CN102661052A - 一种复杂拼图单元式幕墙的施工方法 - Google Patents

Abstract

一种复杂拼图单元式幕墙的施工方法，根据幕墙立面拼图总体设计和现场实际情况，运用计算机进行辅助设计和计算，进行单元分格、骨架布置和单元板统一编号，根据拼图线条将单元板拆分为拼图板块，绘制单元板加工图；根据单元板加工图进行拼图板块的加工成型和拼接，形成牢固连接的规整单元板块；最后进行幕墙的现场安装。本发明的施工方法，单元板设计科学合理，制作准确，安装工艺严格，确保复杂拼图线条平直、通顺，块形准确，虚实有致，充分实现复杂拼图穿孔幕墙的整体效果，具有工艺先进、制作精确、安装方便、施工高效的特点。

Description

一种复杂拼图单元式幕墙的施工方法

技术领域

本发明涉及一种金属幕墙的制作工艺，具体涉及一种复杂拼图单元式（穿孔铝单板）幕墙的施工方法。

背景技术

随着我国经济和城市化建设的高速发展，对建筑物外形美观提出了更高的要求，铝单板幕墙得到广泛应用，复杂拼图单元式穿孔铝单板幕墙装饰在大型建筑中将逐步推广。复杂拼图单元式穿孔铝单板幕墙采用优质铝合金单板为基材，通过采用不同角度的拼图线条，局部镶嵌玻璃等手法，将立面分割成复杂多变的几何图形，立面整体效果虚实有致，色彩丰富，优美洒脱，具有鲜明的时代特点。

有关铝单板幕墙已有相关专利报导。如201110062742.3公开了一种金属幕墙装配装置，201020659338.5公开了一种铝单板、铝挂条构件及其铝单板连接装置，201010587431.4披露了一种铝单板墙板的安装方法。

然而复杂拼图单元式幕墙幕墙技术要求高，施工工艺复杂。复杂拼图单元式幕墙在进行整体设计时，为了达到复杂多变、虚实有致、色彩丰富的整体效果，通过采用不同角度的拼图线条，将立面分割成复杂多变的几何图形。金属幕墙制作安装中的施工单元为单元板块，复杂拼图单元式幕墙中单元板包括一般单元板、带拼图线条单元板和带玻璃单元板三种基本形式。除一般单元板外，复杂拼图单元式幕墙中所采用的单元板，系由铝合金制成的拼图板块拼接而成，拼图板块之间形成拼缝。单元板块上拼缝的连接、组合形成墙幕立面上的拼图线条和几何图形。因此，在幕墙和单元板块的设计、制作和安装中，拼图线条顺直、块形准确、缝宽一致，才能还原设计时立面布置上的拼图线条，形成幕墙立面上复杂多变的完整的几何图形。

拼图式单元板的制作一般是根据单元板块加工图，对单元板进行冲孔、拆分后制得拼图板块，拼图板块拼接后形成牢固的单元板块。拼图板块之间常用的拼接方法，是通过氩弧焊将拼图板块与拼接板连接固定，拼图板块间的位置关系（拼缝的定位）采用传统的卷尺测量。上述拼接方法存在的问题主要包括：（1）焊接生产周期长，加工成本高；（2）铝合金的热传导系数大，抗变形能力差，焊接容易变形；（3）大面积的焊接，存在焊接缺陷，铝单板容易渗漏；（4）焊接铝单板需要足够的加强筋固定，以克服板面的不平整；（5）铝单板焊接强度不高，产品外形大，运输、周转中容易开焊。此外，卷尺测量存在测量误差，会导致拼缝线条不平直，缝宽不均匀，拼接效率低下。

