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摘要：本文主要介紹了深圳天音大廈單元幕墻系統設計的重點和要點，特別是針對圓弧轉角整體外框、圓弧轉角通風格柵、防水（詞條“防水”由行業大百科提供）構造設計等做了重點介紹，并簡單陳述了其結構體系的連接設計。
關鍵詞：單元幕墻;圓弧轉角整體裝飾框;圓弧轉角通風格柵;內平開窗;連接設計;防水構造
1、工程概述
天音大廈位于深圳灣超級總部基地的北部門戶位置，毗鄰白石二道與深灣二路，是集辦公、商業、通信機樓等多種業態為一體的綜合體，總建筑面積13.43萬平方米。天音大廈“世界之樹”的建筑設計理念來自于人與自然的和諧一體，項目主要由南北兩棟高155.76m和104.76m的A、B塔樓（詞條“塔樓”由行業大百科提供），中部57.28m高的文化中心C樓，以及位于同一基座上面的獨棟商業裙樓組成。(圖1.1~1.2)
本工程外立面體型較為復雜，由錯落、懸浮的立方體堆疊而成，每個立方體與建筑功能相對應，建筑幕墻靈感來自于智能手機的屏幕設計。塔樓幕墻形式為單元式玻璃幕墻，一個幕墻單元僅由一塊玻璃與四周型材組合而成，視覺上干凈整潔，立面完整性高，下面筆者對天音大廈單元幕墻系統的設計要點進行介紹和分析。
2、單元式幕墻系統設計介紹
2.1 單元構造組成
標準單元板塊分格尺寸2250mm(寬)x4500mm(高)，厚度尺寸為400mm，板塊重量約1000kg(圖2)。單元中部為一整塊完整玻璃，配置為10半鋼化+2.28PVB+10半鋼化+12A+12鋼化夾膠中空超白玻璃，玻璃四周為帶圓弧轉角的裝飾整體內框和裝飾整體外框，內外框之間為內嵌式的帶圓弧轉角通風格柵，內平開窗隱藏于兩側豎向通風格柵后方室內側，除平開窗外其余位置為固定（詞條“固定”由行業大百科提供）鋁單板，一個單元體共設有4扇內平開窗(圖3.1~3.2)。標準單元水平橫剖節點做法見圖4.1~4.2，垂直豎剖節點做法見圖5.1~5.2。
單元裝飾外框建筑設計要求為無拼縫整框設計，保持立面的整體性和簡潔。原設計為鋁板外框，在樣板制作過程中出現了如框架整體變形嚴重、平整度低、鋁板折角R角明顯、鋁板表面不光滑等等問題，經過反復的技術研判，深化設計調整為鋁型材整體裝飾框，有效解決了鋁板外框存在的諸多問題。
型材整框無拼縫設計，亦面臨著拼接位置的焊接處理問題，考慮到焊接可能存在變形，焊縫位置打磨平整度的控制，專門用庫存材料進行了型材焊接工藝樣品的試制(圖6.1~6.2)。前兩次型材焊接樣品不同程度存在焊接位置局部變形，焊縫打磨不夠平整的問題，針對前兩次工藝樣品試制過程出現的問題進行總結研討，創新性的提出了型材整框低能耗激光焊接技術，并組織了第三次焊接樣品的制作，強度及效果完全達到了設計的要求。(圖7.1~7.2)
本單元體裝飾框由四部分組成，為別為裝飾外側外框、外側內框、內側外框、內側內框(圖8)，從材料可焊性、構造穩定性、色澤匹配度等角度出發，包括轉角在內所有裝飾框均采用鋁型材設計，整框采用相同的基材材質，避免噴涂色差，同時觀感上沒有鋁板明顯的R角，提高了幕墻的品質。
由于型材本身剛度大，焊接過程變形小，結合胎架平臺精準定位，焊接整框平整度好，精度高。激光焊接采用專用焊機和焊條，通過前期樣品的測試，確定焊機輸出電流大小，保證型材間的可熔透焊接，確保連接位置牢靠。
(1)外側外裝飾框設計
外側外裝飾框的整體設計構造如下圖所示(圖9.1~9.4)。轉角內側帶圓弧邊，采用型材開模可以很好的控制弧邊的半徑大小，同時開模時與直線段拼接位置考慮插接筋卡接配合，從而保證拼接精度。直線段型材與轉角型材采用激光焊接，在內側不可視位置打釘加強，轉角位置最后焊接封堵型材面板（詞條“面板”由行業大百科提供），型材面板在加工中心通過激光切割，弧度與轉角型材可完美匹配，焊接后打磨平整，在進行整體噴涂，大大提升了整框的平整度及安裝精度。
(2)外側內裝飾框設計 封口型材
外側內裝飾框的整體設計構造如下圖所示(圖10.1~10.4)。與外側外裝飾框類似，內框轉角同樣存在弧邊設計，采取帶卡接定位配合的型材開模解決精度問題。正面封堵板同樣采取開模型材通過激光切割（詞條“切割”由行業大百科提供），匹配轉角型材的弧度。
