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深圳保利剧院外挂装饰铝板施工技术

作者：刘海如等    
时间：2009-12-22 20:26:03 [收藏]
随着外层维护系统的不断创新和突破，建筑外挂装饰板在越来越多的建筑中采用，并且形式日益多样，笔者有幸参与了深圳保利剧院屋面及幕墙部分装饰铝板的施工，本文从测量、下料、安装、调整等多个角度，将外挂施工技术进行总结以做为行业内交流。
    关键词：外挂装饰铝板 测量 下料 局部调整

    为体现建筑的金属质感，增强建筑的外装饰效果，随着直立锁边金属屋面的广泛应用，建筑外挂装饰板作为其良好的组合体应运而生，继北京大剧院、杭州大剧院为代表的建筑采用外挂装饰钛复合板后，国内越来越多的建筑采用此种技术，刚刚落成的深圳保利剧院采用大面积外挂铝板作为外层维护装饰层。
    1 工程概况
    1.1 工程简介
    深圳保利文化广场剧院位于深圳市南山区，剧院屋盖建筑造型为一类似半椭圆面的不规则曲面被东部入口的一竖直平面切割而成。屋盖整体曲面起始于±0.000m标高，屋盖东西纵向长度约115m，南北横向长度约80m，最高约为35m，如图1所示。
    整个建筑外层维护主要由玻璃幕墙和金属屋面两部分组成，金属屋面系统采用直立锁边机械咬合点支撑金属屋面系统，在整个外壳（除玻璃幕墙部分）覆盖了一层装饰铝板，主要材质为20厚蜂窝板和穿孔铝单板。金属屋面面积约9000 m2，最外层外挂铝合金板，向内依次为铝原色锤纹防水板、保温玻璃棉、隔声钢板、隔声吸音纤维。

    1.2 结构形式
    外挂装饰铝板的安装节点主要有两种形式，一为支承件与夹具组合，二为支承件与焊接支座组合，节点图如下图2、3所示：

    所有装饰铝板采用铝角码固定于组合支座上，夹具组合支座咬于面板直立板肋上，板缝与板肋交汇点全部布置支座，焊接组合支座直接固定于屋面C型檩条上，间距控制为500mm。

    2 工程难点及解决方案
    深圳保利剧院金属装饰铝板施工，因建筑造型的独特以及其它工种的施工误差影响，该工程主要克服了以下难点，见下表：


    3 施工工艺
    3.1 测量工艺
    第一步：实测建筑的玻璃接缝、洞口、屋脊线，初步校核整个建筑的误差量，为整个空间放线提供参考依据，了解蜂窝板与玻璃连接处的误差量，以便预先留出足够数量的蜂窝板来消除误差，保证玻璃接缝与蜂窝板接缝连接光滑；
    第二步：取板材之间分割线交汇点为测量点，根据理论点数据在实物结构上放出空间控制网，主要根据X、Y轴理论数据定出空间坐标点的水平位置，从而在竖直投影方向找到铝镁锰板上的确切点，测出板上点的具体坐标，即可知道控制网上的点与理论点误差量，主要为Z方向上的误差数量（立面采用Y、Z确定X的误差量）；
    第三步：所有实际测量点用油漆笔做出标记，连接各点成光滑曲线，从而形成整个空间控制网，整个空间控制网既可以指导下料，同时给安装提供参考线；

    第四步：在剧院北侧、南侧、西侧、屋顶四个区域设置临时安装控制轴线，轴线正向内的区域为首先安装部分，控制轴内的采用理论集合实际误差施工，如图8，控制线以外部分实测下料施工，保证接缝连贯；
    第五步：屋脊部分、玻璃幕墙和洞口周边部分进行实际放线下料，保证蜂窝板主缝与已施工的玻璃缝过渡光滑。
    整个测量工作好似工程的指航灯，在本工程中作用巨大
    　　（1）通过实际测量与理论数据比较，校核实际误差量，为蜂窝板下料提供第一手资料，本工程也预先选择误差较小的区域开始下料施工；
    　　（2）通过实际测量，形成空间控制网，从而达到测量放线的目的，为施工提供参考依据。
    　　（3）整个控制网线处于蜂窝板接缝位置，可以保证接缝的连贯，从而为施工提供质量保证，并且控制了空间蜂窝板的走势，为板块按排版安装提供了方便。

