呼吸式幕墙单元板块吊装施工工法secret.docx
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呼吸式幕墙单元板块吊装施工工法secret
呼吸式幕墙单元板块吊装施工工法
1前言
所谓的呼吸式玻璃幕墙其实就是双层玻璃幕墙，由于在两层玻璃之间，设置了供空气流通用的热通道而得名。
目前，在节能呼声日益高涨的形势下，呼吸式玻璃幕墙技术已经进入国内，北京、上海等地陆续有采用该项技术的工程问世。
根据空气层通风组织形式的不同，可分为“封闭式内通风幕墙”和“开敞式外通风幕墙（以下简称外呼吸式幕墙）”两种。
封闭式内通风幕墙从室内的下部吸入空气，在热通道内上升至上部排风口，从吊顶内的风管排出，这一循环在室内进行，外幕墙采用全封闭构造。
外呼吸式幕墙与“封闭式呼吸式幕墙”相反，其外层是单层玻璃与非断热型材组成的玻璃幕墙，内层是由中空玻璃与断热型材组成的幕墙。
内外两层幕墙形成的通风换气层的两端装有进风和排风装置，通道内也可设置百页等遮阳装置。
冬季时，关闭通风层两端的进排风口，换气层中的空气在阳光的照射下温度升高，形成一个温室，有效地提高了内层玻璃的温度，减少建筑物的采暖费用。
夏季时，打开换气层的进排风口，在阳光的照射下换气层空气温度升高自然上浮，形成自下而上的空气流，由于烟囱效应带走通道内的热量，降低内层玻璃表面的温度，减少制冷费用。
另外，通过对进排风口的控制以及对内层幕墙结构的设计，达到由通风层向室内输送新鲜空气的目的，从而优化建筑通风质量。
可见“外呼吸式幕墙”不仅具有“封闭内循环式体系”呼吸式幕墙在遮阳、隔音等方面的优点，在舒适节能方面更为突出，提供了高层超高层建筑自然通风的可能，从而最大限度地满足了使用者生理与心理上的要求。
（如图1）
图1：
外呼吸式幕墙各部位图示
由于“封闭式内循环体系呼吸式幕墙”与大厦的通风系统相连接，它的运行会增大通风系统的功率，从而需增大投入与消耗，因而其应用不多。
“外呼吸式幕墙”作为一种更新形式的呼吸式幕墙得到了广泛采用。
本工法主要介绍外呼吸式幕墙大单元板块吊装施工工法。
2特点
外呼吸式幕墙由内外两层玻璃幕墙组成，与传统幕墙相比，它的最大特点是由内外两层幕墙之间形成一个通风换气层，由于此换气层中空气的流通或循环的作用，使内层幕墙的温度接近室内温度，减小温差。
（如图2）
图2
与传统幕墙相比，外呼吸式玻璃幕墙具有节能、保温、隔热、安全、隔音及营造优良的室内空间环境等特点。
3适用范围
适用于讲求室内舒适度和节约建筑能耗的高层、超高层高档办公楼、写字楼。
4工艺原理
呼吸式幕墙由于是双层体系，在目前幕墙结构型式多样化的今天，两层幕墙可以根据建筑效果的需要有很多种组合，但是为了最大限度地突出外呼吸式幕墙的通风、节能、环保的特点，一般采用如下两种结构型式：
内外层结构一体式，即内外层幕墙做成一体或一个单元。
构成通风层的内外两层幕墙共用一根竖骨料，外层可做成明框或隐框形式，内层则做成可开启窗或固定窗。
当两层幕墙一体地做成单元式，则每个单元犹如一个个玻璃箱子，因此也被称为“箱体式幕墙”。
内外层结构分体式，即内外两层幕墙各成体系，为形成通气层通过其它方式进行隔断。
由于此种型式的两层幕墙分别独立，外层结构可选用明框、隐框或点式玻璃幕墙结构。
内层结构可选用各种幕墙型式或推拉、平开窗的型式。
外层幕墙作为建筑物的外表，一方面直接反映的是建筑物的造型，另一方面作为外围护结构，它还承受风荷载、防雨水等作用，因而其结构在强度与水密性方面应作为重点考虑。
内层幕墙由于其主要是与外层结合形成换气层，所以更应注意其与室内功能的配合，对其密封性能要求可适当降低。
外呼吸式幕墙单元箱体在生产厂家下料、拼装，加工精度高、材料浪费少。
施工现场减少了单元箱体的玻璃、龙骨、百叶等装配组件制作这一关键工序，使工期缩短、施工机具减少。
单元箱体转接挂件现场逐件安装，安装方便，调整容易。
