广州西塔单元式幕墙系统设计与施工技术

呜广州西塔单元庙式幕墙系统设心计与施工技停术乐摘要：单元式幕墙是通过幕墙板块上下左右相互插接形成等压腔来确保建筑外围护的水密及气密性能的。而广州西塔幕墙工程的建筑理念是成就一个晶莹剔透“三角水晶体”造型，如何既能满足建筑师对双曲面造型追求的同时，又能够以平面单元板块确保实现幕墙“遮风挡雨”的功能，这对幕墙的系统设计和施工技术都提出了更高的要求。

关键词：空间模型；以平代曲；抛物线；防水；测量；施工技术

广州珠江新城西塔项目坐落在广州市珠江新城花城大道以南，珠江大道以西，西边毗邻富力中心，南边为第二少年宫。广州珠江新城西塔项目处在新城市中轴线与珠江观景轴的焦点上，其新颖的结构体系，优美的建筑外观，已经成为珠江江畔的一道亮丽的风景线和广州市新的城市名片。

广州西塔整个建筑造型别致，首先在平面上由隐框折线玻璃拼成圆弧半径分别为71m和10m的大小圆弧，大小圆弧圆滑连接组成圆润的三角。再在高度方向有规律的按5100m为半径的圆弧层叠起来，使建筑的整个体量由底部不断向上放大，在第31层处达到峰值后顺滑的内缩，直至最顶部103层。隐含不露框的折线玻璃板块组成了璀璨夺目的各个发散的反射面，充分还原了建筑师晶莹剔透的“三角水晶体”的双曲面设计造型，形成修长、闪烁、流动的水晶效果。结构体系新颖，建筑外观优美，但是幕墙系统设计与施工的难度很大，极具挑战性。外观效果见右图。

一、单元式幕墙系统设计

1．

双曲面空间模型的构成

如左图所示，单元式幕墙的折线板块在平面上由半径为71m和10m的大小圆弧圆滑连接组成圆润的三角。在立面上大小圆弧都处在5100m为半径的圆弧上，由此形成平面以及立面上两个方向的曲度------秒双曲面。大小毛圆柱面经过层遥叠、平移错位蓬、旋转、搭接帅四个动作最终他形成圆润的三疗角水晶体。大字小弧之间的调晒整格板块起圆傍弧过渡的作用煌。

震大小弧板谣块均由矩形板慌块组成，单元与式玻璃板块的寿主要分格为：矿酒店层：润（准150旷0奥，心100贯0卸）楼×3375m哀m段；办公层：蹦（诞150竹0捎，鼠100件0插）扮×4500m湖m鲁。调整格板块洞由梯形板块组棚成。也就是说亏把所有的问题崇集中在调整格饮板块上，由调教整格板块的特佛殊构造来解决逮以平代曲的问捧题。

航由于每层辰圆柱面进行了筑相应的旋转，跌其旋转幅度裙以祖31伞F督为界，形成了泥两种不同的状崖态：下部外倒龄，上部内倾。

甜忽榆1.1乎

臂外倾的情况

牵下部外倒闲，角度号由浩-1.63逢°战至布0焦°大不等；由于下州部圆柱面的外妇倒旋转，使单锄元板块上部横发梁处两端高，严中间低，每层趋因角度不同而附高低差不同，戏最大达告到往94m翅m懒。

筹型海1.2恰

辉内倒的情况

否上部内倾牢，烛由阔0袋°藏至锐+4.59馋°很不等，而由于茧上部圆柱面的载内倾旋转，使踪单元板块横梁辣中间高，两边寸低，每层因角蛮度不同而高低暑差不同，最大掉达应到阶140m唱m宾。

烧下部外倒亏和上部内倾这疯两种状态，给宣单元式幕墙等议压腔的构造以絮及如何确保幕滚墙水密气密性傲能均带来了一劈系列难题。

廊酒氧2珠．盼

溪单元板以平代乘曲的实现

控对于大小耐弧板块来说，净由于均为矩形饼板块，其玻璃散面夹角固定遣为博178.7鲁9添度罗和却174.2矩7喊度。通过对大摆小弧板块的铝创合金公母槽分阻别开模，以两吊套不同的模具畅来适应上述两唯个不同角度。

论而对于调伸整格板块来说蚀，针对其均为闭梯形板块的特爸点，采取两种顶不同的组合形晕式。对于玻璃金面夹角大抛于饲176.5聋3识度的所有角度严用大弧模具来表调节适应。铝唇合金公母槽的洋对插角度不变巷为追178.7摊9女度，通过旋转典横梁与玻璃来访实现角度变化葱。对于玻璃面为夹角小宋于芦176.5壳3宜度的所有角度肯用小弧模具来霉调节适应。铝爪合金公母槽的鸡对插角度不变禁为辆174.2攻7她度，通过旋转抖横梁与玻璃来蔑实现角度变化溪。

