章一峰 欧阳本文
浙江中辽建设有限公司
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提 要
本文针对既有建筑的不同改造需求,通过五个实际案例,介绍了设计与施工过程中,不同项目的维保与改造方案。
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关键词
建筑幕墙 维修 保养 既有建筑 改造
1、 导语
中华人民共和国建国67年,除了部分古建筑和殖民时期的建筑以外,大部分新楼是在废墟中重新建立起来,这些建筑带有浓重的时代特征,建国初期百废待兴,难觅建筑幕墙的踪影,然而随着1984年由贝聿铭老先生设计的北京长城饭店中玻璃幕墙的出色表现,中国从此掀起了一股幕墙热,进而一步一步成为了幕墙大国。但是受到技术力量、审美能力的限制,以及改革初期粗放的市场环境影响,当时很多幕墙工程存在着不少的先天缺陷,并随着时间的积累,日渐显现,一起又一起幕墙坠落伤人事件引起了人们的重视,关于幕墙规范也逐步全面,但那些既成事实的建筑则依然无法有效控制,因此随着土地资源的越来越稀缺,对于既有建筑的维保与改造,则将会是众多幕墙公司发展的新方向。
2、 维修与改造的区别
在百度百科中,维修有三种释义,分别为更换配件、纯维修配件、根据功能改修,维护和恢复;而改造则有两种解释,1.修改或变更原事物,使适合需要、2.从根本上改变旧的,建立新的,使改造适合新的形势和需要。通俗得讲,相当于医学上打点滴与动手术的区别。
维修一般是既有建筑发生故障或发现潜在危害时,才被动发生的工作,而改造则更具有主动性,可在建筑未出现任何隐患时便开始动工,因此笔者认为可将其分作两个课题分别阐述。
3、 既有建筑幕墙的维修
当幕墙需要维修时,一般是出现以下故障:
3.1、漏水
随着胶条、密封胶的老化,或者部分系统拼接失当,冷凝水的大量积聚抑或收口部位出现漏水点,导致室外雨水在幕墙封闭状态下依然能进入室内。
3.2、噪声
噪声由物体高频颤动发出,由媒介物传递,正常情况下幕墙是具备隔声性能的,但有些相邻型材缺少垫片会在风力作用下抖动形成噪音;错误的开孔方式也会使幕墙发出奇怪的哨声;面板、型材的隔声性低则无法有效将声音隔断,甚至成为声音传递的桥梁,这些现象都会影响业主的正常生活与工作。
3.3、破碎
在石材幕墙中常见的是开裂与崩角等现象,而玻璃幕墙则是自爆,普通钢化玻璃有千分之三的自爆率,这样的自爆率在一些大型玻璃幕墙工程中显得频率极高,危害很大,玻璃雨篷、采光顶的自爆给一些人流密集的场所带来极大的隐患。
3.4、脱落
幕墙脱落一般有面板脱落,开启扇脱落等现象,整个幕墙系统脱落的情况极为罕见。2011年7月8日,庆春东路庆春发展大厦一块幕墙玻璃掉落,砸中上班路上的19岁姑娘,致其左小腿粉碎性骨折,血管、神经、肌肉、肌腱全部断裂,随后杭州市便禁止隐框幕墙在人流较大的公共区域使用,但在此之前的项目却没有全部得以更改,存在大量安全隐患。
由此可见,维修是为了满足幕墙局部的功能性需求而加以改修、维护和恢复,牵涉的面小,故而在施工过程中只需要提前告知物业部门,进行人员的隔离与疏导,在短时间内便可完成修缮工作。
4、 既有建筑幕墙的改造
幕墙改造往往涉及面较广,尤其是一些大型幕墙项目中,常常是一整个立面均需要进行改造,上万平方甚至数万方的项目比比皆是,因此还涉及到项目备案等工作。
G20峰会召开在即,杭州市区及周边大量存在隐患、老旧的幕墙为此进行了大刀阔斧的改造,对于幕墙企业而言也是一大考验,不少项目图纸不全,结构需要重新测量,有些工程甲方甚至把建筑外立面方案均交由幕墙企业完成,也给幕墙工作增加了不少的难度,同时也显示出幕墙行业对于城市形象的重要性。
对于外立面幕墙的改造,往往体现在以下方面:
4.1、幕墙面材的分隔调整、板块替换
4.2、幕墙龙骨的更换;
4.3、幕墙造型的变化;
4.4、幕墙功能性构件的增加;
4.5、外立面灯具设置等
5、 既有建筑幕墙的维修与改造的案例解析
5.1、钱塘盛会项目改造:
钱塘盛会项目因建设时间早,幕墙款式旧、以及后续业主乱拆乱改广告位等情况严重,故开发商委托幕墙单位重新进行方案设计,其目的一方面提升建筑品味,同时也为了合理规划商铺的广告位及空调机位的摆放,项目现状见图一
(图一)