单元箱体吊装施工简便，工艺流程清晰易懂，操作工人易于掌握。
由于外呼吸式幕墙以独个单元幕墙箱体吊装拼接而成，故适合采取单元板块的整体吊装。
施工面平直，结构平整，吊装设备采用卷扬机。
室外电梯设置于各办公楼中间，采用拆卸方便快捷的吊车系统进行吊装。
（单元体如图3）
图3外呼吸式幕墙单元板块
5施工工艺流程及操作要点
幕墙的表面平整度和接缝的质量是工程的重点，为此在单元板块全面安装之前要对转接挂件的水平位置和平面位置进一步校核准确。
弧形接口玻璃的尺寸大小不一、形状各异，测量精度要求必须非常严格，一定要在标准板块安装之后再进行实测实量。
5.1施工工艺流程：
安装吊装设备→校核单元转接件的准确度→设置安全警戒区→运送单元玻璃板块→单元玻璃板块吊装→板块微调→防水胶条安装
5.2施工工艺操作：
单元玻璃板块吊装方式选择：
使用卷扬机进行吊装施工。
幕墙每一层单元体的定位轴线和定位点，必须从专业测量人员提供的控制线和控制点引上来，以免导致累积和误差过大。
单元玻璃板块的吊装必须设置吊点，严禁直接将框架作为吊装点，防止框架产生变形。
单元玻璃板块在一个单元的安装、校正全部完成后再开始下一单元的安装。
5.3现场吊装
5.3.1吊装准备
1．吊装区域：
南立面1~10层，北立面1~10层。
2．单元体垂直运输：
单元体重量最约275kg，高度4.8m。
车间加工后运至现场，使用吊车分别吊至各安装区，转运时采用四轮小车运至各吊装部位下方。
3．立面围护：
立面单元体进行吊装前必须将吊装区域围上警戒标志线，警戒线离建筑物结构距离5米，设置专人看护，禁止闲杂人物在吊装区域走动。
5.3.2吊装：
1．吊装区段的划分：
南、北立面纵深各40米，每个立面根据幕板块墙分隔分为8个区段，吊装小车搁置在吊装区段最上层，吊装次序从10层～1层，每完成一个区段的吊装工作，吊装系统就要全部转移到下一个划分段进行组装和安装，从而进行下一划分段的吊装工作。
2．吊装系统安装：
吊装系统由小吊车、卷扬机、配重、定滑轮、钢丝绳、卸扣、小推车组成。
安装顺序如下图所示：
1）安装小吊车底座；
2）安装卷扬机；
3）安装小吊车配重；
4）安装吊臂和滑轮；
5）撑起小吊车，合闭电源，下放钢丝绳；
6）单元体吊装就位。
6材料与设备
6.1单元板块材料的选用
6.1.1铝材
1．采用国产6063-T5铝合金型材，所有可视及外露铝合金型材表面采用三涂氟碳喷涂处理，铝合金表面光洁、色泽一致、不易脱落、易清洁、耐久性好，产品各项技术指标达到国际标准。
不低于《铝及铝合金阳极氧化、阳极氧化膜的总规定》GB8013规定的AA15级要求。
2．工程用的铝合金型材及连接材料要严格进行分类管理和妥善存放。
3．工程采购铝合金型材必须有材质证明书，其质量标准应符合现行规范的要求，还应符合设计文件的要求。
有下列情况之一者应抽样检验，其结果应符合现行标准的规定合设计文件的要求，方可采用。
1）质量证明书内容，项目不全。
2）对铝合金型材质量有疑问时。
3）设计有特殊要求时。
4．铝合金型材应做到定尺供料，节约材料。
6.1.2玻璃
采用“6+12A+6”中空钢化LOW-E玻璃，“6+12A+6”中空钢化中空透明玻璃、“8+12A+6”中空玻璃，8+1.14+8钢化夹胶玻璃。
外观质量和技术指标符
合现行标准GB11614《浮法玻璃》、GB9963《钢化玻璃》、GB9962《夹层玻璃》规定。
所有玻璃均进行倒棱磨边处理。
6.1.3其它材料
1．幕墙结构胶选用美国GE公司生产的SSG-4400型硅酮结构胶。
2．幕墙密封胶选用美国GE公司生产的SCS-2000型耐候密封胶，其质量应符合《建筑用硅酮结构密封胶》；防水和密封胶条采用挤出成型的三元乙丙橡胶。
3．不锈钢螺栓作为连接框架龙骨和挂件体系的构件，要保证所用材质、型号符合设计和规范要求。
6.2主要机械设备
序号
