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                  超高建筑幕墙的设计要点(上)
                  2019-02-27 11:04:11
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                  超高建筑幕墙的设计要点(上)

                   超高建筑幕墙的设计要点、装饰协会的专家、上?;非蚬宋?、广州西塔的技术顾问席时葭先生介绍:

                      今天我要讲的题目是《中国超高建筑幕墙的设计要点》,这个题目是一个非常大的题目,根本不可能在90分钟里面讲完,我尽我的努力,能够把精彩的内容奉献给各位。


                      去年的4月和去年的8月分别在西安和长沙,我们协会举行了2次讲座,题目也是《超高层单元式幕墙的设计要点》,在西安讲了2天,在长沙讲了1天,基本上还只是讲了轮廓,今天的时间实在是很紧凑,但是我们协会的秘书长也是我们协会的专家组组长宋总给我的电话邀请是这样说的:“在短的时间里面能够把复杂和深奥的问题讲清楚的那才是精彩,那才是水平?!蔽医Φ厥导?。


                      这个题目去年我讲的是以上?;非蚪鹑谥行奈尘鞍咐?,去年是4、8月份2次,那时候上?;非蚪鹑谥行幕姑挥锌⒐?。今年的5月30号,上?;非蚪鹑谥行囊丫忱⒐?,所以我在本次的演讲过程中肯定会对上?;非蚪鹑谥行拿骺虻牡ピA磺接幸桓龊芎玫幕毓撕妥芙?。今年的4月1日我已经签约广州珠江新城广州西塔幕墙技术顾问,从4月1号到现在正好是3个月,所以我今天给各位带来的第二个案例就是在广州西塔工作了3个月的一些基本情况。从这2个案例里面引出一些设计的要点。接下来请允许我对这两个幕墙铝单板工程作一个简单的介绍:


                      上?;非蚪鹑谥行氖侨毡镜纳笙弥晔交嵘缛兆?0亿投资,492米幕墙高度,堪称已竣工的世界超高的明框玻璃幕墙,我在这里有两个定语,第 一个定语是“已竣工的”,还没有竣工的比这个高得多的有的是。第二个是“明框、单元体、玻璃幕”。有的设计师可能就提出来了,台北的101建筑高度是508,他也是明框、也是玻璃幕、也是单元体。玻璃幕的高度是450米,上面有一根旗杆58米,所以上?;非蚪鹑谥行牡牡ピ宓牟A凰母叨纫彩墙ㄖ叨?,也是屋顶高度,所以他是现在世界上已竣工的超高的幕墙,一共是10万平米,1万个铝单板玻璃单元板块,尽管在建筑立面上有颇多争议,但是不失为一个精彩的设计。原来中标的时候是德国的一家公司,后来到施工的是意大利的巴马斯伊利萨全资收购,他们意大利帕马斯伊利萨非常NB,他有一句话是“世界上所有的标志性建筑必须我干”,尽管是盖特纳中标了,他把盖特纳全额收购,所以在履行合同的时候是意大利人做的。所以从体量上、从建筑造型上不管怎么样还是一个有名的建筑。


                      下面我简单介绍一下广州的西塔,他的建筑设计师是英国的卫尔金森,103层,广州的西塔是圆弧三角形,并且在立面上来讲是便捷面,所以几何形上相当复杂,建筑面积28万平方米。他这个工程显著的特点也就是说他即将产生一个新的世界纪录,尽管他的玻璃幕是432米,但是他是全隐单隐体的玻璃幕,全部是用结构胶来完成的这么一个玻璃幕,我刚才说到为什么说是世界的一个新的记录的诞生,现在目前已经竣工的已经在我们这个星球上存在的隐框的玻璃幕是美国纽约的华达时代广场,他是229米,我们的广州西塔是432米,几乎翻了一倍,常识和逻辑告诉我们,这个难度不是增加一倍,晚上的专题沙龙我会仔细地来讲。


                      这个工程里面,我在里面工作了3个月以来我们做了三件事:第 一,所有的设计方案在一个月里面我们搞定了;第二,国标和美标同时符合做的21项,我们一次通过。在做四性实验,实际上是五性实验,他加了一个冲击实验,在这个五性实验当中我们感到非常欣慰的就是我们当中用的结构胶是我们的民族品牌,白云的高性能SS922,在给国际品牌极力竞争当中他胜出了,在9.24千帕的高风压的情况下安然无恙,这是我们取得的第 一个成果。


