超高层幕墙-泛光照明的一体化应用

范 挺 白晨波 范良华 殷 涛 田江伟 魏云萍 蔡永胜

中国建筑第八工程局有限公司西北分公司 陕西 西安 710075

大力发展装配式建筑，促进新型建筑工业化，是近年我国推动新型城镇化、建筑产业升级、打造智能建造产业体系的一项重要举措，因此建筑设计标准化，构配件工厂生产模块化，现场施工装配化具有极大的发展前景[1-2]。当前超高层建筑外立面形式多样，如何在保证节能、经济的前提下，实现幕墙工程与泛光照明模块化施工的安全性、可靠性、便捷性，特别是如何确保对节点工期有要求的项目按时完工，是一个值得探究的话题[3-4]。

因此，本文提出将单元式玻璃幕墙与定制化洗墙灯灯具组合的新工艺，通过幕墙单元标准化设计、工厂化生产、装配式施工等方法，为构配件安装和现场系统调试等提供便利，成功解决了超高层建筑幕墙与泛光照明在实施中存在的工期压力、设计碰撞、安全隐患等问题，有效缩短了施工周期，加快了施工效率，为同类工程提供了技术借鉴。

1 工程概况

陕西国际体育之窗项目是2021年第十四届全运会的赛事指挥和新闻媒体中心，项目位于唐延路与科技八路十字路口东南角，共计3栋塔楼，1#塔楼地上54层，建筑高度241.5 m；2#塔楼地上33层，建筑高度137.7 m；3#塔楼地上21层，建筑高度98.5 m。此外，项目还设计有4层围合式裙房和3层（局部4层）地下室。1#塔楼3—54层幕墙形式为单元式玻璃幕墙，单元式幕墙面积共计30 600 m2，项目作为第十四届全运会的配套项目，对节点工期有一定的要求。但项目场地狭小，现场除施工道路以外，不具备后期安装的堆放场地等要求的条件。

2 幕墙-照明一体化工艺原理

单元式玻璃幕墙作为幕墙工程的一种主要形式，系采用标准化骨架材料、玻璃、保温隔热材料，在工厂中加工组合成为单元板块。幕墙-照明一体化单元板块通过使用固定螺钉将定制化的洗墙灯具跟原有的单元板块相结合，形成新型幕墙-照明体系，确保尽量减少现场施工工序。幕墙-照明一体化单元板块多采用工厂模板化加工，以提高项目安装施工效率，保证现场施工质量，缩短施工周期，同时也是响应国家大力发展装配式建筑的政策导向。

3 幕墙-单元板一体化工艺流程

在幕墙与泛光照明深化设计过程中，本项目并未像常规项目一样采取各自独立设计的方法，而是将泛光照明深化设计与幕墙深化设计同步进行，再根据幕墙分隔间距、圆弧角部位、幕墙节点，定制泛光照明洗墙灯的长度，保证单元式玻璃幕墙与定制化洗墙灯一体化的匹配性。

相较于传统单元式玻璃幕墙施工过程中穿插泛光照明施工，本工艺具有以下特点：首先，通过前期标准化设计以及碰撞检查避免后期施工过程中可能出现的误差等问题，有效地减少了出现误差问题所耗费的人力物力；其次，通过工厂模块化生产，流水线作业，为单元式幕墙-照明一体化成品质量奠定了有力的保障，同时也减少了对现场施工场地的需求，满足了项目场地狭小的实际需求；最后，现场装配式施工过程中，利用环形轨道吊装技术，对1#塔楼幕墙-照明一体化单元板块吊装和安装一次到位，节省了泛光照明的安装时间，对于1#塔楼施工现场超高层多专业穿插施工的项目实际，减少了穿插作业带来的安全隐患，以及高空作业的安全风险。幕墙-单元板一体化施工工艺流程为：标准化设计→工厂模块化加工→单元板块、定制化灯具组装→现场装配化施工→单元板块的运输、吊装与调整。