设备、机具、测量仪器
型号规格
数量
国别产地
备注
1
拓普康激光水准仪
DSG320
1台
天津
施工设备
2
拓普康激光经纬仪
DJD2-2GJA
1台
北京
施工设备
3
卷扬机
1T
6台
国产
施工设备
6.3吊装系统设计
将吊着板块的小吊车作为一个整体来考虑。
6.3.1验算小吊车绕支腿点的稳定：
配重选用200×200×6钢管内浇混凝土，长800mm，每个配重的重量为：
2×0.2×0.8×24=0.768KN（混凝土的容重取24KN/m3）
总共设10个配重，配重总重量7.68KN
T1=7.68×2.724=20.92KN.m
单元板块自重：
G=1.432×3.75×0.6=3.22KN
T2=3.22×2.768=8.91KN.m
T1＞T2，因此整体稳定满足要求。
6.3.2验算Ф22钢丝绳的强度：
3.22×2.468=T22×0.869
T22=9.14KN＜Tmax=144.54KN
满足要求。
6.3.3验算Φ12钢丝绳的强度：
T12=3.22KN＜Tmax=47.64KN
满足要求。
6.3.4外伸臂的受力验算：
外伸臂选用[10#槽钢，其受力形式主要是压力，保守的取其压力为：
3.22+9.14=12.36KN
δ=N/A=12360/1274=9.7N/mm2＜f=215N/mm2
满足要求。
综上可知，小吊车系统的设计满足要求。
7质量控制
7.1组织有经验、有责任心的工程技术人员并形成管理网络，对施工进行技术指导和技术控制。
7.2严格执行《建筑结构荷载规范》、《玻璃幕墙工程技术规范》、《建筑幕墙》、《建筑玻璃应用技术规程》、《玻璃幕墙工程质量检验标准》等各项技术规程、规范。
7.3严格执行上级有关技术管理制度以及工程经理部所制定的《技术管理制度》。
7.4施工中发现重大问题应及时以书面形式反馈给建设单位与设计单位，并以洽商等形式予以补充或修改、解决。
7.5精心编制施工方案与技术交底并贯彻执行。
7.6成立技术攻关组，技术攻关组的组长由专业工程师担任。
针对工程关键技术难点，组织专题技术攻关，研究制定解决方法与措施。
7.7严肃工艺纪律，对违反工艺者，各级管理人员均有权制止，施工员要带头执行工艺并经常检查、督促施工小组的执行情况。
7.8组织执行工艺规范和施工方案的检查。
7.9组织质量检查小组，对各施工工艺进行控制、测量检查。
7.10派专人按检验标准进行材料的抽查，抽查合格后方可入库。
对检验不合要求的材料，予以退回厂家。
对每项材料要求厂家提供检验报告、材质单、合格证、质量保证书，没有绝不准许入库。
7.11要求加工车间建立质量安全部主任负责的加工质量的控制，由车间质量安全员对整个加工过程的质量控制，杜绝可能的一切质量隐患。
7.12建立由项目经理负责的精品工程体系。
对施工质量由质量员负责日常的质量检查、纪录并定期对一线工人进行精品工程教育。
对材料质量，由材料员对进场材料认真检查，发现不合精品工程要求的材料坚决退回公司。
7.13在单元板块加工过程中各工序均实行“自检”、“互检”、“专检”三检制度。
确保每道工序向下道工序输送100%合格半成品。
7.14单元板块进场必须进行检验，其允许误差不能超过规范及标准的规定。
7.15大单元板块到施工现场后在转运及安装过程中必须作好防碰撞、防刮花等保护工作。
8安全措施
8.1外呼吸式幕墙安装高空作业量大，安全防护工作多，为确保安全，现场将组建专业安全班组，负责工程安装中的一切安全防护和安全管理，安全防护分为两大类，一类是保护材料及人员的安全防护，另一类为用于施工操作的设施的安全防护，包括吊装系统的安全防护，施工操作平台的安全防护。
8.2用于工程中典型的施工操作的设施及安全防护应满足如下要求：
8.2.1施工吊篮安全要求如下：
1．施工吊篮必须取得有关主管部门的许可。
2．施工吊篮必须符合下列标准：
1）JG/T5032《高处作业吊篮》
