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点石成“金”!钻石态蜂窝石材遮阳幕墙de设计施工

来源:苏州金螳螂幕墙有限公司  作者:刘东良  日期:2024-7-10
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   深圳图书馆外立面主要由铝合金窗系统、明框幕墙系统、全玻璃幕墙系、铝板幕墙系统、不锈钢吊顶系统、钻石形态蜂窝石材遮阳板系统、月牙铝板系统、金属格栅系统等组成。其立面美观大方,给人以灵动,赏心悦目之感受。

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设计-施工-灵动效果

让第一次的钻石态遮阳幕墙成为现实

  深圳图书馆位于深圳市龙华区民治辖区红山地铁站东侧,交通发达,环境优美,是生活,休闲,阅读的好地方。

  深圳图书馆外立面主要由铝合金窗系统、明框幕墙系统、全玻璃幕墙系、铝板幕墙系统、不锈钢吊顶系统、钻石形态蜂窝石材遮阳板系统、月牙铝板系统、金属格栅系统等组成。其立面美观大方,给人以灵动,赏心悦目之感受。

赏心悦目的图书馆外立面

  深圳图书馆外墙项目构思巧妙,设计新颖,平面进出错落有致,流线曲面,精致大方,不同部位采用不同的幕墙配置,协调美观,赏心悦目,让人留恋不返。

  下图为幕墙的主要构成示意。

内立面幕墙示意

外立面幕墙示意

  内立面幕墙主要由大板玻璃幕墙,竖向明框和铝单板幕墙构成。大厅部位采用大板超白玻璃(词条“超白玻璃”由行业大百科提供),通透明亮,大气端庄。其余采光部位采用Low-e中空夹胶玻璃,既能满足室内采光、节能也保证幕墙安全,板块大小有效配置,整齐美观。层间则采用铝单板保温结构的幕墙,使得整体幕墙整洁而不单调,经济适用。

  外立面幕墙则主要由钻石形态蜂窝石材构成。幕墙平立面错落有致,流体造型,因此也对幕墙设计施工带来诸多挑战。由于其界面不断变化,蜂窝石材的形态也变化多样,有宽半体蜂窝石材,高半体蜂窝石材,120°蜂窝石材,115°蜂窝石材,110°蜂窝石材,105°蜂窝石材,带消防蜂窝石材等超300重规格钻石态蜂窝石材。不同的规格形态,让幕墙也变得千姿百态,熠熠生辉。

  外立面幕墙与内立面幕墙之间由喷涂钢马道构成,钢马道解决了后期内外幕墙维修更换困难的难题。

  内立面幕墙的设计运用

  (一)内幕墙系统结构的精细化设计-T型铝合金构造龙骨的设计运用。

  传统T型钢存在加工繁琐、焊接变形、表面凹凸弯曲表面处理质量差、施工效率低、现场安装后难以达到设计预期效果等问题。T型钢一般适用于比较通透的大堂,跨度较大,截面(词条“截面”由行业大百科提供)较大部位。T型钢常用做法主要有焊接和螺接形式,或螺接与焊接组合处理形式。

  两种形式的T型钢均采用两钢板组合而成、两者存在的共同弊端为,钢板长度较长,钢板本身容易弯曲变形(词条“弯曲变形”由行业大百科提供),使得肋板面板中心难以对齐,其出现的结果就是两侧宽度会出现弯曲状。钢件表面氟碳处理其耐久性及表面观感均没法与铝材相比较。当钢板采用螺钉(词条“螺钉”由行业大百科提供)连接成T型钢时,两钢板的空位精度要求极高,加工成本相当高,在此要求下加工尺寸也难以保证,从而造成成品合格率极低,对材料浪费极大,从而再次增加费用。当两钢板焊接处理时,钢板还会出现2次变形,且焊接部位表面难以打磨平整,严重影响外饰效果。

  为了避免T型钢体系的诸多弊端,同时保证原建筑设计意图和更优效果,又能达到绿色节能环保,施工便捷,高效经济等效果,因此设计团队对该系统进行研究,对系统进行建模,结合结构受力分析,构思出T型合金整体构造的施工技术方案。节点如下图所示。

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T型铝合金横剖结构

T型铝合金横剖结构

  铝合金型材(词条“铝合金型材”由行业大百科提供)开模,材料断面可以保持完全一致,材料平直完全一致,表面处理在型材厂处理,保证质量保证色泽均匀一致。铝合金结构体系避免T型钢变形问题,减少型钢焊接或螺接问题,钢材和铝材之间配合的阶差问题,也避免表面处理出现色差及氟碳质量差异问题。

  (二)T型铝合金结构体系的安装技术与工艺

  T铝合金型材构造系统的设计,对施工质量和进度也有极大的提升。T型钢系统结构安装,现场需要横竖龙骨同步施工,这将对材料的配套性要求极高,材料缺一不可,或者采用焊接,但又极大的影响施工质量和外观效果。T铝合金型材构造系统可以实现非同步安装,并且安装快速,质量控制精度高等优点。下图为安装过程节点。

