柔性纤维织物幕墙安装施工工法

'柔性纤维织物幕墙安装施工工法编制单位：中国建筑股份有限公司中航天建设工程公司主要编制人：赵明、庞余、王瑞堂、赵计军、张涛1前言幕墙工程已应用很广泛，传统的幕墙工程为玻璃幕墙、石材幕墙、金属幕墙等。2010年上海世博会太空家园馆采用柔性纤维织物幕墙，与传统幕墙相比具有环保节能、可100%回收再利用、施工方便、重量轻、高强、高弹、柔软流畅、高透光性、造型美观、与结构固定简单等特点。经科技查新为国内首次应用，通过专家论证该技术达到了国内领先水平。在此基础上，我们总结了《柔性纤维织物幕墙安装施工工法》，编制了编号为UCST-001-2010企业标准，并报北京市住房和城乡建设委员会备案。该工法填补了国内幕墙工程在此方面的空白，为完善CECS158：2004《膜结构技术规程》起到了技术支持的作用。2工法特点2.0.1工艺先进、操作方便。传统的幕墙加工制作工序多、复杂，安装繁琐，材料较重，且能耗较大。2.0.2施工速度快。柔性纤维织物幕墙构件均由工厂定制加工，精度高，现场安装速度快,质量可靠。2.0.3工序衔接紧密，可操作性强，工效高。3适用范围本工法适用于不同气候条件下的各类民用建筑工程外立面造型装饰幕墙。4工艺原理柔性纤维织物幕墙工程是采用拉索支撑、专用铝型材张拉幕材的工程。拉索通过夹板和裤套与幕材连接，拉索上下两端与建筑物外挑结构的耳板固定，通过调整螺栓进行调节拉索的垂直度位置，使立面张紧。张拉过程按设计应力进行控制，然后利用顶杆在织物幕墙上形成凸点，以达到幕墙造型装饰视觉的立体效果。15 5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程（见图5.1）施工准备支杆安装定位不合格测量检查合格支杆根部防水处理装配可调螺栓和夹板（或支片）固定竖向拉索幕材卷轴沿竖向拉索向下展开连接幕材与拉索张拉拉索绷紧幕材调节可调螺栓达到外凸效果幕墙整体联调达到效果要求图5.1纤维织物幕墙施工工艺流程15 5.2操作要点5.2.1施工准备1幕材进场首先进行质量检查验收，幕材质量证明文件应齐全，颜色、花纹等应符合设计要求。幕材表面应无针孔、断丝、裂缝和破损等严重质量问题，不得有油污和异物，热合缝表面不得有变色（过热）等现象。幕材检查应根据材料的幅度多人同时进行。（见图5.2.1）图5.2.1幕材现场检查2作为幕墙结构的钢结构主体验收合格，外围护结构完成并验收合格。3检查幕墙支撑杆件的轴线位置、标高等项目应符合设计和规范要求并按设计要求在支杆位置进行测量放线。4按照工程设计要求，对固定在主体结构上的钢支杆进行检查验收，要求其规格、型号、数量以及表面涂装等均应符合设计要求。5.2.2支杆安装定位1支杆安装定位采用焊接方法固定在主体钢结构上（见图5.2.2）。2按设计图纸位置在已经测量放线完毕的位置进行支杆的焊接安装，要求所有支杆三维定位必须准确，水平及竖向允许偏差限值5mm，安装过程中应用水准仪和经纬仪随时测量检查复核定位，校核无误后进行正式施焊。由于支杆长度方向具有可调性，故安装过程中要求其允许偏差限制为±10mm，限值以内可通过调整可调螺栓进行找补，超出限值则需要修改支杆位置，重新施焊。315 支杆安装全部完毕后由质量部门对所有支杆进行测量检查其定位是否合格，如有不合格点则应进行返工处理。4检查建筑物主体结构上预埋固定支杆是否牢固，支杆焊接应符合规范要求。5现场焊接焊缝处、运输及安装过程中破损部位要进行防火涂料和防锈漆的补涂。图5.2.2支杆固定在主体结构示意图5.2.3支杆根部防水处理1织物幕墙的防渗漏问题应做为施工质量控制重点。