                      第二,单元体幕墙的水密性比较脆弱,金粤公司在里面设计,我作为业主也是提出指导性的意见,他们是排堵结合,以堵为主的水密性理念,经过三次平面外的位移,又做三次的水密性,以及美国标准的动风压的水密性实验能够做到滴水不漏。所以在这四性实验里面区别了这么两个结果,我们可以庄严地向世界宣布,这个系统,西塔的单元体隐框玻璃幕的系统是成立的,是可靠的。我在这里面还用了一点心机,在现场我们设计了很精巧也符合热工要求安全甲,得到了化工院何院士的认可,也得到的建筑设计方英国的卫尔金森的同意,但是我们在做四性实验的时候,我们就撤去了安全甲100%就由我们民族品牌的白云结构胶,在达到9.24极端高风压的情况下,也就是我们平时说的P1、P2、P3都通过了,在做P4安全性、破坏性实验的时候也是很好的。


                      第三,三个月来,在5月29号成功地挂上了第 一块单元板块,上?;非蚪鹑谥行?6年的4月16号下午2点半挂第 一块单元板块,那个是由外国人弄的,是意大利人弄的,08年5月29号我让他们算了一个黄道吉日,他们也非常认真地去算了,也请高人算出来黄道吉日,是在11—12点期间,果然很顺利,挂完以后倾盆大雨,据说广州人对雨非常喜欢,雨是水,水就是财。


                      所以我想今天我讲的这个设计要点基本上以这两个案例,一个是明框的,也即将是一个突破纪录。这两个案例为背景来介绍我的一些观点。


                      设计的第 一个要点,高层和超高层以及超超高层的外围建筑,其外围护结构必须采用玻璃幕墙,有的设计师问到:“老席你说的话是不是太武断”,我想先从理论上说一下这个问题,300、400、500米以上的超高层建筑,其外围维护结构就不能够采用其他的建筑形式,只能采用幕墙形式,只能采用玻璃幕墙的形式。这必然就有我们幕墙设计师的作品在里面,为什么?我从两方面来讲。高层建筑、超高层他采用玻璃幕墙这是建筑师所青睐的,也是一个城市、一个地区的地标性建筑所需要的,因为玻璃幕墙富有靓丽、新颖,富有时代气息,它是一个构筑一个地区整个城市天际线所必须的。因为这么一些高层和超高层建筑,要构筑一个城市的天际线必须具有时代的气息、时代的特征,必须会受到建筑师的青睐。这是必须得到社会的认可,这是一方面。

                  超高建筑幕墙的设计要点

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                      另一方面,高层建筑和超高层的自重要求就决定了这个问题的关键,举一个例子,上?;非蚪鹑谥行?92米高,101层,他的总重量我粗略算了一下有80万吨,就是万吨巨轮80艘的概念,这里面包括主体结构、钢结构,包括现在的玻璃幕、内外装修以及所有的设备,和将来人在里面活动的荷载是80万吨。但是上海浦东的陆家嘴可以说在整个上海全部都是软土地,也就是说几千年以前、几百年以前是大海是冲积平原,上?;非蚪鹑谥行氖强渴裁茨??2346吨700毫米的钢管桩,在塔楼部分打到78米,在群房部分打到42米,当然中间有4米厚的打底板,这是减小压强的,因为总的压力是80万吨,这是不会变的,不管是78米还是42米,离开上海底下的岩基还非常遥远,上海过去是一个海,它的岩基实际上是海底,如果说我们上?;非蚪鹑谥行牟徊捎貌A磺?,还要增加几十万吨呢?我算了一下要增加30—40万吨。现在玻璃幕的重量是多少呢?0.5万吨,5千吨。这些粗略的数字就可以让我们认知到在高层、超高层,特别是超高层里面,其外维护必须采用玻璃幕墙,没有第二条路可走,这就给幕墙设计师在高层和超高层建筑设计里面提供了广阔的天地。


                      我这里面稍微可以展开说一下,过去有一些舆论上说玻璃幕墙有一些负面的报道、负面的舆论,什么不节能、不安全、不环保等等,我想随着新技术、新材料不断地推出和应用,这些问题都可以得到解决,而且可以解决得很好。玻璃幕墙可以采用多种环保、隔热的配置来做到建设部要求的节地、节能、节水、节材的“四节”要求,我非常欣喜地看到6月20号上?;非蚪鹑谥行暮蜕虾=鹈笙帽呱弦簿褪撬瞪虾V行?,这个方案已经正式确定。是美国Gensler公司与同济大学建筑设计研究院将进行“龙型”方案,英国的“水方案”淡出了,但是回顾这3、5年来在上海中心所做的20几个初步方案里面,每一个都是玻璃幕墙做外围围护结构,现在上海中心已经开始试打桩了,580米118层,但是这个高度是不确定的,可能也是学了人家一招,这个高度是在变化的。但是方案已定,也将诞生一个新的中华第 一高楼。


