0 引言

　　玻璃幕墙因建筑美学实现力强、自重小、采光隔噪效果好及生产安装工业化程度高等优点，迅速在大型公共建筑和高层建筑的外立面装饰上得到推广和应用。

　　自20世纪80年代玻璃幕墙引入中国的30多年间，玻璃幕墙技术不断发展提高，但玻璃幕墙爆裂、脱落事件在各地却时有发生，对人民生命及财产安全构成危害。随着我国对公众安全防护的重视及社会各界对损物伤人事件的持续关注《住房和城乡建设部安全监管总局关于进一步加强玻璃幕墙安全防护工作的通知》(建标[2015]38号)对玻璃幕墙的安全使用进行规范和指导，各地也相继出台政策对建筑玻璃幕墙的使用范围、玻璃单元面积等进行限定，这一系列举措给传统玻璃幕墙产业带来较大影响和变革需求。

　　带形窗体系经过优化，可达到类似玻璃幕墙的外观，具有良好的美学效果实现力，又能符合规范政策、满足公众对安全的需求。在党政机关、医院、住宅及含住宅公寓的综合体等按规定不能采用玻璃幕墙的建筑结构中，仿幕墙式带形窗将成为重要的外墙设计解决方案，并得到更多应用。

　　在珠海信德横琴项目的外窗体系深化设计和施工中，根据体系特点和现场条件，经综合比较后选用从建筑内部运输、安装施工方案，并配套进行深化设计，最终在建筑效果实现及施工安全质量进度控制方面，均取得良好效果。本文就设计、施工、安全管理及深化阶段的技术与措施要点进行系列总结。

　　1 工程概况

　　珠海信德横琴项目位于珠海市横琴新口岸广场北侧，是一个集商业、办公、酒店、公寓功能于一体的超高层城市综合体，占地面积2.2万m²，总建筑面积22.5万m²，由2栋超高层塔楼和4层裙楼组成，其中，T1塔楼51层、T2塔楼33层，建筑高度205m。

　　塔楼外墙设计为(TP8+12A+TP8中空Lowe)钢化玻璃单元板块、3mm厚铝材压铸飘板为基本构件的仿幕墙式楼间带形窗、层间装饰带体系(见图1,2)。其中，T1塔楼单元板块总面积约2.6万m²,T2塔楼单元板块总面积约2万m²。单块单元最大尺寸为1.44m×4.00m，最大质量600kg。

　　

　　图1 仿幕墙带形窗系统效果  

　　 

　　

　　图2 仿幕墙带形窗系统节点  

　　 

　　2 内装法技术

　　由于工程地处滨海空旷地带，海陆风频繁、风力较大，如采用塔式起重机或环形轨道外部吊装方案，工期及安全均难以得到可靠保证。

　　经过比选，确定在本楼层砌筑施工前，提前将带形窗单元板块及配件通过施工电梯或电梯井道内提升系统运输至本楼层，采用板块安装机或人工将单元板块运输至安装区域，从建筑物内部采用机械或人工将单元板块安装固定在已安装的楼间顶、底轨中;层间小型单元板块及飘板采用分段设置吊篮系统从外部进行常规安装。本文将这种从建筑内部进行仿幕墙式带形窗系统安装的施工方法及配套的深化设计措施简称为内装法。

　　3 关键施工技术

　　3.1 U形连接件及顶、底轨安装

　　U形连接件安装于带形窗顶轨、底轨与结构主体之间，是整个预埋及安装工作的最后一个偏差调整消化环节，必须进行严格的过程测量核验。按单元分格图进行投测后，采用先底轨后顶轨的顺序进行安装，以底轨复测校验顶轨安装精度。

　　当层结构拆模后，宜尽早对结构及预埋件的偏差进行测量，一方面可为后续施工质量控制提供数据参考，另一方面可及时确定U形连接件规格选取及进行必要的结构偏差处理，避免影响安装工期。

　　安装工作在建筑内部作业，在无外脚手架防护(或爬架已提升离开)情况下，由于外部未形成封闭，必须在结构柱间拉设连续式安全绳，施工人员全程佩戴安全带，并与安全绳扣挂;U形连接件、顶底轨、手提式操作工具均需设置防坠绳，防止安装操作过程中发生脱落。

　　安装顶部U形连接件、顶轨时，应采用移动操作平台进行安装，特殊部位采用定制悬挑操作平台进行安装。

　　3.2 仿幕墙式带形窗单元板块吊运

　　带形窗内装法施工前，利用设备及场地空闲期将单元板块提前运送至每个楼层的安装区域附近，以保证安装作业的连续性。其中，对于超过施工电梯轿厢长度(常规为3～3.2m)的较大板块，采用卷扬机垂直吊运体系(见图3)，吊运至楼层后，利用液压叉车改装的安装机同层转运。

　　

　　图3 卷扬机垂直吊运体系  

　　 