幕墙安装通常包括龙骨安装和单元板安装两个阶段。龙骨固定在建筑砼结构上，单元板安装于龙骨之上。一般单元板安装方法如下：

1、单元板块应根据板块立面布置图上的相应编号与方向自下而上安置就位；

2、先用经纬仪对各拼图板块拼缝位置进行准确定位后，再用钢丝拉线进行定位固定；

3、根据钢丝拉线的方向，调整待安装的单元板块拼缝方向，调整就位合格后即将单元板块固定在龙骨上。

上述安装方法存在以下问题：（1）定位放线偏差大；（2）定位的拉线应在风力不大于4级时才能进行；（3）受交错作业的干扰大；（4）安装进度受影响。

在复杂拼图单元式穿孔铝单板幕墙的施工过程中，需要准确的幕墙单元板设计和制作、严格的安装工艺，才能确保复杂拼图线条平直、通顺，块形准确，虚实有致，充分实现复杂拼图穿孔铝单板幕墙设计的整体效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复杂拼图单元式幕墙的施工方法，以解决现有技术中复杂拼图单元式幕墙的施工所存在的问题，保证复杂拼图式单元板的设计、制作和安装准确，拼图线条顺直、缝宽一致，提高拼接强度和施工效率，充分实现复杂拼图穿孔铝单板幕墙设计的整体效果。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种复杂拼图单元式幕墙的施工方法，包括以下步骤：

1）单元板设计

根据幕墙立面总体设计，运用计算机进行单元分格、龙骨骨架布置，将幕墙的立面布置图分格后形成单元板并统一编号，再根据拼图线条将单元板拆分为拼图板块，对不同单元板分别进行设计，绘制单元板加工图；

2）单元板制作

根据单元板加工图，采用数控机床对铝板进行冲孔、拆分和折板，制得拼图板块；将拼图板块进行拼接作业，形成单元板；

3）幕墙安装

根据单元分格和龙骨骨架布置，在幕墙安装现场进行龙骨安装，将龙骨固定在建筑砼结构上，然后将单元板安装于龙骨之上。

本发明方法其工艺过程是，运用电子计算机对复杂拼图穿孔铝单板幕墙进行辅助设计和计算、绘制单元板加工图，对铝板进行包括冲孔、拆分、拼接等作业，形成单元板；最后将单元板块进行现场安装，完成复杂拼图单元式幕墙的施工过程。

幕墙立面总体设计确立后，通过计算机辅助设计，将幕墙的立面布置图分割为大小和形状规整的施工单元-单元板，并由计算机计算、绘制单元板加工图，单元板设计、计算准确，为其后的单元板制作和安装打下坚实基础，可保证幕墙立面拼图线条通顺和图形组合准确。

单元板由数控机床加工制得的拼图板块拼接而成（一般单元板可视为单一的拼图板块），拼图板块的制作成型是根据单元板加工图，采用数控机床等设备对铝板进行冲孔、拆分，并对各拼图板块折边，拼接后可形成单元板的立面效果。对于复杂拼图单元式穿孔铝单板幕墙，除拼图板块制作准确外，单元板拼接必须得到精确控制，才能保证拼图线条平直、通顺、均匀和图形组合准确；拼缝应当线条平直、缝宽一致，才能还原设计时立面布置上的拼图线条，形成幕墙立面上复杂多变的完整的几何图形。

根据本发明，拼图板块拼接作业的方法优选按以下步骤将若干加工成型的拼图板块拼接为单元板：

1、将分散的拼图板块按照单元板加工图安置在作业平台上，所述的作业平台上设置互相垂直的靠山；

2、选择组成单元板中互相垂直的两条边的若干拼图板块与靠山紧贴并夹紧固定；

3、在各拼图板块拼缝之间设置宽度定位控制块，调整各拼图板块位置，使各拼缝宽度与宽度定位控制块同宽；

4、在各拼图板块连接处放置拼接板，通过抽芯铆钉将拼图板块与拼接板连接固定，形成单元板。

上述拼接方法在作业平台上利用平台靠山、宽度定位控制块确保拼图板块线条平直、缝宽一致。宽度定位控制块的作用包括（1）确保拼图板块拼缝线条平直、缝宽一致，避免人工测量带来的拼接误差；（2）操作简单、快速，拼接效率高。所述拼接方法的另一特征是拼图板块与拼接板采用抽芯铆钉连接，以替换现有技术中的氩弧焊连接方式，在保证拼接牢固的同时，大大提高了拼接的效率。