                      我们再可以看得远一点,广州西塔的东面今年年底要开始广州东塔,肯定也是玻璃幕墙,方案都已经定了。在我们深圳地边上现在已经开通的京基蔡屋围98层,439米,全部是玻璃幕墙。昨天我到工地上去看了,因为我是里面的副总监。将来在我们的环渤海地区天津所诞生的117,方案已经定下来了,也全部是玻璃幕墙,以及将来深圳可能诞生的118层,以及沈阳的御景、大连的御景都是400米以上的高层,所有的方案都已经确定,全部是玻璃幕作外维护结构。


                      关于这个论点我想讲两条理论,讲那么多案例的证明得出来两个结论:第 一,高层、超高层建筑他的建筑外维护必须也必然采用玻璃幕。第二,高层、超高层的建筑采用玻璃幕这是肯定的,但是他必须是单元体的玻璃幕。单元体幕墙有两大优点:第 一是工厂化加工,制造的精度非常高,所有复杂的几何形状都可以放在一个单元板块里面,复杂的问题放在工厂化解决,这是一个单元体幕墙设计的一个理念,所以他是工厂化加工的,进度高。第二个好处,美国人在上个世纪30年代发明单元体的时候他的根本原因就是工期太短,10个月的时间要做一个摩天大楼,来不及怎么办?单元体。它根本的动因就是它的安装进度、加工进度特别快。他可以跟主体结构同步进行,上?;非蚪鹑谥行牡敝魈褰峁菇械?6层的时候他6层已经开始挂单元板块,然后是步步紧跟,在有的节点上他吊挂的速度超过他的主体结构,为什么?当主体结构79层要换核心筒的时候,就是进混凝土的核心筒要换成全钢结构的核心筒有一个转换的结果,以及里面3台的内服的塔吊要搬到外面悬吊的塔吊的时候主体结构比较满,但是这个时候单元体的安装的速度明显超过主体结构的上升速度。广州西塔也是同样的,2、30层的时候5月29号已经挂第 一块单元板块,这是构件式是目前所不能办到的,构件式目前必须在主体结构做成以后把竖框装上再把横框搭上,然后再挂玻璃板块。所以高层、超高层的建筑,必须采用玻璃幕墙,必须采用单元体的玻璃幕墙。西塔现在可以是在4层开始安装,在第 一个设备层的时候也就是避难层的时候14层的时候他可以开辟第二个作业面,到39层的时候他又可以开一个作业面开始吊挂。所以他完全可以赶和超过主体结构的进度,这样大大缩短了玻璃幕墙的施工工期,也就大大缩短了整个建筑的施工周期。

                  超高建筑幕墙的设计要点

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                      第三,单元体幕墙的设计的难点和要害在于水密性,单元体安装的时候是由单元板块左右上下插接而成,因此单元板块的上下左右它的公母槽插接密封来构筑有效的等压舱,后面的气路顶住前面的水路,这是我们设计单元体的时候经常说一句话,水路和气路清晰,为什么说单元体幕墙他的水密性是要害是比较脆弱的呢?因为铝单板单元体的插接过程当中他的加工、制作、安装、吊装过程当中,特别是他的关键的十字头封堵的那个地方,那个地方的设计是否到位、操作是否到位就决定了它的等压舱构筑是否到位。他跟构件式不一样,构件式是拿胶把玻璃板块和密封板块密封起来,无论是明框还是隐框。单元体不能那么做,只能靠公母槽的插接,公母槽的插接里面是依靠胶条来密封,所以等压舱的设计成为我们单元体幕墙设计的核心和关键。全国三大的检测中心,北京的中国建科院的、上海建科院和广东建科院的,每年要做成百上千趟的单元体的四性实验,强度和钢度一般不会出问题,出问题就在水密性。


                      今天早上吃早饭的时候我听到一个非常不幸的消息,我们国内一个大公司在国外施工的一个大项目水密性没过关,已经停下来了。这个大公司和这个非常有名的大楼我们暂且不说,什么原因?水密性不过关,停工了。所以单元体幕墙的设计他的关键、他的核心是水密性,我在上海,但是我非常不幸地给大家报道,我们心目中的幕墙经典之作——上海的金茂大厦是漏了,我为什么有把握?因为他们请过我去做过漏。他们还有意请我当他们的维修专家,现在北京的一个幕墙铝单板的维修公司正在洽谈,上海陆家嘴的中银大厦,他是一个椭圆形,底下有两个大斜面,就在斜面和椭圆体的一条相关线的地方是漏的,是德国的盖特纳制作的。没有把复杂的问题放到铝单板工厂里面来解决,在这条相关线上没有给他构筑一个独立的单元体,这是问题的核心。