委广州西塔晴幕墙双曲面造更型以平代曲的篇模型中，单元哭板一定会存在遇四点不共面的涂情况，并且全南部集中在调整银格板块。实践找证明：经过精级心建模，将四巩点不共面（翘斩曲）的幅度控南制在合理的范抓围内，单元式沸幕墙以平代曲泊是完全可以实咸现的。

盗句忘3萍．享

债抛物线水槽的充防水设计

瓣通过上述复模型可知：由横于每层圆柱面推进行了旋转，历使单元板块的赔横梁出现两端粒与中间高低不损同的情况，整魂个单元板块的纷横梁呈现出一更个抛物线型。博抛物线型水槽晕的防水设计成歼为亟待解决的暂问题。

朋狱模3.1程

糊合理构造单元存式幕墙的等压升腔

幅单元式幕稀墙的铝合金公贪母槽由于其对旷插的构造要求寸以及加工工艺篇的要求，形成钥了惊C捷形开口的截面区形式。但这种寸截面形式对单统元企料的抗扭窗性能有一些消样极影响，为了什消除这些不利摩影响，在铝合翁金公槽的中部元每创隔每800m股m秀设置一块铝挂犬钩以确保公母最槽始终共同工海作。同时还增砍加了企料的整副体刚度，使公桃母槽的配合更互加紧密，有效侄避免了在风压居作用下铝合金候公母槽张口的渐可能。单元式溉幕墙的铝合金甲公母槽与铝合臂金上下横梁的烧对插构造是完烫全靠胶条来实蛮现其水密、气摧密性能和结构曾传力的。通过励合理选用不同匪硬度不同压缩位量的胶条，在绞公母槽与上下钉横梁的最内侧匙则选用较高硬钞度较小压缩量薄的胶条以确保客公母槽结构的沈传力，确保了杏铝合金幕墙系样统整体结构安蜂全；而在公母跨槽与上下横梁矮的外侧选用较喂低硬度较大压比缩量的胶条以滨确保槽口的始尊终密封从而保鄙证幕墙的水密担、气密性能，辫形成有效的等吵压腔。

宋蚕堡3.2客

厉有效组织单元夕式幕墙的排水脉路径

榜单元式幕秃墙的排水路径弹始终遵页循住“邪分层排水、错善层排装出姻”良的原则，分成振前腔雨水与后慎腔雨水两种不乡同情况。外界健雨水通过批水甜胶条进入前腔州后因自重而下绘落由单元板块彼的底部自然排年出可称为前腔亏雨水。后腔雨乒水是指少量的捆前腔雨水进一电步越过一次密课封胶条进入后摩腔而形成的。俘后腔雨水本身晚数量已较少，仪并且在自重的服作用下会沿着短铝合金企料不耀断下落，直至订在单元板块底歇部进入的下一耗个单元板块的撇接水槽中再由趟专门构造的排煮水小腔排出后挂腔进入前腔，告沿着铝合金企冈料下落至下一幅单元的水平批守水胶片处最后冒彻底排出。

誓恨闷3.3钥

暴单元板块间设爸置挡水胶皮，暴切断雨水汇集舱线路

恨由于整个朽单元板块的横简梁呈现出一个左抛物线型，在馋单元板块间设戏置挡水胶皮，逆完全切断了雨捆水汇集线路，亭使雨水能够按名单元板块分块胶各自排出，大尸大减小了雨水犬由于长期汇集约不断积聚而带必来的渗漏可能污。

胜换甩4划．米

磁设备层及避难序层单元板块的催后装设计

芦广州西塔废主塔楼幕墙总间高迅度恢43已4锡米左右，总假共炕10溉3她层，其伪中办04可F罚到片103嘉F躬均为单元式幕旬墙表,基其衫间睬12-13那F廊、番30-31待F滑、半48-49明F要、粒66-67牢F撒的全部以劣及纵73时F挂、尽81勒F矩的局部为设备拣层和避难层。驻设备层和避难滥层单元板块的刻后装设计为整裕个幕墙单元板山块的安装划分及施工区段提供注了可能。

阴二、单元贷式幕墙施工技瓶术

悦广州西塔捆双曲面单元式港幕墙的独特性例对传统的幕墙蛇施工技术提出叛了挑战，这就留要求技术人员痒不断深入研究野施工方法，改委进施工工艺，升总结安装规律溉，摸索出一条鹿切实可行的路鸭子。

万扒号1新．歼

沾单元式幕墙结坐构特点

港广州西塔微单元式玻璃幕疫墙结构特点如辈下：

莫您图1姨)戒根据主塔楼单纤元式幕墙的分尘格图，玻璃板设块形状为：长尽方形和梯形（画调整块）两种诊。前者约占总丸量却的红90骂%属。长方形玻璃砖板块规格主要亲有四种：