2）JG5027《高处作业吊篮安全规则》
3）JG/T5025《高处作业吊篮性能试验方法》
4）JG/T5034《高处作业吊篮用安全锁》
3．施工吊篮使用前必须核定该处板结构及屋面结构的承载力是否满足要求。
4．施工吊篮工作环境要求如下：
1）环境温度≤40℃
2）环境相对湿度≤90%（25℃）
3）电源电压偏离额定值±5%
4）工作处阵风风速≤10.8m/s（相当于6级风力）
5．吊篮的电器系统应有可靠的接零装置，接零电阻不大于1.0。
在接零装置处设有接零装置。
6．安全锁能保证钢丝绳在其内部畅通，不得有卡绳，阻绳现象。
7．稳定力钜是倾覆力钜的二倍以上，前梁悬伸部分一般为1.3～1.5m，当伸出长度达到2m时，其载重量不得大于400kg。
8．安全架脚轮固定，不得有任何移动。
9．严禁在变空中进行检修和在吊篮运行中使用安全锁，电磁制动器进行手动刹车。
10．在突然停电或其它异常情况下，严禁人为使用电磁制动器自滑降。
应按操作说明书人工手动操作慢慢降落。
11．作业人员必须佩戴安全带，并将安全带牢系在吊船受力杆上。
8.2.2安全管理九不准：
1．没有安全技术措施和安全交底不准作业；
2．安全设施未做到齐全有效不准作业；
3．危险作业面未采取有效安全措施不准作业；
4．发现事故隐患未及时排除不准作业；
5．不按规定使用安全劳动保护用品不准作业；
6．非特种作业人员不准从事物种作业；
7．机械、电器设备安全防护装置不齐全不准作业；
8．对机械、设备、工具的性能不熟悉不准作业；
9．新工人不经培训或培训考试不合格不准上岗作业。
8.2.3职工五项拒绝权：
1．在安排施工生产任务时，如不安排安全生产措施，职工有权拒绝上岗作业；
2．现场条件有了变化，安全措施跟不上，职工有权拒绝施工；
3．管理人员违章指挥，职工有权拒绝服从；
4．设备安全保护装置不安全，职工有权拒绝操作；
5．在作业地点条件发生恶化，容易造成事故的情况下不采取相应的措施，职工有权拒绝进入作业地点。
8.3应急区域范围划定
8.3.1工地现场内应急区域范围制定
1．塔吊脚手架、施工用载人电梯、施工吊船事故，以事故危害形成后的任何安全区域为应急区域范围。
2．电气设备故障、严重漏电事故以任何绝缘区域（如木材堆放场等）为应急区域范围。
8.3.2工地场外应急区域范围的划定
1．对事故可能波及工地（围档）外，引起人员伤亡或财产损失的，需要当地政府的协调，属政府职能。
2．在事故（危害）发生后及时通报政府或相关部门，以确定应急区域和范围。
9环保措施
9.1减少工程施工对环境影响的措施主要采取预防和控制措施，其内容主要包括：
9.1.1控制热辐射和光反射和光反射对环境的影响。
9.1.2控制建筑垃圾对环境的污染。
9.1.3控制施工噪音对环境的影响。
9.1.4控制施工人员走动对正常办公、居民生活的影响。
9.2环保措施内容具体包括：
9.2.1建立文明施工管理机构：
成立现场文明施工管理组织，按生产区和生活区划分文明施工责任区，并落实人员，定期组织检查评比，制定奖罚制度，切实落实执行文明施工细则及奖罚制度。
9.2.2建立健全施工计划：
认真编制施工作业计划，合理安排施工程序，并建立工程工期考核记录，以确保总工期目标的实现。
按照现场要求，切实做好总平面分片包干管理工作，定期检查执行情况，并按有关现场文明施工考核办法进行考核。
9.2.3建立健全质量安全管理制度：
建立质量安全管理制度，严格执行岗位责任制，严格执行“三检”（自检、互检、交接检）和挂牌制度。
特殊工种人员应持证上岗，进场前进行专业技术培训，经考试合格后方可使用。
严格执行现场安全生产有关管理制度，建立奖罚措施，并定期检查考核。
9.2.4建立健全现场技术管理制度：
工程开工前，依据施工图纸及有关规范等要求，编制阶段施工组织设计及单项作业设计，并严格执行。
