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深圳保利劇院外掛裝飾鋁板施工技術

作者：劉海如等    
時間：2009-12-22 20:26:03 [收藏]
隨著外層維護系統的不斷創新和突破，建筑外掛裝飾板在越來越多的建筑中采用，并且形式日益多樣，筆者有幸參與了深圳保利劇院屋面及幕墻部分裝飾鋁板的施工，本文從測量、下料、安裝、調整等多個角度，將外掛施工技術進行總結以做為行業內交流。
    關鍵詞：外掛裝飾鋁板 測量 下料 局部調整

    為體現建筑的金屬質感，增強建筑的外裝飾效果，隨著直立鎖邊金屬屋面的廣泛應用，建筑外掛裝飾板作為其良好的組合體應運而生，繼北京大劇院、杭州大劇院為代表的建筑采用外掛裝飾鈦復合板后，國內越來越多的建筑采用此種技術，剛剛落成的深圳保利劇院采用大面積外掛鋁板作為外層維護裝飾層。
    1 工程概況
    1.1 工程簡介
    深圳保利文化廣場劇院位于深圳市南山區，劇院屋蓋建筑造型為一類似半橢圓面的不規則曲面被東部入口的一豎直平面切割而成。屋蓋整體曲面起始于±0.000m標高，屋蓋東西縱向長度約115m，南北橫向長度約80m，最高約為35m，如圖1所示。
    整個建筑外層維護主要由玻璃幕墻和金屬屋面兩部分組成，金屬屋面系統采用直立鎖邊機械咬合點支撐金屬屋面系統，在整個外殼（除玻璃幕墻部分）覆蓋了一層裝飾鋁板，主要材質為20厚蜂窩板和穿孔鋁單板。金屬屋面面積約9000 m2，最外層外掛鋁合金板，向內依次為鋁原色錘紋防水板、保溫玻璃棉、隔聲鋼板、隔聲吸音纖維。

    1.2 結構形式
    外掛裝飾鋁板的安裝節點主要有兩種形式，一為支承件與夾具組合，二為支承件與焊接支座組合，節點圖如下圖2、3所示：

    所有裝飾鋁板采用鋁角碼固定于組合支座上，夾具組合支座咬于面板直立板肋上，板縫與板肋交匯點全部布置支座，焊接組合支座直接固定于屋面C型檁條上，間距控制為500mm。

    2 工程難點及解決方案
    深圳保利劇院金屬裝飾鋁板施工，因建筑造型的獨特以及其它工種的施工誤差影響，該工程主要克服了以下難點，見下表：


    3 施工工藝
    3.1 測量工藝
    第一步：實測建筑的玻璃接縫、洞口、屋脊線，初步校核整個建筑的誤差量，為整個空間放線提供參考依據，了解蜂窩板與玻璃連接處的誤差量，以便預先留出足夠數量的蜂窩板來消除誤差，保證玻璃接縫與蜂窩板接縫連接光滑；
    第二步：取板材之間分割線交匯點為測量點，根據理論點數據在實物結構上放出空間控制網，主要根據X、Y軸理論數據定出空間坐標點的水平位置，從而在豎直投影方向找到鋁鎂錳板上的確切點，測出板上點的具體坐標，即可知道控制網上的點與理論點誤差量，主要為Z方向上的誤差數量（立面采用Y、Z確定X的誤差量）；
    第三步：所有實際測量點用油漆筆做出標記，連接各點成光滑曲線，從而形成整個空間控制網，整個空間控制網既可以指導下料，同時給安裝提供參考線；

    第四步：在劇院北側、南側、西側、屋頂四個區域設置臨時安裝控制軸線，軸線正向內的區域為首先安裝部分，控制軸內的采用理論集合實際誤差施工，如圖8，控制線以外部分實測下料施工，保證接縫連貫；
    第五步：屋脊部分、玻璃幕墻和洞口周邊部分進行實際放線下料，保證蜂窩板主縫與已施工的玻璃縫過渡光滑。
    整個測量工作好似工程的指航燈，在本工程中作用巨大
    　　（1）通過實際測量與理論數據比較，校核實際誤差量，為蜂窩板下料提供第一手資料，本工程也預先選擇誤差較小的區域開始下料施工；
    　　（2）通過實際測量，形成空間控制網，從而達到測量放線的目的，為施工提供參考依據。
    　　（3）整個控制網線處于蜂窩板接縫位置，可以保證接縫的連貫，從而為施工提供質量保證，并且控制了空間蜂窩板的走勢，為板塊按排版安裝提供了方便。