上图安装过程节点

  下图为内立面幕墙过程安装实景照片

外立面钻石态蜂窝石材遮阳幕墙的设计运用

  (一)钻石态蜂窝石材的设计-完美灵动的遮阳幕墙

  图书馆作为人流密集的公共场所,其建筑效果必然给人们留下深刻印象。为了呈现一座让人难忘的建筑作品,在设计上我们采用了BIM设计技术与CAD相结合的方式,通过BIM设计,使建筑造型的曲线美观,不同面位的错落有致,衔接配合完美展现,精心构思,不断模拟设计,使得建筑效果流线感十足,新颖,大气,得体,协调,美观。给人视觉完美,感官舒心愉悦。以下图示为建模形态图

南立面整体外观模型

带消防开启局部模型

门套局部模型

  由于不同部位,比如面的不同,层高的差异等,对蜂窝石材又分为不同的角度,不同的高度及不同的造型等。在大面部位,为了样式的统一协调,采用了不同角度的钻石态蜂窝石材作为遮阳装饰,几种主要造型样式如下图示:

蜂窝石材立面形式及尺寸

  在此钻石态蜂窝石材构造中,采用了米黄大理石作为装饰面。在通常情况下室外石材一般采用花岗岩石,在本工程中却打破常规,采用了大理石材料。按照以往幕墙的实际经验和各种案例,花岗岩石材用于外墙的安全性,抗腐蚀性都优于大理石,但其也存在难以克服的色差现象,使得有不少项目完工后都难以达到预期效果,甚至有些项目由于色差严重而不堪入目。经过多方考察,分析,比选,发现中沙细沙米黄大理石有着色泽统一,硬度强度指标,吸水指标等都很好的状态,表面经过处理,防污染问题也可得到控制,因此选用米黄大理石作为蜂窝石材百叶的主要饰面。

  石材内层为蜂窝板材料,其特点为强度高、重量轻、平整度好,形状尺寸可按需求确定等,蜂窝铝板通过高压与石材复合(改性聚氨酯(词条“聚氨酯”由行业大百科提供)AB胶(词条“AB胶”由行业大百科提供))后,其各项指标均可达到甚至超过设计要求,因此作为石材的基面是很好的选择。

  为了加强蜂窝板的整体强度及解决连接问题,蜂窝板内侧再增设3mm铝单板壳体及加强肋板,蜂窝板与预设专用背栓与铝单板连接,保证了板块的整体强度及平整度等,使得板块安全无忧。

  最后为了达到室内侧效果的美观,在背侧再增设2.5mm喷涂铝单板,这样整个钻石态蜂窝石材就组合形成。这样设计完成便可落地实施。节点如下

  (二)深化设计思考和运用处理

  由于板块为异形造型,板面截面尺寸不断变化,高低位也在随之变化,因此板块的连接件设计也是重点。我们采用BIM建模,构造出与板块面密切贴合的型材样式,然后精确放样,最终确定挂件的准确尺寸。蜂窝石材挂件与铝板的连接定位,我们同样采用BIM技术建模,将铝板上预制定位孔,挂件孔位与之一一对应。

  挂件与立柱的连接,我们考虑了上下和前后可调节的连接方式,石材挂件上开条形孔,然后通过M10螺钉调节石材高度,同时在立柱上开齿条,通过与齿板的配合调节板块的进出。通过我们实际试样及考虑安装效率的情况,保证挂接后板块不倾斜翻转,安全牢固,我们在立柱上对孔位进行精确定位,保证安装尺寸的准确,对挂接孔通过精密加工,达到最佳的施工效果。具体节点做法如下。

  (三)加工与运输的处理

  蜂窝石材百叶挂件的加工为了精度控制,我们采用了先进的CNC技术,通过数控水铣能使挂件的加工得到精确控制,加工效率也大大提高,基本使得挂件安装没有误差,这样使得整体板块的精度得到极大的提高,保证安装质量。

  成品保护与运输环节是保证板块在上墙之前的关键环节,因此我们在此也做出了详尽的考虑。在板块完成技工组装后,我们采用了板块全包装防护措施,板块外表面均采用柔性起点材料维护,使得板块在与其它材料不会产生硬接触,从而有效保护板块。板块运输采用定制货架运输,货架设计按板块角度进行精确配置,并在接触面设置柔性垫层,保证板块与货架的有效接触和稳定可靠,从而保证板块的安全。货架的设计图示如下。

  图书馆的设计、加工、运输、安装都做到了精心细致的处理,为新型建筑幕墙的完美呈现提供了强有力保证,创造出了美感十足的现代化建筑,给人们提供一个感官十足,赏心悦目的打卡神地。该建筑幕墙的建造,也引领幕墙设计建造走向新的高度。

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