严格执行各级技术交底制度，施工前，认真进行技术部门对项目交底、项目技术负责人对工长交底、工长对作业班组的技术交底工作。
分项工程严格按照单项作业设计及标准操作工艺施工，每道工艺要认真做好过程控制，以确保工程质量。
9.2.5建立健全现场材料管理制度：
严格按照现场要求堆放原材料、半成品、成品及料具。
现场仓库内外整洁干净，防潮、防腐、放火物品应及时入库保管。
各杆件、构件必须分类按规格编号堆放，做到妥善保管、使用方便。
及时回收拼装余料，做好工完场清，余料统一堆放，以保证现场整洁。
现场各类材料要做到帐物相符，并有材质证明，证物相符。
9.2.6建立健全现场机械管理制度：
进入现场的机械设备应按施工要求进行设置，严格执行《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33）。
认真做好机械设备保养及维修工作，并认真做好记录。
设置专职机械管理人员负责现场机械管理工作。
9.3施工现场要求：
9.3.1加强现场场容管理，现场做好整洁、干净、节约、安全、施工秩序良好，现场道路必须保证畅通无阻，保证物质材料顺利进退场，场地应整洁、无施工垃圾，无积水场地及道路定期洒水，减低灰尘对环境的污染。
9.3.2积极遵守地方政府关于夜间施工的有关规定，尽量减少夜间施工。
若为加快施工进度或其他原因必须安排夜间施工的，则必须先办理“夜间施工许可证”后进行施工，并采取有效措施尽量减少噪声污染。
9.3.3现场设置生活及施工垃圾场，垃圾分类堆放，经处理后方可运至环卫部门指定的垃圾堆放点。
10效益分析
建筑的表皮在当前愈来愈受到关注，但一般只是作为设计手法的重要对象，忽视了建筑表皮是影响室内热舒适度和建筑能耗的重要因素和关键部位。
夏热冬冷地区建筑同时面对冬、夏两种极端气候，单一的材料无法同时满足对冬季保温和夏季防热、隔热的要求。
在极端气候共存的地区，“双层皮”玻璃幕墙更加需要适应性、复合性的概念。
双层皮表皮在当前生态建筑技术领域成为重要的关注话题，并且在大多数欧洲国家得到了广泛的推广和运用。
外呼吸式幕墙与传统的单层幕墙相比有如下突出的优点：
从原理上，外呼吸式幕墙采用“烟囱效应”与“温室效应”的原理，是从幕墙的功能上解决节能问题；单层幕墙则只是从材料的选用上，通过材料本身的特性来达到一定的节能效果。
从环保上，外呼吸式幕墙由于其功能解决节能，外层玻璃选用无色透明玻璃或低反射玻璃，可最大限度地减少玻璃反射带来的不良影响（“光污染”）；单层玻璃幕墙为保证室内外效果与节能的考虑，玻璃一般选用有一定反射功能的镀膜玻璃。
从节能上，外呼吸式幕墙由于换气层的作用，比单层幕墙节能约50%。
是解决建筑节能的一个新的方向。
从使用上，换气层的出现，使呼吸式幕墙夏季节省制冷费用，冬季可节省取暖费用。
同时遮阳百叶置于换气层，能有效地防止日晒又不影响立面效果。
从舒适度方面，外呼吸式幕墙的隔音性能可达到55dB，让室内生活与工作的人们有一个清静的环境；另一方面，无论天气好坏，勿须开窗换气层都可直接将自然空气传至室内，为室内提供新鲜空气，从而提高室内的舒适度。
并有效地降低高层建筑单纯依赖暖通设备机械通风带来的弊病。
外呼吸式幕墙与普通单层幕墙相比，在采暖时节约能源42%～52％，在制冷时节约能源38%～60%
《民用建筑节能管理规定》的出台，对建筑节能提出了明确的要求。
呼吸式幕墙的应用，为建筑幕墙节能技术的发展翻开了暂新的一页。
11应用实例
***软件园9#楼为软件园内高档研发办公楼，南北外立面呼吸式幕墙单元板块为主，檐口高度57M。
该工程采用了幕墙单元板块厂内加工，现场单元吊装的施工方法不仅在材料本身保证了建筑的节能要求，而且同时大大缩短了幕墙现场的施工工期，保证了短时间内成型后的幕墙系统的美观和质量。
2007-10-31
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