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點石成“金”!鉆石態蜂窩石材遮陽幕墻de設計施工

2024-07-12

 

悠閑的閱讀場,深圳的新名片

攻堅克難,心靈鑄就品質

綠色理念,打造未來世界的精品

設計-施工-靈動效果

鉆石幕墻·完美呈現!深圳圖書館位于深圳市龍華區民治轄區紅山地鐵站東側,交通發達,環境優美,是生活,休閑,閱讀的好地方。

深圳圖書館外立面主要由鋁合金窗系統、明框幕墻系統、全玻璃幕墻系、鋁板幕墻系統、不銹鋼吊頂系統、鉆石形態蜂窩石材遮陽板系統、月牙鋁板系統、金屬格柵系統等組成。其立面美觀大方,給人以靈動,賞心悅目之感受。

賞心悅目的圖書館外立面

深圳圖書館外墻項目構思巧妙,設計新穎,平面進出錯落有致,流線曲面,精致大方,不同部位采用不同的幕墻配置,協調美觀,賞心悅目,讓人留戀不返。

下圖為幕墻的主要構成示意。

內立面幕墻示意

外立面幕墻示意

內立面幕墻主要由大板玻璃幕墻,豎向明框和鋁單板幕墻構成。大廳部位采用大板超白玻璃,通透明亮,大氣端莊。其余采光部位采用Low-e中空夾膠玻璃,既能滿足室內采光、節能也保證幕墻安全,板塊大小有效配置,整齊美觀。層間則采用鋁單板加保溫結構的幕墻,使得整體幕墻整潔而不單調,經濟適用。

外立面幕墻則主要由鉆石形態蜂窩石材構成。幕墻平立面錯落有致,流體造型,因此也對幕墻設計施工帶來諸多挑戰。由于其界面不斷變化,蜂窩石材的形態也變化多樣,有寬半體蜂窩石材,高半體蜂窩石材,120°蜂窩石材,115°蜂窩石材,110°蜂窩石材,105°蜂窩石材,帶消防門蜂窩石材等超300重規格鉆石態蜂窩石材。不同的規格形態,讓幕墻也變得千姿百態,熠熠生輝。

外立面幕墻與內立面幕墻之間由噴涂鋼馬道構成,鋼馬道解決了后期內外幕墻維修更換困難的難題。

內立面幕墻的設計運用

(一)內幕墻系統結構的精細化設計-T型鋁合金構造龍骨的設計運用。

傳統T型鋼存在加工繁瑣、焊接變形、表面凹凸彎曲、表面處理質量差、施工效率低、現場安裝后難以達到設計預期效果等問題。T型鋼一般適用于比較通透的大堂,跨度較大,截面較大部位。T型鋼常用做法主要有焊接和螺接形式,或螺接與焊接組合處理形式。

兩種形式的T型鋼均采用兩鋼板組合而成、兩者存在的共同弊端為,鋼板長度較長,鋼板本身容易彎曲變形,使得肋板與面板中心難以對齊,其出現的結果就是兩側寬度會出現彎曲狀。鋼件表面氟碳處理其耐久性及表面觀感均沒法與鋁材相比較。當鋼板采用螺釘連接成T型鋼時,兩鋼板的空位精度要求極高,加工成本相當高,在此要求下加工尺寸也難以保證,從而造成成品合格率極低,對材料浪費極大,從而再次增加費用。當兩鋼板焊接處理時,鋼板還會出現2次變形,且焊接部位表面難以打磨平整,嚴重影響外飾效果。

為了避免T型鋼體系的諸多弊端,同時保證原建筑設計意圖和更優效果,又能達到綠色節能環保,施工便捷,高效經濟等效果,因此設計團隊對該系統進行研究,對系統進行建模,結合結構受力分析,構思出T型鋁合金整體構造的施工技術方案。節點如下圖所示。

T型鋁合金橫剖結構

T型鋁合金橫剖結構

鋁合金型材開模,材料斷面可以保持完全一致,材料平直完全一致,表面處理在型材廠處理,保證質量保證色澤均勻一致。鋁合金結構體系避免T型鋼變形問題,減少型鋼焊接或螺接問題,鋼材和鋁材之間配合的階差問題,也避免表面處理出現色差及氟碳質量差異問題。

(二)T型鋁合金結構體系的安裝技術與工藝

T鋁合金型材構造系統的設計,對施工質量和進度也有極大的提升。T型鋼系統結構安裝,現場需要橫豎龍骨同步施工,這將對材料的配套性要求極高,材料缺一不可,或者采用焊接,但又極大的影響施工質量和外觀效果。T鋁合金型材構造系統可以實現非同步安裝,并且安裝快速,質量控制精度高等優點。下圖為安裝過程節點。