所述的拼接方法中，优选平台台面为钢板，宽度定位控制块具有磁性，以便于单元板块之间拼缝的定位。如作业平台台面选为5mm厚钢板，宽度定位控制块为长方体磁性块，其宽度等于拼图板块拼缝宽度（根据幕墙设计立面图确定）。

所述的拼接方法中，优选在拼图板块拼缝之间设置相互间隔的两块宽度定位控制块。

幕墙的现场安装包括龙骨安装和单元板安装，龙骨安装通常包括以下步骤：

1）立柱安装：依据幕墙装饰面的位置，从底层开始逐层向上推移，将立柱用螺栓与建筑物砼结构上的连接件固定连接；安装时随时检查立柱安装标高和轴线偏差，采用水准仪或经纬仪测量、校正其位置，保证立柱的垂直度和直线度；施工过程中采用红外线水平仪测量，使各根立柱（竖向龙骨）在同一平面内；

2）横梁或斜横梁安装：将横梁两端的连接件及垫片安装在立柱的预定位置并安装牢固，横梁和立柱间的空隙宽度符合设计要求；通过红外线水平仪测量，控制横梁水平度及相邻横梁错位偏差，使其符合规范要求；采用红外线水平仪测量，横梁外侧面与立柱外侧面在同一平面内。

为保证复杂拼图式幕墙立面上单元板拼缝线条顺直、单元板缝隙宽度一致，单元板优选以下安装方法，即按以下步骤将单元板固定安装在龙骨上：

（1）将单元板块根据幕墙立面布置图上的编号与方向自下而上安置就位；

（2）将一块单元板按照其在立面布置图上的位置安装在幕墙龙骨上；

（3）然后安装所述单元板的相邻单元板，在单元板拼缝线条对接处，在已安装的单元板拼缝中放置一根导向条，导向条的另一端放置在待安装的相邻单元板对接的拼缝中； 

（4）根据导向条的方向，调整待安装的单元板拼缝方向，使相邻两块单元板相对接的拼缝均与导向条重叠，调整合格后即将单元板固定在龙骨上；

（5）抽取或移动拼缝中的导向条，重复步骤（3）和（4），直至将所有单元板安装在龙骨上。

上述单元板安装方法通过单元板拼缝设置的导向条，确保相邻单元板拼缝线条顺直、单元板之间的缝隙一致，方法简便，施工精度高。

所述的导向条可采用刚性材料制作，推荐铝合金导向条。

所述的步骤（3）中，导向条与相邻单元板的搭接量均不小于500mm，这里的搭接量指的是单元板拼缝中导向条的长度。如果搭接量小于500mm时，会使得导向条固定不稳定，从而导致单元板安装导向不准确。

所述的步骤（3）中，如果待安装的单元板与2块以上的单元板相邻，可在2块以上单元板的拼缝中分别放置导向条，导向条的另一端放置在待安装的单元板的2条以上对接的拼缝中。通过2条以上拼缝线条准确的对接，其安装位置基本可以唯一确定。

所述的方法中，步骤（2）中可同时在立面布置图上不同的位置上安装2块以上的单元板，然后从不同位置按步骤（3）～（5）的方法交叉进行安装施工。因为不同于现有技术中拉线定位的方法，组成某一拼图线条的单元板需同时定位，上述方法根据已安装的单元板准确定位其相邻单元板，定位简单，操作方便，可提高施工效率，加快安装进度。

