鋁板幕墻保溫內(nèi)置模塊化施工技術(shù)

江云富 （合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站，安徽 合肥 230011）

0 引言

幕墻，又稱為“帷幕墻”，作為建筑的外圍護(hù)，是現(xiàn)代大型和高層建筑常用的帶有裝飾效果的輕質(zhì)墻體[1-2]。其中鋁板幕墻具有鋼性好、重量輕、強(qiáng)度高的特性，保證了長期使用中的平整度及抗風(fēng)抗震能力，如果需要隔音保溫，可在鋁板內(nèi)側(cè)安裝高效的隔音保溫材料[3-6]。傳統(tǒng)的鋁板幕墻將保溫板固定在鋁單板內(nèi)側(cè)，但采用該結(jié)構(gòu)方式會增加面板重量，現(xiàn)場施工操作工序復(fù)雜、精度要求高、施工周期長，且龍骨位置存在熱橋現(xiàn)象，是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)[7]。

為此，本文提出一種自主研發(fā)幕墻保溫結(jié)構(gòu)，保溫體系內(nèi)置與幕墻結(jié)構(gòu)分離，實現(xiàn)了平行施工互不干擾，提高了幕墻保溫體系施工效率及質(zhì)量。同時運(yùn)用BIM 技術(shù)輔助設(shè)計，實現(xiàn)內(nèi)置保溫安裝模塊化施工，優(yōu)化龍骨及背板與幕墻造型協(xié)調(diào)一致，保證了下料、生產(chǎn)、安裝質(zhì)量。

1 工程概況

圖1 中安創(chuàng)谷科技園二期工程-2標(biāo)段效果圖

中安創(chuàng)谷科技園二期2 標(biāo)段作為省重點(diǎn)科技孵化產(chǎn)業(yè)園項目，總建筑面積約29.5 萬m2，項目共計20 棟單體，包含13 棟多層科研辦公樓、2 棟高層科研辦公樓以及配套的食堂宿舍、休閑活動中心、餐飲、2 棟高層孵化器以及地下車庫，結(jié)構(gòu)形式為框架、框筒結(jié)構(gòu)，外立面圍護(hù)設(shè)計包含玻璃幕墻、鋁板幕墻、石材幕墻等多種外立面形式。

2 施工工藝流程及操作要點(diǎn)

2.1 幕墻結(jié)構(gòu)施工工藝流程

幕墻結(jié)構(gòu)具體施工工藝流程如圖2所示。

圖2 幕墻結(jié)構(gòu)施工工藝流程

圖3 BIM模型制作軟件配置

圖4 三維立面節(jié)點(diǎn)BIM模型

圖5 BIM模型輸出的成果文件

圖6 龍骨及保溫限位固定件預(yù)埋位置

圖8 限位龍骨節(jié)點(diǎn)大樣

圖9 支撐板與限位板

圖10 樓層板保溫模塊與層間內(nèi)置保溫模塊

圖11 保溫板嵌入安裝

圖12 內(nèi)置保溫模塊成型效果

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 深化設(shè)計

本工程作為大型公建項目，外立面均為幕墻設(shè)計，材料種類繁多、組成構(gòu)件復(fù)雜、安裝精度要求高、工期緊張，之前常規(guī)技術(shù)措施很難再做到全面、有序、高效管控。參考目前各項技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，項目最終選定運(yùn)用REVIT、BIM5D 等軟件建立BIM模型來優(yōu)化保溫模塊單元。

深化鋁板幕墻豎向節(jié)點(diǎn)做法，將保溫做法內(nèi)置，幕墻外立面按設(shè)計圖紙正常施工。把二維的平面圖轉(zhuǎn)換為三維模型，可直觀地體現(xiàn)出特殊立面構(gòu)造形式，根據(jù)實際情況對模塊化幕墻保溫進(jìn)行差異性優(yōu)化設(shè)計。

BIM 模型包括構(gòu)件的名稱、規(guī)格尺寸、幾何信息、標(biāo)高、工程量、類型信息和安裝信息等，可直接用于構(gòu)件加工及安裝。

2.2.2 保溫限位固定件及幕墻埋件預(yù)埋

內(nèi)置保溫模塊被層間梁板分隔，保溫系統(tǒng)由層間保溫和內(nèi)置保溫共同組成，二者保溫重疊長度至少為100mm，一次結(jié)構(gòu)施工時在限位龍骨安裝節(jié)點(diǎn)進(jìn)行固定件預(yù)埋施工。

