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深圳保利劇院外掛裝飾鋁板施工技術(shù)

作者：劉海如等    
時間：2009-12-22 20:26:03 [收藏]
隨著外層維護系統(tǒng)的不斷創(chuàng)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(diào)整等多個角度，將外掛施工技術(shù)進行總結(jié)以做為行業(yè)內(nèi)交流。
    關(guān)鍵詞：外掛裝飾鋁板 測量 下料 局部調(diào)整

    為體現(xiàn)建筑的金屬質(zhì)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(yīng)用，建筑外掛裝飾板作為其良好的組合體應(yīng)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(fù)合板后，國內(nèi)越來越多的建筑采用此種技術(shù)，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(qū)，劇院屋蓋建筑造型為一類似半橢圓面的不規(guī)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(tǒng)采用直立鎖邊機械咬合點支撐金屬屋面系統(tǒng)，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(zhì)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(nèi)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(jié)構(gòu)形式
    外掛裝飾鋁板的安裝節(jié)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(jié)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(jù)，了解蜂窩板與玻璃連接處的誤差量，以便預(yù)先留出足夠數(shù)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(jù)理論點數(shù)據(jù)在實物結(jié)構(gòu)上放出空間控制網(wǎng)，主要根據(jù)X、Y軸理論數(shù)據(jù)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(wǎng)上的點與理論點誤差量，主要為Z方向上的誤差數(shù)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(wǎng)，整個空間控制網(wǎng)既可以指導(dǎo)下料，同時給安裝提供參考線；

    第四步：在劇院北側(cè)、南側(cè)、西側(cè)、屋頂四個區(qū)域設(shè)置臨時安裝控制軸線，軸線正向內(nèi)的區(qū)域為首先安裝部分，控制軸內(nèi)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(shù)據(jù)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(yù)先選擇誤差較小的區(qū)域開始下料施工；
    　?。?）通過實際測量，形成空間控制網(wǎng)，從而達到測量放線的目的，為施工提供參考依據(jù)。
    　?。?）整個控制網(wǎng)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(zhì)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(yù)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(xiàn)場試裝達到預(yù)期效果后，進而大面積區(qū)域性下料，圖八所示即預(yù)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(xiàn)場實測下料。四邊形、三角形板材通過EXCEL表格統(tǒng)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(fù)核：復(fù)核工作主要為原始數(shù)據(jù)復(fù)核和生成數(shù)據(jù)復(fù)核。原始數(shù)據(jù)復(fù)核主要檢查電腦三維圖取值和現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)是否正確；生成數(shù)據(jù)復(fù)核主要檢查扣縫、板材類型等二次處理數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，多余數(shù)據(jù)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?shù)沽?rarr;組合支座安裝→支承件角度調(diào)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(jīng)完成，根據(jù)區(qū)域性放線標記，定位初始安裝角點。
    　　同時，根據(jù)現(xiàn)場實際情況預(yù)先準備施工的安裝措施，靈活設(shè)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(shù)量、分清安裝方向、位置，同時結(jié)合各區(qū)域排版布置圖，預(yù)先倒料至安裝區(qū)域周邊，主要放置在屋頂或者坡底，并保證臨時放置的穩(wěn)定性。
    　　然后，根據(jù)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(jù)邊縫走向，安裝U型支承件，調(diào)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(diào)節(jié)，配件之間采用螺栓連接，在蜂窩板安裝前此螺栓僅預(yù)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(jié)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(diào)整，使相鄰板塊縫隙的尺寸達到設(shè)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(xiàn)場后期主要采用實測收邊和局部微調(diào)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(xiàn)場位置，進而根據(jù)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(diào)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(fā)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(xiàn)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(diào)整。
    　　本工程收尾階段，統(tǒng)計問題主要有以下三種：
    　　調(diào)整種類一，因其它專業(yè)鋪設(shè)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(fā)生明顯聚光效應(yīng)，后經(jīng)全站儀測量確認，此處比理論數(shù)據(jù)低約15cm，而支座的上下調(diào)節(jié)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(yīng)；
    　　調(diào)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(fā)現(xiàn)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(diào)整種類三，安裝區(qū)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(diào)整后裝帶兩側(cè)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(shè)計，增加了建筑的新穎和創(chuàng)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(xiàn)了淋漓盡致。
    　　節(jié)點設(shè)計——裝飾鋁板的連接支座可以上下調(diào)節(jié)、傾斜調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，滿足了一定的空間三維調(diào)節(jié)效果，確保了板材了安裝質(zhì)量。
    　　施工技術(shù)——測量工藝的投入、三維電腦技術(shù)的應(yīng)用、急陡屋面的施工、誤差消化調(diào)整等施工難點的克服，進而提高了整個工程施工技術(shù)含量。
    5 結(jié)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(lǐng)域增添一個全新的案例，也促進了設(shè)計、施工工藝的成熟和發(fā)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(jié)點日趨靈活，設(shè)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(nèi)施工技術(shù)實力的日益增強，施工工藝能夠適應(yīng)新材料、新工藝的不斷沖擊，通過設(shè)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(tǒng)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(wǎng) 2005.04
    [2] 李偉 金屬屋面的曲面設(shè)計與施工 國外建材科技 2004.01

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