图中可见,原石材幕墙已非常老旧,污染严重,且广告位的随意设置也让整个裙楼显得非常凌乱,我单位在进行方案创作时,结合以上情况,决定保留原幕墙龙骨,对其面板进行整体性整改,将广告位设计及空调外籍控制在特定的范围。改造后效果见图二
(图二)
调整后的方案面板采用较为轻盈的穿孔铝板,尽可能降低面材自重,为结构减负,此外广告位根据现场分隔,设置了商铺顶部的门楣广告和墙面巨幅广告,满足不同商家的需求,穿孔铝板运用不同颜色以及孔径的对比,在立面上营造出丰富的效果。(穿孔铝板款式见图三,节点见图四)
(图三)
(图四)
利用原有的石材幕墙龙骨,结构安全得以保证,改造成本大幅度降低,缩短了工期。
5.2、浙商银行项目改造:
浙商银行项目原方案阳台位置应甲方要求需对其进行封闭,并改造成大型石材背景墙,用以挂银行LOGO,由于涉及到外立面改造,并且层高较高,项目在方案创意后对其在相关部门报批。(图五为改造前现状、图六为幕墙方案效果图、图七为完成后现状)
(图五)
该区域位于主城区,人流密集,且层高较高,因此在施工前必须有完善的设计方案与施工方案,并在相关部门进行报批手续获取施工许可后方可进行下一步工作。
(图六)
本方案一方面经过结构计算、周密设计,满足了甲方对于阳台封闭、广告背景设置的结构需求,另一方面根据当地规范要求在入口处设置了铜板雨篷,避免石材坠落引发的安全事故。由于项目楼层较高,施工范围较窄,因此选择室内外同时作业的方式,室外采用吊篮作为施工作业平台,实际施工前需对吊篮做专项施工方案。
(图七)
5.3、南证大厦项目改造
南证大厦原为浦西第一高楼,建设之时为当地地标性建筑,本次改造区域为主入口位置,对其门头、大堂、雨篷等部位进行改造,由于大厦裙楼1-5层为大型商场,人流密集,进出频繁,施工期间大堂内的商户照常营业,故而该工程在施工之前需要首先开辟一条新的进出通道,其次对大楼内业主尽到告知义务,避免用户误入施工区域,再次要获得当地政府的施工许可,最后由于是经营性场所,因此需要在最短的时间内完成改造作业。(图八为改造前实景照片)
(图八)
本工程设计高度为19.3米,原建筑修改方案为玻璃肋结构,经论证后成本较高,加工周期较长,为了满足甲方对于大堂通透性的要求,最终方案定为拉锁点式幕墙,玻璃标准板块尺寸为2400mm*1436mm超白钢化夹胶玻璃。(图九为大样图,图十为顶部收口节点图)
(图九)
(图十)
幕墙改造有别于普通室内改造,尤其是锁网结构幕墙,结构计算要求非常严格,施工过程中需对其施加预应力,对施工单位技术要求比较高,尤其是这类旧楼改造项目中,原始结构图纸不齐全,结构破坏程度不明确的前提下,必然需要加入部分钢结构,以满足幕墙的承载力。
本工程改动幅度较大,所以单独在其外围设置围挡,并指定了特定的材料运输、堆放区域,以防贵重材料失窃事件的发生。(图十一为锁网安装实景照片,图十二为索具成品保护照片,图十三为完工后照片)
(图十一)
(图十二)
(图十三)
5.4、钱江国际大厦项目改造
钱江国际大厦项目改造的特殊性是此工程的改造由使用单位发起,其目的是为了利用通过幕墙窗洞口吊装其大型设备,因此该工程在施工中首先需要了解幕墙结构体系,其次根据结构体系制定拆装方案,最后在设备吊装完成后将玻璃幕墙原封不动得安装就位。
本工程作业面高度不高,因此可用活动脚手架绑接固定作为施工平台(图十四)
(图十四)
根据本工程节点特征,玻璃幕墙拆装步骤如下:1、割除装饰线条上下扣盖密封胶;2、拆除上下扣盖;3、拧开对穿螺杆,拆除外装饰线条;4、拧开螺钉,移除明框压块;5、将玻璃吸出;6拆除室内横梁;7、重复以上工作,直到一层玻璃全部拆除。(图十五)
(图十五)
拆除立柱工作在横梁完全拆完后,先将窗洞下口胶割除,接着将上口铝单板轻轻掀开,留出操作空间,最后将立柱下口螺栓拧开,窗洞上口重复以上三步工作,然后将立柱整体卸下。(图十六)
(图十六)
拆除时需注意所有材料根据板块顺序依次堆放,避免混淆,此外由于洞口需要吊装重型设备,因此成品保护工作极为重要,尤其是窗洞下口,需垫木工板防护,避免设备磕碰导致型材变形或者面板破碎。(图十七)
(图十七)
设备吊装完成后,再以先装立柱,后装横梁,然后装玻璃、打密封胶的步骤,将其恢复原貌,此前幕墙材料的有序堆放将会为后续的安装工作带来极大的便利。
5.5、国贸大厦项目改造