                      单元体幕墙漏了以后是娘胎里带的,是死症,也可以说是癌症,没有办法。只能是头痛医头脚痛医脚,打上胶,管上一年半载。因为单元体之间他要接受层间位移,他要接受风荷载,他要接受温变,两块单元体之间他是要动的,你给它弄死了没有用的,它不听话的,总要把胶撕裂的。所以单元体设计的关键,我请在座的各位设计师把我们的注意力集中到水密性上,集中到十字头封堵上,上?;非蚪鹑谥行奈以谀潜吖ぷ?年,我的注意力全部集中在这个地方。到现在为止和在施工当中多次的淋水实验和狂风暴雨,基本上现在还是滴水不漏,但是我保不齐3年、5年以后会滴水不漏,但是这个单元体在四性实验当中能够做到滴水不漏也是相当不容易的所以刚才我给各位设计师报告的广州西塔的四性实验一次通过是难能可贵的,他的设计理念正好给上?;非蚪鹑谥行氖橇礁隼砟?,上?;非蚪鹑谥行乃乃苄缘睦砟钍桥哦陆岷弦耘盼?,他是外排水,外排水可能会带来内横凹,但是帕马斯和盖特纳的日本的伊东昭恒先生上面设计了一个非常漂亮的装饰带,上面设计了滴水楼,这个问题得到了解决,他的排水槽大到5公分,低到3公分,他很害怕,这个水我让它进去,进去我让它出来得更快,他是排堵相结合,以排为主。我们的西塔的理念是排堵结合,以堵为主。他前面设计了三道,现在看来这两个理念都有成功的可能。


                      第三个论点,怎么来组织排水,怎么来构筑等压舱?这里面就容不得我在这么短的时间里面给各位报告,好在晚上还有沙龙,我们可以互动交流。但是我想在这里抱歉地跟各位说,很精髓的东西这是人家的知识产权,很核心的问题我想应该得到尊重,理念可以交流,具体的做法,特的水墙怎么形成,气墙怎么形成,我想这个应该给各位设计师留下充分的遐想空间。


                      第四,单元体幕墙设计的精髓是什么?就是把复杂的问题简单化,把所有的难点放到工厂化解决,这是幕墙设计师的看家本事所在。什么意思?我举例说明,上?;非蚪鹑谥行脑?3层以下是一个方形,75米方的,从13层以下分别从东北角和东南角的对角线方向往上收缩,这样产生了四条变形缝,135度,难处理的是什么呢?就是这条变形缝,我在这里提醒我们的幕墙设计师,遇到单元体的时候你们一定要把复杂难做的问题放到一个单元体里面。是一个特定的单元体,这个单元体再难做,它的几何形状、几何尺寸再难搞,我们把它在工厂里面搞定了。到了现在就是给其他的标准板块同样的吊挂,一次成型。千万不要把单元板块再接缝这个地方收拢,你死定了,你肯定死定了,第 一,现场你安装条件、现场的主体结构肯定有误差,你在那个地方你只有上海有话“功亏一篑”。广州的西塔也是这样的,原辅三角形,大圆弧是50,还有一个小圆弧,立面上又是一个纺锤体,怎么办?大圆弧、小圆弧采用标准板块,当中所有的变化用调整隔来解决。我只能讲到这里为止,再讲下去就是人家的知识产权了。就是把复杂的问题放再一块单元板块里面,把复杂的问题、艰难的问题放在工厂化里面解决,把它搞定。不管是几何尺寸、不管是几何形状,我们都要做到这一点,这样才能玩得赢。


                      第五,单元体幕墙板块在设计的时候一定要考虑抗震防滑脱机构,日本是一个多地震的国家,上?;非蚪鹑谥行呐谅硭股杓频牡?一批单元板,他做四性实验也好、五性实验也好、上地震实验台也好,他一定要拿到日本去做,花了25万美金,相当于当时的比价是200万人民币,第 一次做下来他的板块会滑脱的,当地震荷载加上去以后他的板块会跳出来。因为单元体的板块都是在现场吊挂的,所以他们从那一次实验以后就在那个板块上专门加了定位块,而且还加了防滑脱设块进行防滑脱设计。四川的汶川大地震造成了这么大的伤害,数十万人的死亡,几十万人受伤,倒塌的房屋是数以千计万,但是我在中央电视台看到有一所小学五层楼的中间的楼梯间的休息平台,上面的玻璃幕墙没有垮。刘汉希望小学,幕墙没有垮,明年这个课题由龙老师专门来讲。(更多幕墙铝单板信息浏览公司网站 http://www.johnnyosbourne.com

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