在內(nèi)置保溫模塊頂部和底部的結(jié)構(gòu)板預(yù)埋U 型保溫限位固定件，用于輕鋼龍骨與結(jié)構(gòu)固定，層間保溫及幕墻埋件仍按照原設(shè)計要求施工。

2.2.3 幕墻龍骨及層間保溫施工

對幕墻豎向龍骨優(yōu)化限位部件，使其成為限位龍骨。

限位龍骨固定預(yù)埋件包括預(yù)埋部和連接部，預(yù)埋部澆筑在樓層板內(nèi)，連接部為兩對稱設(shè)置的槽鋼，與預(yù)埋部可靠焊接，槽鋼設(shè)置有沿水平延伸的U 型連接孔，通過螺栓與限位龍骨連接。

層間保溫安裝在限位托架裝置上，該裝置包括支撐板、限位板，限位板與幕墻龍骨連接，對層間保溫進(jìn)行限位，支撐板一端通過連接件固定設(shè)置在樓層結(jié)構(gòu)下口。

2.2.4 內(nèi)置保溫模塊加工安裝

內(nèi)置保溫模塊加工及安裝在室內(nèi)進(jìn)行，與外立面幕墻及層間保溫施工互不影響，平行施工。

輕鋼龍骨按深化設(shè)計進(jìn)行分組分塊，各模塊單元在樓層內(nèi)進(jìn)行安裝加工，龍骨加工完成后通過卡接固定件安裝水泥壓力背板，龍骨位置及背板造型與外立面幕墻對應(yīng)統(tǒng)一。

每組內(nèi)置保溫龍骨體系在室內(nèi)拼裝成型后，整體吊裝至上、下端U 型保溫限位固定件內(nèi)，與一次結(jié)構(gòu)可靠連接，滿足剛度和強(qiáng)度設(shè)計要求。

2.2.5 模塊化單元保溫層施工

各模塊單元輕鋼龍骨安裝完成后，根據(jù)各模塊單元大小及形狀切割下料保溫板，保溫板采用嵌入式安裝，與水泥壓力背板間通過膠合劑粘連。

保溫板材安裝完成后在表面再涂刷一層膠合劑，結(jié)合內(nèi)裝修設(shè)計采用石膏裝飾對保溫層起保護(hù)作用，內(nèi)側(cè)石膏裝飾板與龍骨通過卡接固定件安裝。

內(nèi)置模塊化保溫施工將室外高處作業(yè)轉(zhuǎn)換為室內(nèi)加工安裝，層間結(jié)構(gòu)外保溫和幕墻結(jié)構(gòu)施工按傳統(tǒng)工藝平行施工，提高工效。

3 質(zhì)量控制措施

采用Revit 2018、BIM5D 等軟件建立BIM 模型，高標(biāo)準(zhǔn)配備相應(yīng)的設(shè)備、硬件等設(shè)施，確保BIM 模型精度達(dá)到要求。

鋁板、龍骨構(gòu)件、保溫巖棉板等重要材料進(jìn)場，必須同時附有材料供應(yīng)單位提供的質(zhì)量保證合格單、復(fù)試單，經(jīng)驗收后方可進(jìn)場使用，無質(zhì)保單的材料和半成品不得在工程中使用。

定位測量放線時，每棟樓至少要設(shè)置4 個控制點(diǎn)，用激光垂準(zhǔn)儀從放線洞引測到施工層上。若控制點(diǎn)之間的距離、角度超限，必須重新投點(diǎn)、復(fù)核，控制點(diǎn)復(fù)核無誤后，用全站儀放樣出引測點(diǎn)。

標(biāo)高抄測時，施工層抄平之前，應(yīng)先校測首層傳遞上來的三個標(biāo)高點(diǎn)，當(dāng)較差小于3mm 時，以其平均點(diǎn)引測水平線。抄平時，需進(jìn)行精密定平，水平線標(biāo)高的允許誤差為±3mm。

框架幕墻的龍骨安裝必須控制在內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，預(yù)埋件安裝處理要符合規(guī)范，轉(zhuǎn)接件安裝需可靠，安裝精度需在偏差范圍內(nèi)，切實做好防腐工作。