支杆和幕墙转换连接杆件穿结构外墙，采用定制专用橡胶防水盖板将杆件与墙体柔性过度，防止雨水渗漏。（见图5.2.3）2橡胶防水盖板在支杆安装前应提前套入杆件内，支杆安装完成后将盖板推拉就位，用防水螺栓将盖板与围护结构连接固定。要求盖板应尽可能与墙面压平，减少缝隙。3橡胶防水盖板与墙体、杆件之间的接触面需用耐候密封胶进行防水密封处理。15 出外墙面支管防水盖板耐候胶外墙彩钢板图5.2.3杆件穿结构外墙防水处理5.2.4装配可调螺栓和夹板（或支片）1在幕墙凸点位置的支撑杆端部安装圆凸形钢支片，支片与支撑杆间用可调螺栓连接，用以调整顶杆高度，以在幕墙上形成凸点。（见图5.2.4-1、5.2.4-2）2调节螺栓的调节长度应根据每个凸点的设计高度进行精确调节，使凸形支片高度准确，以满足幕墙凸起点的突出长度符合设计要求，使幕墙整体观感效果达到设计最佳要求。3钢支片与幕材间用剪裁好的幕材材料做垫片。4在拉索位置（竖向）安装固定拉索的钢夹板，夹板长度同样利用可调螺栓进行调节。15 可调螺栓图5.2.4-1可调螺栓织物幕材圆凸形钢支片图5.2.4-2圆凸形钢支片5.2.5固定竖向拉索拉索上下两端固定在建筑物外挑结构的耳板上，中间固定在拉索支撑杆顶端的夹片间。（见图5.2.5）15 拉索钢夹片图5.2.5拉索与建筑物外挑耳板固定5.2.6幕材卷轴沿竖向拉索向下展开把幕材吊运到建筑物顶部，打开一片幕材，把拉索穿入幕材上的裤套中，使幕材沿拉索缓慢下滑，等幕材完全展开后再把上、下幕材穿入铝型材的导槽内，幕面调整平展，各顶杆调整到位，把相应的螺栓调整到位、拧紧固定。5.2.7连接幕材与拉索幕材与幕材间连接处用夹板夹紧，用螺栓固定；幕材与拉索间采用不锈钢挂钩连接，挂钩间距0.5m（见图5.2.7）。不锈钢挂钩拉索图5.2.7拉索与不锈钢挂钩连接15 5.2.8张拉拉索，绷紧幕体张拉拉索时要协调均匀，张拉力严格按照设计要求，同时保证拉索绷直不松弛，然后调整织物幕墙顶部专用铝型材中的调整螺栓，进行调节拉索的位置和垂直度，使立面张紧。在张拉过程中应按设计应力进行张紧力控制，以保证幕墙整体刚度。（见图5.2.8-1、5.2.8-2、5.2.8-3）图5.2.8-1幕墙上端拉索张紧调节节点示意图图5.2.8-2幕墙下端拉索张紧调节节点示意图15 图5.2.8-3幕墙端转角节点示意图5.2.9调节可调螺栓达到外凸效果调节支点的可调螺栓，同一面幕墙调节要尽量同步进行，以保证幕材受力均匀。5.2.10幕墙整体联调参建各方联合对织物幕墙整体检查，不适之处做最终调整，直到符合设计图纸要求和达到装饰效果要求。5.2.11注意事项：1幕墙立面拼装、调整在高空进行，可根据实地情况采用施工软梯或轻便脚手架。2支撑点三维定位对幕墙设计立面观感效果有着重要影响，由于支撑点数量多，对曲线及造型复杂的织物幕墙支撑点测量工程量大、定位困难，为减少施工误差，采用精密三维测控仪对支撑点进行测量定位与验收，精度满足设计要求。3幕片拼接必须平顺、牢靠，不得有起皱、起泡等现象。4张拉幕片时用力要均匀，否则可能造成幕片撕裂。15 6材料与设备6.1主要材料见表6.1织物幕墙材料表表6.1序号名称规格型号备注1柔性纤维织物幕材371-3048双面阻燃涂层2支管Ф483拉索Ф20PE+热镀锌4挂钩Ф3304不锈钢5夹板6拉杆、支片、肋板、螺栓等6.2施工用主要设备、机具和仪器见表6.2织物幕墙施工机械、设备、仪器表表6.2序号名称规格型号备注1汽车起重机20T现场吊装210吨张紧器10T张拉拉索3切割机1KW切割钢板4扳手配套调节螺栓5钢丝绳6*37+Ф12现场吊装6全站仪TPS-400测量定位7交流电焊机BX1-500焊接支撑件8氧割设备切割支撑件7质量控制7.1现场质量管理7.1.1织物幕墙工程施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、健全的质量管理管理体系、施工质量控制和质量检验制度。