    　　3.2下料工艺
    　　下料思路：预先小面积下料，考虑到蜂窝板材的高昂价格，为控制材料损耗，先进行小面积下料，现场试装达到预期效果后，进而大面积区域性下料，图八所示即预先试装效果。
    下料方式：误差较小的位置采用理论下料，直接从三维空间图上取值，通过计算扣除缝宽，其余部分现场实测下料。四边形、三角形板材通过EXCEL表格统一下料，后附示意图确定喷涂方向及板材正反面，特殊异形板材采用详细CAD图表示，确保整个下料工序表达准确，清晰无误。
    　　下料复核：复核工作主要为原始数据复核和生成数据复核。原始数据复核主要检查电脑三维图取值和现场收集的数据是否正确；生成数据复核主要检查扣缝、板材类型等二次处理数据是否准确。针对四边形和多边形板材，尽可能收集所有边长和对角线数据，多余数据用于校对审核。
    　　3.3 安装工艺
    　　整个蜂窝板安装流程为：施工措施布置→运输倒料→组合支座安装→支承件角度调整→蜂窝板安装→缝隙尺寸检查
    首先，蜂窝板安装之前检查铝镁锰板是否满足安装条件，确保收边收口以及立边咬合等工作已经完成，根据区域性放线标记，定位初始安装角点。
    　　同时，根据现场实际情况预先准备施工的安装措施，灵活设置操作平台，较陡位置采用双排钢管脚手架，坡度较小位置采用软梯。
    　　其次，施工带班人员整理到场的铝板编号、数量、分清安装方向、位置，同时结合各区域排版布置图，预先倒料至安装区域周边，主要放置在屋顶或者坡底，并保证临时放置的稳定性。
    　　然后，根据放线标记和实际缝隙位置安装组合支座。所有蜂窝板边缝与铝镁锰板肋的交汇点均安装夹具；同时根据边缝走向，安装U型支承件，调整好支承件的角度后，用自攻定或者螺栓固定于夹具上；U型支承件为组合配件，连接孔为椭圆孔，可以高低调节，配件之间采用螺栓连接，在蜂窝板安装前此螺栓仅预紧；
    　　再后，将蜂窝板安装边用胶密封，采用吊绳将整个蜂窝板拉升至高空就位，保证接缝尺寸后，标记出角码位置，然后在高空或者落板至地面安装角码，角码保证不松动，不漏装。
    最后，再次将蜂窝板对位，将蜂窝板安装缝用自攻钉锁死，固定完毕后拧紧所有螺栓。
    　　对于采用焊接支座的节点，其安装过程同理。所有自攻钉以及螺栓不漏装、不松弛，铝板就位紧固前，及时进行调整，使相邻板块缝隙的尺寸达到设计要求，横平竖直，宽窄均匀，并且板块之间无高差，过度平滑。
    　　3.4 收边工艺
    　　整个外挂铝板主要功能为外装饰效果，为保证安装效果以及消化其它工序的误差，现场后期主要采用实测收边和局部微调两种方式来保证装饰效果。
    　　在建筑的门洞位置以及与玻璃幕墙衔接位置采用实测下料，通过拉线或者弹线定位板块之间缝隙的走势，从而确定了各块板材的现场位置，进而根据布线可以直接测量板块的实际尺寸。此工艺虽然缓慢，并受测量人员的能力因素影响，但为收边收口最切实有效的方法。

    　　3.5 局部调整
    　　当建筑装饰铝板大面积成型后，可以撕开铝板的保护膜，拆除安装措施，银灰色的板材在阳光下散发金属光泽，整体外观效果极具震撼力。但与此同时，若板材之间过度不平滑，空间弧度没有保证，会出现板材在阳光下存在明显色差，或者小面积凹陷引起聚光，给整个建筑视觉效果带来污点，此时需要进行局部调整。
    　　本工程收尾阶段，统计问题主要有以下三种：
    　　调整种类一，因其它专业铺设的金属屋面板未保证空间弧度饱满，装饰铝板安装后有一处存在明显凹陷，约有8块板材发生明显聚光效应，后经全站仪测量确认，此处比理论数据低约15cm，而支座的上下调节能力仅有2cm，最后采用小面积叠加一个支座的方法，减小误差量，淡化聚光效应；
    　　调整种类二，建筑立面曲线变化位置，虽然保证了板材平滑过渡，但因4cm的间隙，下方仰视会发现局部位置上方板材高于下方板材，支座外漏明显，实际为观察角度引起的视觉误差。解决途径将上方板材下口压低0.5~1cm，通过微弱的高低差来保证整体视觉效果，见图11示意图。
    　　调整种类三，安装区域之间对接时，会存在板材接缝不连贯，或者存在折角，此种情况需要小面积调整后装带两侧的板材，将缝隙误差通过多块板材分散消化。

    4 工程亮点
    　　整体外观——超强的建筑曲面效果，大量的三维定位设计，增加了建筑的新颖和创新力度，外层维护外挂装饰铝板，将建筑的金属外观效果体现了淋漓尽致。
    　　节点设计——装饰铝板的连接支座可以上下调节、倾斜调节、旋转调节，满足了一定的空间三维调节效果，确保了板材了安装质量。
    　　施工技术——测量工艺的投入、三维电脑技术的应用、急陡屋面的施工、误差消化调整等施工难点的克服，进而提高了整个工程施工技术含量。
    5 结语
    　　保利剧院的外挂装饰铝板成功安装，又为建筑外层维护施工领域增添一个全新的案例，也促进了设计、施工工艺的成熟和发展。
    　　建筑外挂装饰板带来冲击性的建筑视觉效果，并且，装饰板材种类日益多样，如钛合金、铝合金、铜合金板等，同时连接节点日趋灵活，设计样式各异，此工艺必将被越来越多的建筑师所接受和采纳，市场情景广阔。随着国内施工技术实力的日益增强，施工工艺能够适应新材料、新工艺的不断冲击，通过设计和施工人员的不断学习与探索，必将给整个建筑维护系统开拓更广阔的前景。

    参考文献
    [1] 罗忆 国家大剧院钛饰金属屋面 中国幕墙网 2005.04
    [2] 李伟 金属屋面的曲面设计与施工 国外建材科技 2004.01

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