往愧（志1蚁）丝1500×4麦500mm骆;投（秩2卧）黄1000×4富500m魔m输（谣3紧）誓1500×3万375m胃m迅（却4惭）跟1000×3孔375mm

批玻璃采偿用拒8+1.52脂PVB+8+张12AIR+食1莲0乐半钢化夹胶中写空玻璃。板块尊单元的最大重隆量可帖达服60怎0彩公斤以上。如裕此超大规格的惭单元玻璃板块经，从制作、运霉输到安装都有习很大的难度。

别沿引2狭)资单元板块采用首横滑式结崖构办,赛这样不仅给施振工安装带来很叔大方灰便妇,秤而且极大地提慰高了工程进度谦和质量。

氏驳浴3素)忠在相邻单元板谱块上横梁伸缩困缝处设置水槽户芯套和挡水胶爬片，能够有效咳防止雨水向室扫内渗漏。

臭打定2琴．挽

简安装总体思路

卡西塔塔楼恳幕墙总高闭度骆43低4演米踢，左3演1见F果层为外形最鼓舅处，幕墙外表达面上、下两端疏距急31奶F辈垂直距离偏移兵分别贸为个8.愉4甩米蜡和夏2倡米左右。外墙煮自耽04响F椅到籍103衡F赚均为单元式板豆块角,父其间扩在申12-13桨F忍、释30-31朗F炕、胡48-49楼F愉、难66-67岁F劝为单元玻璃百钳页板块炎及玉73饱F探、税81休F考为局部单元式最玻璃百页板块位。

尽整个外墙栽单元板块分如绪下施工区俱：畏A饰区滔（农4-11络F汽）缝、刑B奖区摆（浙14-29阴F舒）爆、赤C符区鼓（筋32-47丧F述）主、兵D鱼区跟（圣50-65景F结）霉、助E桌区钢（蝶68-69马F炭）盲、展F恭区菜（看70-104缸F育）跃、宾H荣区（设备及避邻难层）。板块幅自下往上安装铅，各区可在不敏同立面同时施平工，同区同立午面各层可依次蓄踏步式安装。堆这样，可最大姜限度的利用劳朝动力、空间和兰时间，以保障暗整个的施工工幻期。

蚁幕墙板块稠运输采用塔吊匀分别联在劲12-13就F冰、劲30-31愿F三、驾48-49铜F宏、窑66-67银F顺和赖70母F买段设置周转卸西料平台，并在荡每段之间设置果两个临时卸料灌平台登。林70伸F古以下各层通过搅转运层来安装量板块路，马70聚F司以上通过内庭篇直接将板块转苗运到各楼层。炎通过合理安排穗板块加工和垂贤直运输计划，度确保将板块按摧时的运送到楼赏层，从而为板嫌块的顺利安装徐创造有利的条喂件。

枯丹茅3写．皱

界单元板块的吊郑运和安装

蛛己鞠A扎、适用剩于沃A手区朽（猾4~1旋1慰）层单元式幕找墙的施工方法窃。

喂此部分单签元板块利用总绵包塔吊运般到蓄1态2器层的卸料平台佛，借助卷扬机遭将板块单元吊均运至各楼层。圣板块吊运时，虹采用电动玻璃自吸盘将板块运汪到楼层边，利毁用卷扬机将板厘块吊运至相关史楼层。吊装顺锈序为：从东立添面四山层话A艇2践轴单元板块开愚始，按逆时针索方向吊装，其讲步骤如下：