易于理解，所述的导向条其长度在满足最小的搭接量的条件下，可根据单元板的尺寸选择，以方便安装过程中使用；通常为2m。

所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，根据幕墙立面设计的要求，还可以包括镶嵌玻璃等施工过程。经过上述过程，可完成复杂拼图单元式幕墙的安装施工过程。

有益效果：本发明的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，综合先进的设计、制作和安装技术，幕墙设计科学合理，单元板制作准确，安装工艺严格，确保复杂拼图线条平直、通顺，块形准确，虚实有致，充分实现复杂拼图穿孔铝单板幕墙设计的整体效果。具有工艺先进、制作精确、安装方便、施工高效、经济社会效益显著的特点。

本发明具有以下特点：

1、  结合建筑物立面设计和现场实际，运用计算机进行单元分格和骨架布置，根据拼图约线条位置，将单元板拆分为若干拼图板块，通过精确计算，确定拼图板块尺寸并绘制加工图；

2、  作用数控机床进行拼图板块制作，确保拼图板块冲孔、拆分和折板的精度，利用平台、靠山、宽度定位控制块等装备确保拼图板块线条平直、缝宽一致；拼图板块与拼接板采用抽芯铆钉连接，拼接牢固。单元板拼接合格率可达到100%，且操作简便，拼接效率高；

3、在安装单元板块时采用导向条进行定位，确保立面单元板块拼缝线条顺直、单元板块之间的缝隙宽度一致；以充分实现复杂拼图穿孔铝单板幕墙设计的整体效果。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

附图说明

图1 本发明的复杂拼图单元式幕墙施工工艺流程图。

图2复杂拼图单元式幕墙典型的局部立面示意图。

图3复杂拼图单元式幕墙单元板拼接方法示意图。

图4 拼图板块与靠山固定方式示意图。

图5 拼图板块之间拼缝定位及连接方式示意图。

图6 复杂拼图单元式幕墙单元板安装原理示意图。

具体实施方式

本发明的复杂拼图单元式幕墙其施工过程是，根据幕墙立面拼图总体设计和现场实际情况，运用计算机进行辅助设计和计算，进行单元分格、骨架布置和单元板块统一编号；根据拼图线条将单元板拆分为拼图板块，绘制单元板加工图，根据加工图进行拼图板块的加工成型和拼接，形成牢固连接的规整单元板块；最后进行幕墙的现场安装。其施工工艺流程图参见图1。

具体地，一种复杂拼图单元式幕墙的施工方法，包括以下步骤：

1）单元板设计

根据幕墙立面总体设计，运用计算机进行单元分格、龙骨骨架布置，将幕墙的立面布置图分格后形成单元板并统一编号，再根据拼图线条将单元板拆分为拼图板块，对不同单元板分别进行设计，绘制单元板加工图；

2）单元板制作

根据单元板加工图，采用数控机床对铝板进行冲孔、拆分和折板，制得拼图板块；将拼图板块进行拼接作业，形成单元板；

3）单元板安装

根据单元分格和龙骨骨架布置，在幕墙安装现场进行龙骨安装，将龙骨固定在建筑砼结构上，然后将单元板安装于龙骨之上，完成单元板的安装。

复杂拼图单元式幕墙典型的局部立面如图2所示，其立面上由不同角度的拼图线条4分割成复杂多变的几何图形，局部可镶嵌玻璃。首先通过计算机辅助设计，将幕墙立面按大小和形状规整的单元进行分格形成单元板，单元板包括一般单元板2、带拼图线条单元板1和带玻璃单元板3三种基本形式。再根据拼图线条将（一般单元板除外）单元板拆分为拼图板块5，设计、绘制单元板加工图，即可进行单元板的制作和安装。

为实现复杂拼图穿孔铝单板幕墙设计的整体效果，立面图应当线条平直、缝宽一致，因此在单元板制作过程中，特别是单元板的拼接中，需采取措施保证拼缝线条平直、缝宽一致；各拼图板块拼接牢固。

