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不锈钢巧妙装点幕墙

  (本文转载自微信公众号“建筑幕墙”)
 

  不锈钢在建筑装饰领域应用广泛,目前主要应用在高层建筑的外墙、室内及外柱的包饰、扶手、门套、电梯壁板、门窗、雨篷等内外装饰及构件。经表面处理、着色、镀层的不锈钢板已经解决了触摸后易出现手印等问题,加上其具有耐用和几乎不需要表面维护的特性,使不锈钢的应用范围进一步扩大。结合不锈钢作为外饰面材在竹园商贸区2-16-2地块项目中的应用, 探讨其在应用过程中遇到的一些设计、施工注意事项问题。

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项目概况

  竹园商贸区2-16-2地块项目位于上海浦东新区竹林路、浦电路、世纪大道、杨高南路之间,由3栋塔楼及2栋小楼组成,由SOM、海波建筑设计事务所联合设计。本项目外立面装饰造型采用2mm厚316L不锈钢,表面处理为米粒纹,总面积约50 000m2。结合建筑造型的变化,大楼整体动态、简洁,充满时尚气息(图1)。

  图1 整体效果图

  
 

  
幕墙技术难点及解决方案

  ?技术难点

  建筑造型通过竖向线条内收外放及左右错位布置进行变化(图2),平面内按“折齿”规律变化(图3),通过竖向及水平造型交替变化,实现了简洁、律动的建筑立面。

  图2 局部立面效果图

  
 

  3 “折齿”规律变化

  
 

  结合项目特点,不锈钢主要有以下两种典型造型(图4,5)。

  采用整体装配的单元幕墙系统,外装饰线条采用2mm厚SU316L不锈钢板,不锈钢高度分格为1.5m,3m,竖向宽200mm,出挑玻璃完成面最大处907mm,最小处112mm,表面处理为米粒纹(具有方向性)。

  图4,5 不锈钢典型造型

  
 

  ?解决方案

  本着体现建筑设计外观和传达建筑设计理念的原则,以建筑为主导、结构为基础、功能为关键,通过幕墙系统设计解决不锈钢应用过程中遇到的问题。

  米粒纹方向性

  米粒纹不锈钢板具有凸点且呈椭圆形(图6),它具有方向性,这将对太阳光的反射产生影响,视觉上会有色差。针对这一特点,深化应考虑以下几点:1)对板块进行整体编号控制; 2)结合造型分格、板材尺寸,确定竖向装饰条、横向装饰条的整体纹路方向;3)不锈钢加工图中注明纹路方向;4)单元板块车间装配阶段根据编号图、加工图控制方向的一致性。

  图6 米粒纹不锈钢板

  
 

  温差变形

  为了保证不锈钢板在极端温差作用下不会产生内应力从而出现凹凸的现象,并体现表面的立体视觉效果,幕墙深化设计需考虑:1)不锈钢板均采用一边挂接、三边插接的方式,充分释放不锈钢的内部应力;2)加强铝型材与不锈钢板之间通过结构胶来吸收两者的温差相对位移,温差作用:△T=80℃时,铝合金型材与不锈钢板产生的相对位移:

  所需结构胶厚度:

  实际结构胶厚度取tS0=6 mm>ts=2.53 mm

  不锈钢板面的平整度

  不锈钢作为幕墙面板材料,在光照下,表面不平整会产生放大效应,板自身变形、外力作用等都会对外观效果产生较大影响,易出现起鼓、波浪变形等现象。

  为保证板面的平整,需探讨加强筋的排布及安装方式,常规的连接方式由面板内部焊钉和结构胶连接试验证明,采用不同的种钉规格及焊接电流,均无法解决焊钉的局部应力对面板的影响(图7)。

  图7 焊接螺钉对面板的影响

  
 

  通过计算分析结构厚度及宽度,经过实样评估,采用结构胶连接(图8),可基本消除面板局部应力集中所导致的波浪、起鼓等现象(图9)。

  图8 结构胶连接示意

  图9 不锈钢造型样板

  
 

  成品保护及清洗

  不锈钢具有易污染、表面破坏后较难修复的特性,因此在加工阶段、运输过程、车间装配或现场安装阶段,均需做好成品保护及污染清洗方案。

  (1)车间无粉尘、设备清洁,工人带手套,做好加工交底。

  (2)保护膜应选用激光膜,并满足如下性能:1)阻燃性。由于激光切割不锈钢板时产生高温和明火会将保护膜点燃,使保护膜热收缩,失去原有保护作用,所以要有阻燃性和耐温性。2)粘结性。在切割时,高压、高流会使保护膜起泡,整体掀开,故对保护膜粘性也提出要求,一般为120#和140#,才能达到切割要求。3)耐久性。考虑到不锈钢表面污染后较难清洗,而工地实际环境较恶劣,为避免后期的大量清污工作,保护膜需要耐候性长、不脱胶。(3)需探索不锈钢表面清洁、清洗方案。不锈钢作为一种镜面特质材料,污染后污渍明显且较难清洁(图10),实际工程应用中,材料表面往往均有涂膜,为避免破坏,清洗时一般不能添加溶剂。

  图10 被污染的不锈钢

  
 

  其他注意事项

  深化设计时,需与不锈钢加工企业确定设备的生产能力(最小折边、最小折弯半径等),图11为某款设备的最小折弯半径及最小折边示意。

  图11 某设备的最小折弯半径及最小折边

  
 

  
不锈钢在其他工程上的一些应用

  (1)不锈钢装饰条

  某项目位于上海浦东,采用1.6mm厚316不锈钢,主要应用于外立面装饰线条,总面积约26000 m2,表面压花处理(图12~14)。

  图12~14 外立面不锈钢装饰条

  
 

  (2)不锈钢镀钛

  某项目位于上海外滩区域,采用2mm厚316L不锈钢,主要应用于外立面装饰面板,总面积约8000m2,表面镀钛处理(图15),镀钛规格为1.5m×3m。

  图15 不锈钢镀钛

  
 

  
结语

  不锈钢集性能优良、外观美观和使用特性于一身,其应用得到飞快发展。近年来我国不锈钢制品的生产效率不断提高,同时质量不断改进(图16),不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。

  图16 不锈钢效果图

  
 

  作者简介

  李江,上海江河幕墙系统工程有限公司副总工程师。幕墙设计代表项目:上海巨人科技园一期、上海世博演艺中心、上海浦东金融广场、上海外滩金融中心、上海竹园2-16 地块、上海前滩中心等。
 

  注:本文系原创,已刊登在《建筑幕墙》2018年12月总第10期杂志中。
 

  
 

  注:本文部分图片源于互联网,原始出处不详,其版权归原作者及原出处所有。如原版权所有者不同意转载,请及时联系我们,以便立即删除。

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