惭箱倾1.经

权板块吊装前的静准备

贪确另①刺

急检查准备吊装衬板块的完好性蔽，核对板块标侨号；

峡惩候②策

摊卷场机及电动秤吸盘机就位，三电动葫芦固定冈在安装层的上灌一层；

淡体碗③遣

虑安装单元板块若吊装夹具（将催水槽芯固定在却横框上作为吊饭点）并确认其币可靠性；

搂售柱④只

浑确认对讲机通屯话的可靠性；

融丘自⑤拍

筹确认所有参与进吊装人员已指枣定位置。

陪倡罢2.惭

距单元板块上行天过程

吃胸德①战

诞吊装时卷扬机虚在指挥人员的薪指示下，缓缓伤提升板块；

错哄醉②泪

报当板块在上行偏过程中，转运颈层板块安装层索和上一层均攀设禾4栽人负责吊运，招确保板块不与滋楼板发生碰撞下。

步德待3.衫

挖单元板块下行严过程：

太随世①冶

良单元板块的下草行过程由板块壤吊装上一层的喉指挥人员负责咐指挥；

犁诱消②楼

碗单元板块在下赞行过程应确保其所有经过层都芝有人员监控，猾防止板块在风忌力作用下与楼流体发生碰撞。

盐辆货4.陪

巨单元板块的插三接就位；

哑劣线①拥

妄单元板块的插毅接就位，由单贤元板块吊装层渴和上一层人员犬共同完成；

摇幅旦②杆

逆单元板块下行佩至单元板块挂取点与转接件高沟度之间相和距绵200m眠m招时，命令板块纱停止下行，并同进行单元板块恳的左右方向插沙接；

培念蜓③书

忆在左右方向插租接完成后，在睛控制左右接缝岸尺寸的情况下美命令板块继续磨下行，此时，侍由板块安装层协人员借助操作兼平台负责单元由体挂件与转接纱件的对接，板呜块安装层人员宅负责上、下两色单元板块的插老接。

霸怜狭④控

南确认单元板块皱的挂点，左右屠插接，上、下繁插接都已安装语到位后，拆除饰吊具，进行板美块调整。

茶饼给5.劈

近单元板块的调迎整

唉无红①雕

喉单元板块的微种调

粒借助水平批仪通过调整高尊度的调节螺栓僵，实现板块高仅度方向的微调明。并且对单元妨板块的左右接鞭缝进行校验微肆调。调整完毕续后将连接挂件窄与支座锁紧。

杠乱槽②悦

炎板块与结构连叼接节点的调整

体单元式幕翅墙板块与结构弱连接节点可实搬现三维方向的佛调整：

许妈斥萌

挎通过连接件长笔条孔和挂件上盯调整螺栓，实什现单元板熄块棍Z杆轴方向（上、谅下方向）调节栏；

奇蓝悠之

恐通过支座的左攻右方向长条孔足，实现单元板殖块旁X符轴方向（左右浴方向）的调节宽；

悬遥粥玉

划通过支座的前骑后方向长条孔互，实现单元板份块如y垒轴方向（前后职方向）的调节堵；

尺辣闻辰

离通过铝挂件上炊圆弧凸起实现迫单元板块简绕暮X流轴旋转调节；

诵由于外单串元板块幕墙同吸一层水平接缝废不在同一水平叔线眼上已(面除悼31愈F搁以渗外侄)列,思上下板块之间堵又存有角枕度任,对故通过全站仪桐利用连接支座皮三维调节可以酱确保幕墙的外讨形尺寸。

碎治僚B裳、适用位于岗B狗区罢、陕C沾区旧、五D势区淹和虾E蜻区单元幕墙的因施工方法：

淘玩巷1.

最B神区单元板块用览塔吊从地面按蒙顺序吊挺到信1解9最层激、纷2拍5麻层都和捉3触0跪层卸料平台，免再分别运到楼填层内放好；板绳块安装，调整董等同奸于推A拣区；

折杏莫2.

辨C捏区单元板块用有塔吊从地面楼贞层顺序吊限到福3隙7殃层球、隆4沟3收层搁和专4匹8夏层卸料平台，沃再分别运到楼渐层内码放好；徐板块安装、调纷整等同贼于际A武区。

乘幻哲3.

烛D延区单元板块用榜塔吊运眨到陆5蛋5心层抄、养6蜻1贫层妥、为6撕6仍层卸料平台，交再分别运到楼照层放好；板块驰安装，调整等骨同茅于降A泥区。

漂发迁4.

倦E器区单元板块用快塔吊运量到俊7种0度层卸料平台，泻再运到各楼层咽内。

缓吊装前，遥先将单元板块拳用电动玻璃吸娃盘运到安装位僻置楼层边，用揉电动葫芦起吊浇，然后下落到阴安装层上一层经时，调整高度糊、左右进出位野置，拧紧螺栓赵固定。

败紧晌C育、适用于主塔销楼锋F芝区眨（为70~10修2月）层单元幕墙给的施工方法：

木单元板块役的垂直运输主洪要是通过塔吊配将其单元板块性吊嘱到微7仗0唯层卸料平台，视然后通过内庭宪设置在屋顶的旅卷扬机将每层恭的单元板块运堵到相应的楼层么。安装秘时锄,品电动葫芦挂在缝需安装的上一瞧层，用电葫芦难起吊，然后下产落在下一个单催元板块对插槽须中，测水平定置位，用拉紧器麦使插入竖框中咸的对插件就位金，定位紧钻固刑,源板块安兔装洞,扭调整等同村于赞A股区。

构继刺D震、适用于跨层金部分单元板块躬（呜69~7闪0思层钻、彻70~7兴2鹿层破、霉99~10像0恶层棚和估103~10旱4酸层）吊装：

管仪即①窗70削F范位谈于阅69托F汗游泳池上方部撒分为跨楼她层软,郊垂直运输方案终中已考虑喷将顽