    　　3.2下料工藝
    　　下料思路：預先小面積下料，考慮到蜂窩板材的高昂價格，為控制材料損耗，先進行小面積下料，現場試裝達到預期效果后，進而大面積區域性下料，圖八所示即預先試裝效果。
    下料方式：誤差較小的位置采用理論下料，直接從三維空間圖上取值，通過計算扣除縫寬，其余部分現場實測下料。四邊形、三角形板材通過EXCEL表格統一下料，后附示意圖確定噴涂方向及板材正反面，特殊異形板材采用詳細CAD圖表示，確保整個下料工序表達準確，清晰無誤。
    　　下料復核：復核工作主要為原始數據復核和生成數據復核。原始數據復核主要檢查電腦三維圖取值和現場收集的數據是否正確；生成數據復核主要檢查扣縫、板材類型等二次處理數據是否準確。針對四邊形和多邊形板材，盡可能收集所有邊長和對角線數據，多余數據用于校對審核。
    　　3.3 安裝工藝
    　　整個蜂窩板安裝流程為：施工措施布置→運輸倒料→組合支座安裝→支承件角度調整→蜂窩板安裝→縫隙尺寸檢查
    首先，蜂窩板安裝之前檢查鋁鎂錳板是否滿足安裝條件，確保收邊收口以及立邊咬合等工作已經完成，根據區域性放線標記，定位初始安裝角點。
    　　同時，根據現場實際情況預先準備施工的安裝措施，靈活設置操作平臺，較陡位置采用雙排鋼管腳手架，坡度較小位置采用軟梯。
    　　其次，施工帶班人員整理到場的鋁板編號、數量、分清安裝方向、位置，同時結合各區域排版布置圖，預先倒料至安裝區域周邊，主要放置在屋頂或者坡底，并保證臨時放置的穩定性。
    　　然后，根據放線標記和實際縫隙位置安裝組合支座。所有蜂窩板邊縫與鋁鎂錳板肋的交匯點均安裝夾具；同時根據邊縫走向，安裝U型支承件，調整好支承件的角度后，用自攻定或者螺栓固定于夾具上；U型支承件為組合配件，連接孔為橢圓孔，可以高低調節，配件之間采用螺栓連接，在蜂窩板安裝前此螺栓僅預緊；
    　　再后，將蜂窩板安裝邊用膠密封，采用吊繩將整個蜂窩板拉升至高空就位，保證接縫尺寸后，標記出角碼位置，然后在高空或者落板至地面安裝角碼，角碼保證不松動，不漏裝。
    最后，再次將蜂窩板對位，將蜂窩板安裝縫用自攻釘鎖死，固定完畢后擰緊所有螺栓。
    　　對于采用焊接支座的節點，其安裝過程同理。所有自攻釘以及螺栓不漏裝、不松弛，鋁板就位緊固前，及時進行調整，使相鄰板塊縫隙的尺寸達到設計要求，橫平豎直，寬窄均勻，并且板塊之間無高差，過度平滑。
    　　3.4 收邊工藝
    　　整個外掛鋁板主要功能為外裝飾效果，為保證安裝效果以及消化其它工序的誤差，現場后期主要采用實測收邊和局部微調兩種方式來保證裝飾效果。
    　　在建筑的門洞位置以及與玻璃幕墻銜接位置采用實測下料，通過拉線或者彈線定位板塊之間縫隙的走勢，從而確定了各塊板材的現場位置，進而根據布線可以直接測量板塊的實際尺寸。此工藝雖然緩慢，并受測量人員的能力因素影響，但為收邊收口最切實有效的方法。

    　　3.5 局部調整
    　　當建筑裝飾鋁板大面積成型后，可以撕開鋁板的保護膜，拆除安裝措施，銀灰色的板材在陽光下散發金屬光澤，整體外觀效果極具震撼力。但與此同時，若板材之間過度不平滑，空間弧度沒有保證，會出現板材在陽光下存在明顯色差，或者小面積凹陷引起聚光，給整個建筑視覺效果帶來污點，此時需要進行局部調整。
    　　本工程收尾階段，統計問題主要有以下三種：
    　　調整種類一，因其它專業鋪設的金屬屋面板未保證空間弧度飽滿，裝飾鋁板安裝后有一處存在明顯凹陷，約有8塊板材發生明顯聚光效應，后經全站儀測量確認，此處比理論數據低約15cm，而支座的上下調節能力僅有2cm，最后采用小面積疊加一個支座的方法，減小誤差量，淡化聚光效應；
    　　調整種類二，建筑立面曲線變化位置，雖然保證了板材平滑過渡，但因4cm的間隙，下方仰視會發現局部位置上方板材高于下方板材，支座外漏明顯，實際為觀察角度引起的視覺誤差。解決途徑將上方板材下口壓低0.5~1cm，通過微弱的高低差來保證整體視覺效果，見圖11示意圖。
    　　調整種類三，安裝區域之間對接時，會存在板材接縫不連貫，或者存在折角，此種情況需要小面積調整后裝帶兩側的板材，將縫隙誤差通過多塊板材分散消化。

    4 工程亮點
    　　整體外觀——超強的建筑曲面效果，大量的三維定位設計，增加了建筑的新穎和創新力度，外層維護外掛裝飾鋁板，將建筑的金屬外觀效果體現了淋漓盡致。
    　　節點設計——裝飾鋁板的連接支座可以上下調節、傾斜調節、旋轉調節，滿足了一定的空間三維調節效果，確保了板材了安裝質量。
    　　施工技術——測量工藝的投入、三維電腦技術的應用、急陡屋面的施工、誤差消化調整等施工難點的克服，進而提高了整個工程施工技術含量。
    5 結語
    　　保利劇院的外掛裝飾鋁板成功安裝，又為建筑外層維護施工領域增添一個全新的案例，也促進了設計、施工工藝的成熟和發展。
    　　建筑外掛裝飾板帶來沖擊性的建筑視覺效果，并且，裝飾板材種類日益多樣，如鈦合金、鋁合金、銅合金板等，同時連接節點日趨靈活，設計樣式各異，此工藝必將被越來越多的建筑師所接受和采納，市場情景廣闊。隨著國內施工技術實力的日益增強，施工工藝能夠適應新材料、新工藝的不斷沖擊，通過設計和施工人員的不斷學習與探索，必將給整個建筑維護系統開拓更廣闊的前景。

    參考文獻
    [1] 羅憶 國家大劇院鈦飾金屬屋面 中國幕墻網 2005.04
    [2] 李偉 金屬屋面的曲面設計與施工 國外建材科技 2004.01

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