上圖安裝過程節點

下圖為內立面幕墻過程安裝實景照片

外立面鉆石態蜂窩石材遮陽幕墻的設計運用

(一)鉆石態蜂窩石材的設計-完美靈動的遮陽幕墻

圖書館作為人流密集的公共場所,其建筑效果必然給人們留下深刻印象。為了呈現一座讓人難忘的建筑作品,在設計上我們采用了BIM設計技術與CAD相結合的方式,通過BIM設計,使建筑造型的曲線美觀,不同面位的錯落有致,銜接配合完美展現,精心構思,不斷模擬設計,使得建筑效果流線感十足,新穎,大氣,得體,協調,美觀。給人視覺完美,感官舒心愉悅。以下圖示為建模形態圖

南立面整體外觀模型

帶消防開啟局部模型

帶門套局部模型

由于不同部位,比如面的不同,層高的差異等,對蜂窩石材又分為不同的角度,不同的高度及不同的造型等。在大面部位,為了樣式的統一協調,采用了不同角度的鉆石態蜂窩石材作為遮陽裝飾,幾種主要造型樣式如下圖示:

蜂窩石材立面形式及尺寸

在此鉆石態蜂窩石材構造中,采用了米黃大理石作為裝飾面。在通常情況下室外石材一般采用花崗巖石,在本工程中卻打破常規,采用了大理石材料。按照以往幕墻的實際經驗和各種案例,花崗巖石材用于外墻的安全性,抗腐蝕性都優于大理石,但其也存在難以克服的色差現象,使得有不少項目完工后都難以達到預期效果,甚至有些項目由于色差嚴重而不堪入目。經過多方考察,分析,比選,發現中沙細沙米黃大理石有著色澤統一,硬度強度指標,吸水指標等都很好的狀態,表面經過處理,防污染問題也可得到控制,因此選用米黃大理石作為蜂窩石材百葉的主要飾面。

石材內層為蜂窩板材料,其特點為強度高、重量輕、平整度好,形狀尺寸可按需求確定等,蜂窩鋁板通過高壓與石材復合(改性聚氨酯AB膠)后,其各項指標均可達到甚至超過設計要求,因此作為石材的基面是很好的選擇。

為了加強蜂窩板的整體強度及解決連接問題,蜂窩板內側再增設3mm鋁單板殼體及加強肋板,蜂窩板與預設專用背栓與鋁單板連接,保證了板塊的整體強度及平整度等,使得板塊安全無憂。

最后為了達到室內側效果的美觀,在背側再增設2.5mm噴涂鋁單板,這樣整個鉆石態蜂窩石材就組合形成。這樣設計完成便可落地實施。節點如下

(二)深化設計思考和運用處理

由于板塊為異形造型,板面截面尺寸不斷變化,高低位也在隨之變化,因此板塊的連接件設計也是重點。我們采用BIM建模,構造出與板塊面密切貼合的型材樣式,然后精確放樣,最終確定掛件的準確尺寸。蜂窩石材掛件與鋁板的連接定位,我們同樣采用BIM技術建模,將鋁板上預制定位孔,掛件孔位與之一一對應。

掛件與立柱的連接,我們考慮了上下和前后可調節的連接方式,石材掛件上開條形孔,然后通過M10螺釘調節石材高度,同時在立柱上開齒條,通過與齒板的配合調節板塊的進出。通過我們實際試樣及考慮安裝效率的情況,保證掛接后板塊不傾斜翻轉,安全牢固,我們在立柱上對孔位進行精確定位,保證安裝尺寸的準確,對掛接孔通過精密加工,達到最佳的施工效果。具體節點做法如下。

(三)加工與運輸的處理

蜂窩石材百葉掛件的加工為了精度控制,我們采用了先進的CNC技術,通過數控水銑能使掛件的加工得到精確控制,加工效率也大大提高,基本使得掛件安裝沒有誤差,這樣使得整體板塊的精度得到極大的提高,保證安裝質量。

成品保護與運輸環節是保證板塊在上墻之前的關鍵環節,因此我們在此也做出了詳盡的考慮。在板塊完成技工組裝后,我們采用了板塊全包裝防護措施,板塊外表面均采用柔性起點材料維護,使得板塊在與其它材料不會產生硬接觸,從而有效保護板塊。板塊運輸采用定制貨架運輸,貨架設計按板塊角度進行精確配置,并在接觸面設置柔性墊層,保證板塊與貨架的有效接觸和穩定可靠,從而保證板塊的安全。貨架的設計圖示如下。

圖書館的設計、加工、運輸、安裝都做到了精心細致的處理,為新型建筑幕墻的完美呈現提供了強有力保證,創造出了美感十足的現代化建筑,給人們提供一個感官十足,賞心悅目的打卡神地。該建筑幕墻的建造,也引領幕墻設計建造走向新的高度。

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