4 操作要点

4.1 幕墙-照明单元板块标准化设计

幕墙单位就建筑蓝图外立面进行深化设计，泛光照明设计单位提前介入幕墙深化设计，根据建筑蓝图中外立面幕墙分隔，幕墙分隔主要尺寸为1.4 m，有部分为1.3、1.5 m。泛光照明深化单位定制LED洗墙灯灯具的长度，灯具安装槽宽、槽高预留等由泛光照明深化单位提供给幕墙深化单位，并在幕墙单位深化设计单元板块节点中，确定泛光照明灯具电源线穿墙套管的位置，以及孔径、防水节点做法等。

4.2 幕墙-照明单元板块模块化加工

待幕墙单位与泛光照明单位均已深化完成后，加工厂根据深化图纸进行细化，分解加工任务，形成单元板块的幕墙加工图以及下料单，分别为玻璃原材、镀锌板条、硅酮耐候胶、硅酮结构胶、铝单板原材、厚70 mm的保温岩棉等主材，以及泡沫棒、不锈钢螺栓、沉头自攻螺钉等辅材，加工厂生产单位根据加工图以及下料单中的尺寸、规格等要求进行加工、采买。加工完成后粘贴明显标识，并根据规格、种类、材质等进行分类堆放。泛光照明加工厂根据深化图纸定制符合幕墙尺寸的基板，然后将焊好灯珠的线路板放在基板上，组装成品，以及加工幕墙装饰条灯槽上部厚度≥3 mm的高透光透明板，尺寸长度根据幕墙分隔相匹配。

4.3 幕墙-照明单元板块构件化组装

幕墙原材料已加工完成后，进行构件组件组装，组件组装完成后，进行单元板块框架组装。

上述工序完成后，进行板块组装。组装顺序为：中空玻璃组装安装→铝板组件安装→翻窗边框组件安装→中空玻璃组件安装→玻璃翻窗组件安装→铝板安装→附件安装→打密封胶→装饰扣板安装→洗墙灯安装→成品检查。

4.4 幕墙-照明单元板块现场装配化吊装

4.4.1 吊装准备

1）单元板块组装完成后，运输到现场，因项目场地有限，对于到场的单元板块进行临时储存，并安排叉车将单元板块运至吊装点，板块上部用钢丝绳将固定环与吊钩固定，板块下部用捆绑带与φ16 mm缆风绳上的钢架连接固定，等待吊运。

2）环形轨道架设。环形轨道分别架设于16、26、36、46、54层，采用100 mm×100 mm×5 mm钢方通作为导轨支臂，前端采用厚8 mm的钢卡件与T形M16螺栓固定槽式预埋件进行固定，后端采用M16限位螺栓固定在楼承板上，钢方通后端距锚固位置不小于150 mm，导轨采用200 mm×100 mm×5.5 mm×8 mm的H型钢与导轨支臂满焊。轨道支臂端部采用φ16 mm的钢丝绳上拉固定，φ16 mm的钢丝绳上端采用KOUD16-花篮螺栓与固定在槽式预埋件上的加工杆件相连接。电动葫芦固定在H型钢导轨上，环形轨道端头设置挡板，保证环形轨道的安全性以及可靠性。

3）炮车固定架设。炮车固定楼层同环轨加设楼层，固定平面位置同吊装点，炮车采用起重量为3 t的卷扬机，经专家论证的施工方案计算书中最大吊装荷载1 t，满足单元板块的起重量的需求，为保证起吊过程中的安全性，起吊钢丝绳上方设置限位挡板以及限位器，炮车后端采用钢丝绳与主体结构拉结，且设置24块符合计算书要求的25 kg标准配重，炮车两侧设置3个φ30 mm的支撑螺杆，底部设置8个具有自锁装置的万向轮，保证炮车整体的稳定性。

4.4.2 吊装运输

吊装准备工作一切就绪，由下方指挥人员与上方安装人员确认后，开始垂直起吊，现场垂直吊装低区可以采用环形轨道上的卷扬机直接起吊，高区宜采用炮车起吊，起吊过程中炮车需按照经专家论证后的施工方案制作实施，炮车起吊单元板块与环形轨道附近，需将单元板块换钩到环形轨道的卷扬机上，环形轨道的卷扬机将单元板块水平运输至安装位置。

