨的接触表面则进行镀锡，这样，可有效地保证接触处电阻更小。幕墙环保（防污染）设计：幕墙环保设计是城市建设的组成部分，外装饰材料又是工程的重要部分，在材料使用和构造上，我们对环保方面的诸多问题进行了充分的考虑，力求营造一个“绿色氛围”，利于大厦的使用者和周围环境免受污染。北京电视中心的玻璃及蜂窝铝板幕墙均采用了无污染设计，既玻璃板块与型材交界处采用胶条密封方式，由于胶条耐老化性能强，不会吸附灰尘；铝板幕墙接缝处采用封盖条装饰，因而无污染现象。在整个幕墙体系中