国贸大厦于1995年10月竣工,至今已投入使用二十一年,为杭州当年的标志性建筑,然而由于九十年代幕墙规范的不严谨,玻璃加工技术及幕墙连接系统的不成熟,为此工程遗留下了较多的安全隐患,且此处人流量非常密集,图中红色虚线框内为已破损更换的玻璃,随着时间的推移,结构胶会逐步老化失效,而玻璃的自爆现象将愈发明显,开启扇松脱现象也会偶尔出现,因此需要将所有存在隐患的位置均进行防护处理,防微杜渐,杜绝一切可能发生的安全事故。(图十八)
该工程据分析,存在以下风险:
1、采用隐框玻璃幕墙系统,玻璃面板纯粹靠结构胶粘结,极易整块脱落;
2、开启扇长期使用连接处挂钩松动,且无防坠落措施,极易发生掉扇现象;
3、针对玻璃自爆现象,原来的玻璃无均质或者夹胶处理,容易形成玻璃雨;
4、玻璃幕墙下口无防坠落、防冲撞措施,幕墙坠落直接伤害到行人及车辆;
5、临街商铺出租后业主自行装修门面,面板样式多,连接结构不确定;
6、工程存档图纸不全,建筑结构不明确,无完整幕墙图纸。
(图十八)
为了满足该项目各方面的需求,最终制定方案如下:
1、玻璃幕墙整体整改成本高,工期长,影响商铺正常营业,因此退而求其次选择在玻璃幕墙底口设置悬挑1.5米的防冲撞雨篷;
2、项目作业面长,改造部位高,采用固定脚手架作为作业平台,外罩密目式防护网,防止坠落物;
3、为保障施工期间商铺正常营业,在脚手架外部选择醒目位置悬挂商铺临时性广告,同时每个商铺设置对应的出入通道,通道上口盖有固定的木工板,防止顶部坠物伤害行人;
4、商铺上口面板款式多样,采购难度大,因此在拆卸过程中尽可能保证面板的完整性,以便雨篷安装完成后二次使用。
结合以上方案,最终采用双层铝板雨篷作为防坠落保障措施,铝板为4mm氟碳喷涂,根据雨篷尺度以及业主要求,搭设脚手架。(图十九雨篷节点,图二十、二十一现场施工照片)
(图十九)
(图二十)
(图二十一)
6、 既有建筑幕墙的维修与改造技术要点
通过以上五个案例,我们总结出一些经验:
6.1、幕墙改造过程中外立面方案效果调整的可能性极大,创意时应结合甲方的需求和实际情况,既符合审美要求,又满足结构规范;
6.2、幕墙改造前应对原始结构进行深入检测,并对结构进行可靠性评估,尤其是采用后置埋件时,结构梁的受力条件需进行反复检测与计算;
6.3、虽然大部分改造不存在审图环节,但必须出具结构计算书,以计算结果为依据指导改造图纸,切不可凭经验推测,更不可在无幕墙图纸的情况下直接开工;
6.4、施工前应做好施工组织设计,并设置应急预案;
6.5、提前准备相关技术资料、资信文件等,以便于配合甲方在城管部门、建设主管部门备案与审查;
6.6、提前告知周边业主,划分施工范围,设立警示标志;
6.7、施工时做好完善的隔离与引导措施,避免无关人员闯入施工区域,不可影响其他业主正常营业,同时要有有效的噪音控制措施,以免干扰周边群众正常生活;
6.8、材料零星采购成本远远高于普通新建项目,可提前准备好物料采购计划、材料运输路线、材料堆放场所等;
6.9、需要二次利用的材料应有序堆放在指定地点,并根据编号贴好标签,便于后期使用
6.10、电焊等动用明火作业时,周边需配备灭火器等;
6.11、根据项目高度和范围确定作业平台,高空作业时安全绳、安全帽等必须佩戴,绝不能因项目规模小而掉以轻心;
改造项目中许多施工要求和规范大致与新建项目相同,但相对而言改造项目受到的管理不尽完善,甚至有些工程没有监理单位的现场监管,设计、施工单位不能因为缺少监督而恣意妄为,必须以严谨的工匠精神对待每一个或大或小的维修、改造项目。
新建项目往往有封闭的围挡,而改造项目则略微薄弱,因此材料堆放、施工安全、人员隔离是最大的不同点,面对这些差异有针对性得制定施工计划,能为后续工程进行中的质量、进度、安全提供有力的保障。
7、 总结
以上的案例中,不乏当初的地标性建筑,显赫一时,然而时过境迁,他们像中国大部分上世纪建成的幕墙一样,都面临着技术落后、外观陈旧、材料老化严重、安全隐患突出等窘境,亟待幕墙企业对其展开修复、改造工作。
今年5月9日,上海某新建完成的高楼进行玻璃更换时,突遇乱流阵风,吊装人员不慎将一块已经从幕墙框架上撤除的破损玻璃片,从吊机上不慎滑落,砸坏了路边的一辆汽车,导致一人轻伤,可见幕墙维修与改造项目同样存在着极大的风险性,不能麻痹大意,即使只是换一块破碎的玻璃,也是要有完善的措施,谋定而后动。本文通过几个实际案例,阐述了改造项目从方案到设计再到施工的一系列过程技术要点分析,作为抛砖引玉,供同行参考。
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