　　卷扬机垂直吊运体系应满足吊运安全要求，吊装悬挑梁伸出距离应能避免板块与结构剐蹭，并在两侧设置缆风绳系统，以防吊运中板块晃动。卷扬机吊运点的选择应便于材料运输、避开人流集中区域。对于高层建筑，随着吊运高度增加，单元板块晃动越来越厉害，安全风险显著加大，应优先选用室内电梯井位进行吊运，可有效避免风雨天气对吊运的影响，作业安全性及效率远高于室外吊运。

　　3.3 仿幕墙式带形窗楼间单元板块安装

　　每个单元板块带形窗底框下部设有底槽，将板块底槽对准底轨竖肋，使底轨竖肋入槽。确保单元板块底槽与底轨竖肋紧密接触后，将内斜状态单元板块向外扶正，使单元板块上部贴靠顶轨外肋，经过调整矫正后，安装内压板、内扣盖，完成单元板块安装固定。

　　对于质量<80kg单元板块，可人工水平抬至安装位置附近，抬升单元进行斜插安装，>80kg单元板块采用液压叉车改装的安装机进行板块运输与安装。

　　由于单元板块较重，且就位过程中处于内倾状态、重心始终处于室内，就位后有顶轨限位外肋，因此不存在单元板块滑脱冲出室内的高坠风险;安装机辅助就位时，结构外边缘有反坎或底轨，对前轮形成限位，且由于安装机自重较大、推行速度较慢，无冲出坠落风险，但仍须杜绝野蛮作业。幕墙单元板块安装流程如图4所示。

　　

　　图4 单元板块安装流程  

　　 

　　3.4 层间小单元及飘板装饰带安装

　　仿幕墙式层间装饰带的安装方法可按主体结构的施工情况分为2种方式:如采用分段悬挑外脚手架进行主体结构施工，层间小单元板块借助外脚手架进行安装，飘板线条待该段外脚手架拆除后，采用外挂吊篮方式分段进行安装，屋顶顶部装饰线条及最后一次吊篮悬挑机构所在楼层的装饰线条可利用擦窗机施工;如采用外爬架方案，层间小单元及飘板装饰带均采用外挂吊篮方式，分段进行安装，顶部花架部分待爬架拆除后，同样可使用塔式起重机或擦窗机进行施工收尾。

　　3.5 特殊部位安装

　　1)靠近墙柱处安装

　　对于墙柱靠近安装位置的情形，墙柱的阻挡使单元板块不能直接从内侧斜插就位。此时需就近斜插入轨并顶部临时限位，采用人工推动或铰链拉动方式平移就位并完成矫正固定，如图5所示。

　　2)有砌体外墙处安装

　　避难层、机电转换层等有排烟功能的楼层，外墙装饰一般采用铝合金装饰百叶单元，因百叶单元较轻，可在砌筑及防水涂料完成后利用吊篮从建筑外侧安装。如部分有墙处的设计为玻璃单元板块，则需先按常规的内装法施工流程完成单元板块安装，再进行墙体砌筑。此区域可在玻璃单元板块后侧增设铝合金背板，代替墙体外侧抹灰涂料饰面。如外墙有保温需求，宜采用加大轻质砌块墙厚度的方式代替外保温砂浆，避免需用吊篮进行大量湿作业。

　　

　　图5 靠近墙柱处板块安装  

　　 

　　4 安全管理要点

　　4.1 临边防护设施

　　如果建筑外侧无外脚手架防护，需在安装顶、底配件及单元板块前，沿建筑外围设置1圈钢丝绳作为生命绳，钢丝绳与结构锐角接触部位应设置防磨套，钢丝绳与结构柱的锚固必须牢靠。安装U形连接件及顶、底轨过程中需临时拆除的安全护栏，完工后必须及时恢复。

　　焊接临边金属配件过程中，必须配置双层接火斗或防火布，避免焊渣飞溅伤人、损坏已安装玻璃等风险。同时，每个用火点需按要求进行用火审批及配置灭火器。

　　4.2 上部U形连接件、顶轨安装操作平台

　　操作平台可分为成品操作平台和现场搭设操作平台。成品操作平台需提供产品合格证;现场搭设的操作平台需编制安全专项施工方案，审批通过后，严格按方案搭设。所有操作平台使用前，必须先通过验收及贴挂准用牌。

　　上部U形连接件、顶轨安装属于高空临边作业，操作平台的抗倾覆性能非常关键，除须确保平台底部滚轮锁死外，在平台顶部需架设顶杆，顶紧结构顶板，确保平台稳固性。上操作平台的人员，必须佩戴全身式安全带，高挂低用。

　　4.3 单元板块安装机

　　板块安装机根据单元板块尺寸及质量采用液压叉车改装制作，叉车需验证使用合格证，每日使用前需进行检查、重点关注倾覆风险排查。改装时，根据安装单元板块质量设置配重，并经现场试验，杜绝倾覆的可能性。单元板块运输及安装时需用绑带固定牢靠，并双人扶稳板块推动安装机，待板块底槽入轨稳定后方可解开绑带。

　　4.4 卷扬机垂直吊运体系

　　卷扬机垂直吊运体系需进行专项设计，并编制安全专项施工方案，各构件经过受力计算。卷扬机需有产品合格证，安装完成后经有资质的第三方进行检测，出具合格报告后方可贴牌使用。