(3)內側外裝飾框設計
內側外裝飾框的整體設計構造如下圖所示(圖11.1~11.3)。內側裝飾框整體設計思路與外側裝飾框類似，不同的是內側裝飾框正面尺寸相對較小，封堵面板可不單獨開模，利用單邊的直線型材通過加工實現弧邊封堵效果。
(4)內側內裝飾框設計
內側內裝飾框的整體設計構造如下圖所示(圖12.1~12.3)。內框轉角同樣為開模型材設計，與直線段型材激光滿焊，無需設置封堵面板。
型材整框焊接呈現出來的實際效果獲得了建筑師和業主的高度認可。(圖13.1~13.2)
2.3圓弧轉角格柵設計
單元體在內外裝飾框間設置內嵌式的格柵整框，內退尺寸為200mm。格柵截面為80x6mm的扁通，整體由5片格柵組合環繞而成，格柵四個轉角位置為弧形造型(圖14)。
原設計轉角位置格柵片為單獨的拉彎型材(圖15.1~15.2)，且存在不同拉彎半徑(R=78、102、128、154、180)，需多次單獨拉彎，本項目約9萬片需拉彎格柵，成品率極低，標準化程度低，同時拉彎還會存在回彈、變形大與直線段銜接不順暢等問題。
鑒于型材拉彎存在的諸多不利，格柵轉角深化設計調整為整體開模型材(圖16.1~16.2)。整體型材開模可以實現工廠標準化批量生產，數控（詞條“數控”由行業大百科提供）加工，拼接精度高，有效縮短工期。同時整體型材開模有加強板連接，整體剛度大，提高了整體平整度。帶圓弧轉角格柵整框的整體設計構造如圖所示(圖17.1~17.4)。
2.4內平開窗設計
單元體內平開窗隱藏于通風格柵后側，室內分上下兩扇，上扇設隱藏式執手，下扇不常開，因此不設執手，需要打開上扇后通過隱藏點式撥桿開啟下扇。
窗扇為型材扇，由于室內外顏色不一樣，采用分離式型材設計。上下扇之間只保留一道5mm面板間拼縫，窗五金均進行隱藏式設計，整體簡潔美觀。窗下窗框的設計增加排水（詞條“排水”由行業大百科提供）構造，多道排水設計(圖18)。開啟扇采用硬度（詞條“硬度”由行業大百科提供）較小的復合發泡膠條，轉角位置采用成品轉角膠膜，保證平整度同時提高防水性能。(圖19.1~19.2)
2.5板塊連接設計
設計時為了提高連接的剛度和穩定性，單元板塊上下橫梁與陰陽立柱間采用組角連接，組角與板塊掛件通過螺栓連接到一起(圖20)，傳力更直接也更有利，同時上下橫梁與立柱保留部分自攻釘連接，避免運輸和吊裝過程中橫梁與立柱間隼口膠開裂情況。(圖21)
考慮到板塊超大超重，且玻璃面板荷載通過中立柱進行傳遞，設計時創新性的采用U型加強連接掛件把單元立柱與中立柱在支座位置進行捆綁，整體受力，同時掛接位置采用閉腔雙截面，大大提高板塊安全性能(圖22)。鑒于掛件的重要性，采取公式校對同時進行有限元仿真模擬分析，剔除幾何模型直角部位的應力集中后，掛件整體應力情況均處于較低水平，變形也很小。(圖23.1~23.2)
2.6板塊防排水設計
單元板塊整體設計為有組織排水，內側的內外裝飾框上方分別往中間找坡，避免帶灰塵雜質的水流污染玻璃面，水往兩側排，沿著格柵處凹槽往下排，外框燈槽處開有排水通道，可以排到下一層，內側裝飾框底部均設置有第二道排水措施(圖24~27)。本工程整體水密性能達到規范中分級指標的最高級別5級。
3、結語
建筑的外裝飾效果通過幕墻工程的精心設計，完美地展現在人們的視野里。現代建筑的發展歷程中，建筑造型的求新求異給建筑幕墻帶來了挑戰和機遇。天音大廈作為深圳灣超級總部基地的北面門戶，我們能參與建設倍感榮幸。本文所介紹的單元式幕墻設計內容以及一些創新的設計思路，是我們整個設計團隊在設計和實踐中的一點經驗總結，受制于篇幅所限無法詳述，僅簡要闡述標準單元系統的設計要點，供幕墻設計師參考。
參考文獻：
[1] 《建筑幕墻》，中華人民共和國國家標準，GB/T 21086-2007
[2] 《玻璃幕墻工程技術規范》，中華人民共和國行業標準，JGJ102-2003
[3] 《建筑結構荷載規范》，中華人民共和國國家標準，GB50009-2012
[4] 《廣東省建筑結構荷載規范》，中華人民共和國廣東省標準，DBJ 15-101-2014
作者單位：深圳市方大建科集團有限公司