拼图板块的制作成型可按照现有技术进行，通常是根据单元板加工图，采用数控机床等设备对单元板进行冲孔、拆分，并对各拼图板块折边。拼图板块拼接后形成单元板。

参见图3～图5，按以下方法进行复杂拼图单元式幕墙单元板的拼接：

1、拼接应在平整的作业平台11上进行，作业平台11台面为5mm厚钢板，作业平台11上设置互相垂直的靠山12；

2、拼接时，将所需的若干个分散的拼图板块13、14按照单元板加工图安置在作业平台11上，选择拼图板块中互相垂直的两条边与靠山12紧贴，并用钳子17夹紧固定；

3、在拼图板块13、14之间的拼缝15两端设置两块带磁性的宽度定位控制块16，调整拼图板块13、14的位置，使拼缝15的宽度与宽度定位控制块16同宽；

4、最后在拼图板块13、14连接处放置拼接板18，通过铝合金抽芯铆钉19将拼图板块13、14与拼接板18连接固定，形成一个牢固的完整单元板；

如果待拼接的单元板包含3块以上的拼图板块（2条以上拼缝），可按照与上述过程相同的方法，对各拼图板块进行拼接。

最后，对单元板进行打磨，并进行脱脂（碱洗）、水洗、酸洗、化学转化膜、烘干等表面处理，即得到合格的单元板块，可用于复杂拼图单元式幕墙的现场安装。

复杂拼图单元式幕墙现场安装包括龙骨安装，然后在龙骨上完成单元板块的安装。

安装前先进行施工准备。1）施工前，对主体结构墙面垂直度、平整度、洞口位置等进行实测复查，以满足幕墙安装工艺要求。2）按照幕墙龙骨布置图进行现场放线，并复核预埋件位置，预埋件位置偏差过大或漏设预埋件时，应按规定补设后置埋件。

龙骨安装包括以下步骤：

1）立柱安装：依据放线的具体位置，从底层开始逐层向上推移。将立柱用螺栓固定在连接件上。安装时应随时检查立柱安装标高和轴线偏差，应采用水准仪或经纬仪测量，校正其位置，以保证立柱的垂直度和直线度。施工过程中应采用红外线水平仪测量，确保各根竖向龙骨在同一平面内；

2）横梁（斜横梁）安装：应将横梁两端的连接件及垫片安装在立柱的预定位置,并安装牢固,横梁和立柱间的空隙宽度应符合设计要求；通过红外线水平仪测量，控制横梁水平度及相邻横梁错位偏差，使其符合规范要求；横梁外侧面与立柱外侧面应保持在同一平面内。

龙骨安装检验合格后，即可进行单元板的安装。单元板进场后，应核对编号，根据安装顺序有序竖立堆放于垫木上，防止变形及受到损伤。

参见图6，按以下步骤将单元板固定在龙骨上：

1）将单元板根据幕墙立面布置图上的编号与方向自下而上安置就位；

2）将单元板21按照其在立面布置图上的位置安装在幕墙龙骨上；

3）然后安装所述单元板的相邻单元板22，在单元板拼缝24线条对接处，在已安装的单元板21的拼缝中放置一根2m铝合金导向条23，铝合金导向条23的另一端放置在待安装的相邻单元板22对接的拼缝中；铝合金导向条23与单元板拼缝的搭接量均不小于500mm；4）根据铝合金导向条23的方向，调整待安装的单元板22的拼缝方向，使相邻两块单元板相对接的拼缝24均与铝合金导向条23重叠，调整合格后即将相邻单元板22固定在龙骨上；

5）抽取或移动拼缝24中的铝合金导向条23，至与单元板22相邻的单元板26的拼缝25搭接，重复步骤3）和4），完成单元板26的安装；

6）重复上述过程，或同时在幕墙立面的不同位置上同时进行上述过程，直至将所有单元板安装在龙骨上。

最后，可根据幕墙立面设计进行镶嵌玻璃等施工。

Claims (10)