需保證板塊的安裝精度與外觀質(zhì)量，安裝后需進(jìn)行三維方向上的調(diào)整，使其符合幕墻板塊的安裝精度要求。

樣板經(jīng)業(yè)主、設(shè)計院驗收合格后，方可組織大面積施工。若樣板驗收不符合要求，項目部需分析原因、制定措施、重新制作樣板。當(dāng)需要對施工方案和技術(shù)交底進(jìn)行更改時，需報原批準(zhǔn)人批準(zhǔn)。

4 安全控制措施

認(rèn)真貫徹“安全第一，預(yù)防為主，綜合治理”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，安排專職安全員負(fù)責(zé)整個施工全過程的安全生產(chǎn)管理，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，嚴(yán)抓工程的安全生產(chǎn)。

現(xiàn)場所有施工人員都必須認(rèn)真學(xué)習(xí)建筑施工安全檢查標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行必要的考核，都必須嚴(yán)格遵守各項安全生產(chǎn)規(guī)定，新進(jìn)場的工人必須進(jìn)行三級安全教育方能進(jìn)入施工現(xiàn)場施工。

必須在施工前制定安全施工管理措施或者方案并進(jìn)行安全交底，確保安全生產(chǎn)、文明施工。

對于特殊工種作業(yè)施工人員，要求必須堅持持證上崗操作，嚴(yán)禁各種無證人員進(jìn)行相關(guān)操作。

施工現(xiàn)場的臨時用電嚴(yán)格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ 46-2005）的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行，電纜、電線鋪設(shè)必須有條理，不得亂拉亂設(shè)。

非電工不得進(jìn)行電氣設(shè)備的檢修和接線安裝工作。

配電柜必須安裝觸電保安器，夜間施工必須有足夠的照明設(shè)施，并需要安排夜間值班人員。

定期對各種設(shè)備進(jìn)行調(diào)試、保養(yǎng)和維修，使用前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格檢驗，保證施工設(shè)備安全可靠，各種設(shè)備必須嚴(yán)格按安全操作規(guī)程進(jìn)行操作，嚴(yán)禁違障作業(yè)。

作業(yè)高度在2.0m 及以上時，必須設(shè)置安全防護(hù)設(shè)施。

5 環(huán)?？刂拼胧?/h2>

認(rèn)真貫徹并執(zhí)行國家、地方（行業(yè)）有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)中的各項環(huán)保要求，積極學(xué)習(xí)相關(guān)環(huán)保文件?，F(xiàn)場嚴(yán)格進(jìn)行噪聲控制，噪聲排放嚴(yán)格執(zhí)行《聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3096-2008）和《建筑施工場界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 12523-2011）的規(guī)定。自覺地形成環(huán)保意識，最大限度地減少施工中產(chǎn)生的噪聲和環(huán)境污染。

施工現(xiàn)場固體廢棄物嚴(yán)格執(zhí)行《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16889-2008）的規(guī)定。模板加工和安裝過程中產(chǎn)生的廢棄物應(yīng)及時清理回收，禁止現(xiàn)場亂扔或焚燒。

成立施工環(huán)境、衛(wèi)生、消防管理機(jī)構(gòu)，在施工過程中嚴(yán)格遵循國家法律、法規(guī)和規(guī)章。

運(yùn)輸、施工所用車輛、機(jī)械廢氣等均符合環(huán)保要求。

動火前必須開用火證，嚴(yán)格用火制度。

施工區(qū)域與非施工區(qū)域間設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的分隔設(shè)施，做到連續(xù)、穩(wěn)固、整潔、美觀。

在現(xiàn)場施工中必須做到日日清場、人走場清，每天產(chǎn)生的施工廢料和垃圾必須及時處理掉。

6 結(jié)語

通過對鋁板幕墻保溫內(nèi)置模塊化施工技術(shù)的運(yùn)用可以得出以下結(jié)論。運(yùn)用BIM 模型對模塊化保溫體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)與幕墻結(jié)構(gòu)及其造型協(xié)調(diào)一致，保證了后續(xù)下料、生產(chǎn)、安裝施工質(zhì)量。內(nèi)置保溫系統(tǒng)與幕墻結(jié)構(gòu)分離，在樓層內(nèi)增加一道輕鋼龍骨，將保溫板和夾層板安裝在室內(nèi)龍骨上，與鋁板幕墻之間形成空腔，避免冷熱橋的出現(xiàn)，提高保溫能效。采用幕墻保溫組裝式模塊化施工，減少人工成本，提高了幕墻保溫安裝效率，具有廣闊的工程應(yīng)用前景。