4.4.3 单元板块安装

单元板块安装自左向右，从施工人货电梯处按顺时针或逆时针方向依次安装，人货梯、塔吊连接臂处、转角斜面处作为收口处理。待单元板块运至安装部位，施工人员将预先组装在单元板块上的铝合金挂耳采用长50 mm的M10不锈钢螺栓与铝合金挂件固定连接，铝合金挂件已在安装前采用75 mm的T形M16螺栓固定在主体结构楼承板的槽式预埋件上。

单元板块安装就位后，应用水平仪跟踪检查水平标高，对板块标高及缝宽进行检查。其中竖缝及墙面垂直度、幕墙平整度、竖缝直线度、横缝直线度、两相邻面板之间接缝高低差、同层单元组件标高、相邻两组件面板表面高低差、两组件对插件接缝搭接长度、两组件对插件距槽底相离等主控项目，均需满足允许偏差要求，若超过允许偏差则需进行调整。

待安装合格就位，标高等主控项目检查无误后，清理槽内的垃圾，然后进行防水压盖的安装，将所有排水孔封堵，并待硅酮密封胶固化后，进行排水槽内闭水试验。保证安装质量符合规范及设计要求。

4.5 幕墙-照明单元板块现场系统点亮调试

幕墙-照明单元板块吊装期间，穿插泛光照明室内桥架、管道井电缆、配电箱、控制电源、支架吊架等施工，待吊装完成后，检查单元板块穿墙套管是否完好，无误后进行管内穿线，根据设计图纸选用导线的型号及颜色，导线连接时，保证连接方式符合设计规范要求，并进行线路检查及绝缘摇测。

待上述工艺施工完毕后，泛光照明系统进行系统调试，调试内容主要分为低压配电箱调试、控制系统调试、接地系统测试、灯具照明系统调试等。

各单体单系统的调试内容包括电气元器件的检查及测试、一次回路与二次回路的送电测试。单体单系统调试结束之后进行工程的总体联动调试。

检查时采用逻辑性模拟动作程序检查方法，确认控制系统技术状态是否良好，各控制系统联锁回路及保护装置。经静态、动态模拟调整，动态功能调整及整机联调，其电气保护性能必须符合设计要求。

5 效益对比分析

5.1 工期效益

经以往类似工程计算，若全部采用传统施工工艺，单层幕墙工程与泛光照明穿插施工，泛光照明单层安装灯具、系统调试、桥架安装等需要2.2 d，使用工人16名。

经实施过程计算，采用幕墙-照明一体化施工工艺后，泛光照明单层系统调试，桥架安装等需要1 d，使用工人10名，1#塔楼单元式玻璃幕墙共计节省工期61.2 d。

5.2 经济效益对比

1）泛光照明点亮位于项目工期关键线路，根据总承包，工期延误一天罚款1万元，则工期效益约为61.2万元。

2）泛光照明需采用吊篮配合施工，1#塔楼泛光照明吊篮每层共计需要搭设45台，每台吊篮的日租赁费用约为60元，则可节省吊篮租赁费用约16.52万元。

3）采用本工艺避免了洗墙灯安装、倒运等共计节省人工费18.36万元。

经分析，采用幕墙-照明一体化单元板块体系之后比常规传统施工工艺节省约96.08万元，在保证幕墙泛光照明施工质量的同时，顺利完成项目节点履约。

6 结语

超高层幕墙-泛光照明单元板块一体化施工技术已在陕西国际体育之窗项目成功应用。该工艺立足超高层、大体量、工期紧等复杂工况下，保证幕墙与泛光照明施工质量标准可控，施工安全可靠，工期节点履约等既定目标，并成功实现1#塔楼外立面与3#塔楼外立面联控联调，助力第十四届全运会顺利开幕。

本项目的实际应用，主要在标准化设计、工厂化加工、现场装配化吊装这3个方面进行了详细介绍，为以后类似工程提供了经验借鉴，同时，超高层幕墙-泛光照明单元板块一体化的技术理念可推动幕墙-泛光照明行业在设计、工厂加工、现场施工等方面装配化、集成化的发展，进一步提升幕墙-泛光照明行业的装配率。