7.1.2织物幕墙工程施工应编制专项施工组织设计、施工方案等技术文件，并经审查批准。7.1.3织物幕墙施工单位应根据建筑方案或设计单位提供的设计图纸进行织物幕墙的施工图深化设计。深化设计应包括幕支撑钢构件、幕附件、幕节点、拉索和幕裁剪设计等内容。7.2幕墙材料验收及质量标准织物幕墙各分项工程的主要材料、零（部）件、成品件、标准件等应进行进场验收，工程所选用材料应符合设计和相关标准的要求。7.2.1幕材材料15 7.2.1幕材的断裂强度、撕裂强度应符合设计及相关标准的要求。7.2.2幕材进场应开箱检查验收，检查时应由建设、监理、总包和分包单位共同进行，开箱资料应包括厂家提供的材料质量检验报告，提供每卷幕材的重量、幅宽、力学性能参数、防火等级、弹性模量、应力应变参数等。7.2.3幕材防火性能复验，按设计要求确定是否进行复检。7.2.4幕材材料的规格允许偏差要求见表7.2.4幕材材料允许偏差表7.2.4序号项目允差1幕材重量标称值±5%2幕材厚度标称值±10％3幕材幅宽不得存在负公差注：根据标称值考核幕材的重量、厚度和幅宽，偏差率%=100×（测试值－标称值）/标称值7.2.5当设计对幕材的透光率有特殊要求时，应进行复检。幕材材料的光学性能参数允许偏差为标称值±3％。7.2.6每批幕材之间观感无明显色差，且幕材表面光滑平整。幕材不得局部无涂层、基层裸露、明显且无法消除的污渍等严重缺陷。防水幕材不得有通透孔眼。每卷(以50米计)的局部涂层较薄、麻点、油丝等轻微缺陷不得超过五处，且每处缺陷面积小于100mm2。7.2.7支撑杆件及其他材料支撑钢构件材料，应符合GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》的要求。所涉及的拉索、铝合金构件、紧固件等其他材料、配件，其材质、品种、规格、性能等应符合现行国家标准和设计要求，包装箱上应标明批号、规格、数量及生产日期，不应出现生锈和沾染脏物，螺纹不应损伤，材料质量证明文件及检验报告齐全有效。7.3织物幕墙安装质量控制措施7.3.1织物幕墙安装各工序应在前道工序完工后进行，做好交接验收工作，安装前应制定安全措施，并应对安装现场可能伤及幕材的物件采取防护措施。7.3.2幕材安装施工前，应对安装人员进行系统的交底、培训，考核合格后，方可上岗操作。7.3.3施工前应对支承结构及支撑钢构件进行复测，测量后的数据要立即与幕材15 的加工图尺寸进行校核，若实测数据与加工数据偏差过大，要对该杆件或幕材进行返工或返修。7.3.4当风力大于三级或气温低于5℃时，不宜进行幕材单元的安装。对于需冬期施工的，应制订冬期施工方案，并经有关部门论证审批通过后方可实施。7.3.5幕材张拉预张力施加应以施力点位移达到设计值为控制标准，位移允许偏差为±10﹪。对有代表性的施力点还应进行张力值抽查，张力值允许偏差为±10﹪。施力点应由设计单位、监理单位和施工单位共同选定。7.3.6织物幕墙整体观感质量应达到：幕材幅间平滑过渡，纹路及颜色一致；饰面外观整洁、整洁、造型顺畅，可视面无明显污渍、串色现象，无破损、划伤、明显褶皱等。8安全措施8.0.1设备吊装幕材时吊车机械传动部位及吊装物下不准站人，起吊时统一指挥并由安装队长负责。8.0.2高空作业必须佩带安全带，并将安全带系挂在牢靠处。