　　为确保单元板块吊升过程中的稳定性，在提升系统主吊绳两侧设置限位缆风绳，防止吊运过程中板块受风力影响发生转动、碰撞结构导致损坏;主吊绳需设置上行限位(卷扬机自动停机)装置，避免指挥操作失误而未及时停机造成吊运板块冲顶事故，限位装置应设在吊钩点2m位置以保证防冲顶缓冲距离;卷扬机需做好防护罩，并在操作区设置安全隔离护栏，非操作人员严禁进入。提升系统应定期保养维护并更新准用牌的巡查记录，确保系统安全可靠。

　　5 配套深化设计要点

　　仿幕墙式带形窗与幕墙不同之处在于，前者属于窗、固定于楼层结构上、下边梁平面内，后者通常附着在主体结构外侧。

　　在满足设计封闭、隔声、采光、节能等指标的基础上，深化设计阶段需对内装法施工可能遇到的问题提前考虑，并在体系上及节点上进行优化和配套设计。

　　5.1 外立面版面划分设计

　　外立面版面划分对建筑审美第一印象意义重大，板块形式“瘦高”或“矮胖”均会影响审美效果;外立面系统需满足抗风设计要求，立梃间距变化需调整对应玻璃厚度、增减立梃截面及系列连接构件指数性;楼层内相邻空间采用隔墙分隔，隔墙端部需严格对应幕墙立梃，才能构成分隔，以满足隔声及防火要求。因此，版面划分设计时，需重点综合以上3部分因素，最终确定合理、经济的划分方案。

　　5.2 斜插就位节点设计

　　为保证单元板块室内斜插就位作业的安全性及便捷性，需对配套的顶、底轨和单元板块进行工况设计，确保适配度良好、入槽及转动便捷且无滑脱风险。底轨内侧承托竖肋、顶轨外侧限位肋板(见图6)尺寸需进行安全计算后确定，确保满足安装阶段及使用过程的强度及承载力需求。

　　5.3 安装偏差调整系统

　　由于仿幕墙式带形窗固定于上、下边梁，相对于附着在结构外侧的幕墙，结构偏差对其影响更大。在加强结构顶底偏差、埋件安装偏差施工质量控制的同时，设计上应考虑一定的自身调节能力。本工程带形窗顶、底部与结构主体的连接部位采用结构性能好、调节能力强的U形镀锌钢连接件进行转接。为进一步增强系统自身偏差吸收调节能力，对U形连接件设计了不同高度的3种规格(见图7)，以适应施工中产生的层间结构高程偏差及埋件高程偏差，减少混凝土打凿和连接件割补工作量。

　　

　　图6 板块斜插就位节点设计  

　　 

　　

　　图7 不同规格U形连接件  

　　 

　　5.4 弧形段设计处理

　　建筑角部如采用半径较小的弧形构造设计，带形窗一般有2种配套方案:采用平面板块折线式安装来拟合弧线(方案1)、直接采用弧形单元板块(方案2)。如采用方案2，则需对底槽、竖肋进行精细设计，保证能顺利斜插入槽及转动就位，同时确保弧形单元板块更高的加工精度控制。

　　采用方案1，如存在曲率半径较小的情况(见图8)，在主体结构设计阶段需考虑板块顶、底轨内缘与混凝土柱或墙的距离、顶底部混凝土结构宽度及装修保温等厚度因素，预计足够安装空间，避免弧线形结构布局与直线形单元板块间的碰撞冲突而需后期打凿。

　　

　　图8 弧形结构与层间直线形板块冲突  

　　 

　　5.5 保温及防水设计优化

　　仿幕墙式带形窗往往涉及边梁飘板部位的保温及防水性能要求。保温砂浆为常见保温材料，如主体施工阶段采用外爬架工艺，由于结构标准层施工速度较快，该部分湿作业通常只能利用后期吊篮，在层间板块及装饰线条安装前进行，工效低、影响工期。可采用在层间单元板块上增加背板贴装保温棉的方式，代替在混凝土结构上的保温砂浆层;飘板外缘保温同样可采用铝板+保温棉的方式代替保温砂浆湿作业。

　　为保证外墙体系防水性能，宜采用在楼间单元和层间单元之间增加防水板的方式，使玻璃单元与防水板形成类似幕墙的连续封闭隔水层，最大限度地降低雨水与结构接触。

　　6 结语

　　仿幕墙式带形窗集传统玻璃幕墙美观大方、外立面整体感强的特点与传统建筑外窗安全稳固易于安装的特点于一体，通过优化设计及制定配套措施，可实现从建筑内部进行安装作业，便于施工组织与工期控制。

　　珠海信德横琴项目2座塔楼仿幕墙式外窗体系总面积约为4.6万m²，全部采用内装法技术施工完成，提前约半年插入外窗施工，未占用塔式起重机运力，不受幕墙自下而上施工流程的限制，缩短了工期。施工阶段虽气候条件极不利，仍实现了施工作业安全度高、工期可控的预定工艺技术目标。