1.一种复杂拼图单元式幕墙的施工方法，包括以下步骤：

1）单元板设计

根据幕墙立面总体设计，运用计算机进行单元分格、龙骨骨架布置，将幕墙的立面布置图分格后形成单元板并统一编号，再根据拼图线条将单元板拆分为拼图板块，对不同单元板分别进行设计，绘制单元板加工图；

2）单元板制作

根据单元板加工图，采用数控机床对铝板进行冲孔、拆分和折板，制得拼图板块；将拼图板块进行拼接作业，形成单元板；

3）幕墙安装

根据单元分格和龙骨骨架布置，在幕墙安装现场进行龙骨安装，将龙骨固定在建筑砼结构上，然后将单元板安装于龙骨之上。

2.根据权利要求1所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的步骤2）中，拼图板块拼接作业采用以下步骤将若干加工成型的拼图板块拼接为单元板：

（1）将分散的拼图板块按照单元板加工图安置在作业平台上，所述的作业平台上设置互相垂直的靠山；

（2）选择组成单元板块中互相垂直的两条边的若干拼图板块与靠山紧贴并用夹紧固定；

（3）在各拼图板块拼缝之间设置宽度定位控制块，调整各拼图板块位置，使各拼缝宽度与宽度定位控制块同宽；

（4）在各拼图板块连接处放置拼接板，通过抽芯铆钉将拼图板块与拼接板连接固定，形成单元板。

3.根据权利要求2所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的作业平台的台面为钢板，宽度定位控制块具有磁性。

4.根据权利要求2所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的拼图板块拼缝之间设置相互间隔的两块宽度定位控制块。

5.根据权利要求1所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的步骤3）中，龙骨安装包括以下步骤：

1）立柱安装：依据幕墙装饰面的位置，从底层开始逐层向上推移，将立柱用螺栓与建筑物砼结构上的连接件固定连接；安装时随时检查立柱安装标高和轴线偏差，采用水准仪或经纬仪测量、校正其位置，保证立柱的垂直度和直线度；施工过程中采用红外线水平仪测量，使各根立柱在同一平面内；

2）横梁或斜横梁安装：将横梁两端的连接件及垫片安装在立柱的预定位置并安装牢固，横梁和立柱间的空隙宽度符合设计要求；通过红外线水平仪测量，控制横梁水平度及相邻横梁错位偏差，使其符合规范要求；采用红外线水平仪测量，横梁外侧面与立柱外侧面在同一平面内。

6.根据权利要求1所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的步骤3）中，单元板按以下步骤固定安装在龙骨上：

（1）将单元板块根据幕墙立面布置图上的编号与方向自下而上安置就位；

（2）将一块单元板按照其在立面布置图上的位置安装在幕墙龙骨上；

（3）然后安装所述单元板的相邻单元板，在单元板拼缝线条对接处，在已安装的单元板拼缝中放置一根导向条，导向条的另一端放置在待安装的相邻单元板对接的拼缝中； 

（4）根据导向条的方向，调整待安装的单元板拼缝方向，使相邻两块单元板相对接的拼缝均与导向条重叠，调整合格后即将单元板固定在龙骨上；

（5）抽取或移动拼缝中的导向条，重复步骤（3）和（4），直至将所有单元板安装在龙骨上。

7.根据权利要求6所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，导向条与相邻单元板的搭接量均不小于500mm。

8.根据权利要求6所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，如果待安装的单元板与2块以上的单元板相邻，在2块以上单元板的拼缝中分别放置导向条，导向条的另一端放置在待安装的单元板的2条以上对接的拼缝中。

9.根据权利要求6所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，同时在立面布置图上不同的位置上安装2块以上的单元板，然后从不同位置交叉进行安装施工。

10.根据权利要求1所述的复杂拼图单元式幕墙的施工方法，其特征在于，所述的方法还包括玻璃镶嵌步骤。

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