8.0.3屋面临时放置的物料工具等应远离屋檐，防止坠落。8.0.4雨、雪及4级大风以上天气严禁进行空中作业。8.0.5空中作业人员不得随意向下、向外抛、掉物品，不得随意拆除安全防护装置。8.0.6地面应设置围栏和警戒标志，并派专人看守，严禁非操作人员入内。8.0.7进行上下立体交叉作业时，不得在同一垂直方向上操作。下层操作必须在上层高度确定的可能坠落范围以外，不能满足时，应设置硬隔离安全防护层。8.0.8连接件要定期检查，如有松动应立即拧紧。8.0.9焊工应穿帆布工作服，戴工作帽，上衣不准扎在裤子里。口袋须有遮盖，脚下穿绝缘橡胶鞋，以免焊接时被烧伤。8.0.10电焊工应持证上岗，带绝缘手套，不得湿手作业操作，以免焊接时触电。8.0.11禁止使用有缺陷的焊接工具和设备。8.0.12高空电焊作业面下面设水平兜网并铺彩条布，周围用密目网围护，以防焊渣四溅。8.0.13现场上固定的电源线必须加塑料套管埋地保护，以防止被加工件压破发生触电。15 手持电动工具的使用，应符合国家标准的有关规定，工具的电源、插头和插座应完好，电源线不得任意接长和调换，工具的外绝缘应完好无损，维修和保管应专人负责。电焊机应单独设开关，并设漏电保护装置。9环保措施9.0.1焊接作业要有防止光污染措施；焊条短头、焊渣等废弃物要及时清理。9.0.2作业过程应对工程内的成品、半成品和易损坏的设施采取保护措施，减少返工浪费。9.0.3纤维织物幕材裁减余料要堆放到指定地点。其它零散材料和垃圾等要及时清理，做到活完料净、场地清，并及时清运。9.0.4进场施工机械和进场材料停放、堆放要集中整齐，施工车辆及设备在施工完后必须清洗干净后方可停放在指定地点。材料堆放有序，并挂标明材料名称、规格型号、进场日期、验收状态等项目的标志牌。9.0.5为防止跑、冒、滴、漏现象发生，施工机械、设备做好保养维修，使用的油料做好保管和收集工作。10效益分析10.0.1技术先进、节能环保纤维织物作为幕墙装饰材料，透光性强，节能效果好。作为临时建筑物的外立面装饰幕墙，便于拆装，可拆除重新运用于其他建筑装饰或制作广告宣传栏等，材料可循环重复利用率高。10.0.2经济效益良好作为临时建筑物的外立面装饰幕墙，造型灵活、投资少，安装速度快，工期短，可根据建筑物装饰要求形成精美图案，装饰效果好，如上海世博会太空家园馆只用了12天时间就完成了全部柔性纤维织物幕墙工程的安装。10.0.3社会效益显著2010年上海世博会是全世界人民的一场盛会，关系到我们的国家形象和人民精神面貌。柔性织物幕墙因其独有的通透性，通过在幕墙上采用电脑喷绘三维精美图案，可呈现神秘奇幻的光影效果，白天奇幻的建筑形态吸引人流，夜晚有彩色的LED灯配合，改变建筑物夜间的形象，场馆内部会自发光形成地标建筑，散发出绚丽的色彩，深深吸引住世界各地的游客在展馆前驻足观赏。15 11应用实例2010年上海世博会太空家园馆工程，位于上海世博会浦西展区D片区D11街坊内。建设单位为航天科技、航天科工、中国电科世博会联合参展办公室，设计单位为北京维拓时代建筑设计研究院，施工单位为中国建筑股份有限公司，监理单位为上海金桥监理有限公司。本工程建设用地面积3000平方米，总建筑面积为4153.32平方米，建筑总高度为20.20米，共4层。基底埋深-5.05m，基础为独立基础，主体结构形式为钢框架结构。工程开工日期为2009年5月10日，竣工日期为2009年10月25日。（工程效果见图11-1、11-2、11-3）图11-12010年上海世博会太空家园馆（局部效果）15 图11-22010年上海世博会太空家园馆（日间效果）图11-32010年上海世博会太空家园馆（夜间效果）15'