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幕墙第一线 | 华中高端地标综合体幕墙标杆——武汉恒隆广场超高层幕墙设计解析

中国幕墙工程网 幕墙世界Weekly 2023-11-04

编者按

  在武汉,紧邻近轨道交通一号线友谊路站的硚口区京汉大道上矗立着一个总建筑面积71.14万平方米,由一栋超高层甲级办公楼和一座世界级购物商场及三栋顶尖服务式寓所“恒隆府”组成的高端商业综合体。这就是由湖北恒隆房地产开发有限公司开发,总投资约130亿元,武汉凌云建筑装饰工程有限公司匠心打造的武汉新地标——恒隆广场。

  项目的建筑设计灵感源自中国传统的如意结,寓意吉祥如意。整体设计形态宛如无限符号的形状,有机串联起商场的零售、餐饮和娱乐业态,同时和办公楼以及服务式寓所充分融合,为消费者带来一站式购物、休闲及娱乐的崭新体验。

  恒隆广场OT塔楼(写字楼)作为武汉恒隆广场项目中最耀眼的“明星”,分为地下3层,地上61层,塔冠高度为320.7m,幕墙面积约8.6万平方米,是华中地区十大摩天高楼之一,塔楼按竖向分为商场、一区办公、二区办公、三区办公、四区办公五个功能区。

  塔楼的幕墙由武汉凌云建筑装饰工程有限公司负责深化设计及施工,系统的设计遵从建筑功能的实用和自然美学的表达,充分考虑其在热工性能、安全性能、声学性能、光学性能上的特点和要求,利用各种幕墙技术、材料、措施、工艺创造出优越的建筑外围护功能,满足安全、节能、健康、舒适的要求,合理提高热舒适度、光舒适度、声舒适度,创造出良好的室内办公体验和室外视觉感受。

幕墙系统介绍

△  主系统分布

△  视频:恒隆广场塔楼航拍(时长:33″)

幕墙特点

  安全性+
  全楼采用新风系统,无开窗,保证了建筑立面完整性的同时,也保证了建筑的安全性。
  主楼大面单元玻璃幕墙采用超白夹胶中空LOW-E玻璃,其中夹胶部分采用半钢化玻璃,并置于室外,避免玻璃发生自爆脱落造成安全事故,确保了幕墙的安全外围护功能。

  耐火性+
  玻璃幕墙在层间梁上、下端设置镀锌钢板+防火岩棉,并在防火岩棉上表面喷涂覆盖一层专用防火密封漆,以确保发生火灾时,火和烟不在楼层上下串动,增强了幕墙的防火安全性能。    

  保温节能性+
△  采用幕墙隔热毯暖框技术等新型高性能幕墙节能技术
  主楼大面单元玻璃幕墙外侧设计有竖向装饰线条,为防止外部热量进入室内,我们在室外型材和室内型材交接处填充隔热毯材料,并在所有转接件及护边型材与室内公母料、上下横主型材连接处设置PA66尼龙隔热条,在不改变建筑外观设计的前提下,降低幕墙传热系数高达39%以及61%的幕墙框传热系数,大幅提高了幕墙节能性,并通过高性能隔热系统优化设计减除结露风险,提高室内舒适性。
  这些措施助力武汉·恒隆广场项目通过严苛测试,以达到LEED认证金奖(全球最受认可的绿色建筑认证体系之一)的绿色节能目标。
△  热循环测试

幕墙系统设计及施工重难点分析

△  五大系统分布
  1、南北面单元玻璃幕墙
  L3层-L56层南北面标准大面部位,采用6mm半钢化+1.52PVB夹层+6mm半钢化+12mm+8mm全钢化中空Low-E玻璃,标准单元板块分格为宽1500mmx高4400mm,梁间高1280mm,外立面采用大小两种铝合金装饰线条间隔布置,每两条大装饰线条中间间隔两条小装饰线条,层间可视部位与梁间非透明部位采用相同配置的夹胶Low-E中空玻璃,以保证外立面玻璃幕墙外观颜色的统一性。

  2、东西面单元玻璃幕墙
  L3层-L56层东西面标准大面部位,采用6mm半钢化+1.52PVB夹层+6mm半钢化+12mm+8mm全钢化中空Low-E玻璃,标准单元板块分格为宽3000mmx高4400mm,梁间高1280mm,外立面采用竖向悬挑200mm铝合金装饰线条,间隔3000mm布置,横向设计为铝合金扣盖装饰型材和悬挑100mm横向装饰线条(横向装饰线条的布置没有规律,以建筑立面图为准),且局部为宽3000mmx高4400mm的超宽板块,超宽板块梁间玻璃距离外幕墙面内凹105mm。

△  超宽板块层间中竖横剖节点图
△  超宽板块梁间中竖横剖节点图
  本系统单元板块方案原理和主型材与南北面标准系统保持一致,装饰线条突出玻璃面200mm,连接方式与南北面标准系统一致,截面形式不一样。难点在此板块横向3米宽,梁间3000mm宽x1280mm高玻璃为一整块,且距离外幕墙面内退105mm。
  因为板块超宽,层间透明部位用铝合金中竖型材连接下横和中横型材,如上图1所示,将面材等分1500mm宽,与大面标准1500mm宽标准板块分格对应。
  梁间非透明部位,因整块玻璃内退105mm,板块中横型材与上横型材间空间不足,不能用层间标准中竖型材连接,只能采用F60x6mm镀锌钢管将上横和中横型材连接起来,如上图2所示。F60x6mm镀锌钢管与上、中横型材的连接通过角钢转接,用机制螺钉钉固定,为增加螺钉与中横型材的连接咬合厚度,同时增加中横型材的强度和挠度,我们还设计了中横型材插芯,长度250mm,安装于中横型材的的正中心,即中竖钢管与中横型材的交接处,如下图所示:
△  超宽板块中横加强插芯型材安装节点图 
△  超宽板块中横加强插芯加工图
  3、转角飞翼单元玻璃幕墙
  位于四个转角阳角部位,采用8mm全钢化+1.52PVB+8mm全钢化夹胶玻璃,东南阳角和西北阳角为小飞翼板块,悬挑宽750mmx高4400mm,梁间玻璃高1280mm,西南阳角和东北阳角为大飞翼,悬挑宽1500mmx高4400mm,梁间玻璃高1280mm,西南角和东北角大飞翼从下往上逐渐内收,西南角与水平面形成88.5°夹角,东北角与水平面型材88.986°夹角。
△  飞翼系统大样效果图 
△  招标方案飞翼横剖节点图  
△ 飞翼系统现场实景图
  为了保证外立面的整洁性,前期方案配合时,我们将飞翼与相邻的阳角板块设计为整体板块,但在方案深化过程中发现,整体飞翼单元拼接处的防水处理难度较大。其次,整体板块采用了6mm半钢化+1.52PVB夹层+6mm半钢化+12mm+8mm全钢化夹胶中空Low-E玻璃,但其悬挑尺寸过大,最大处约1500mm,自身重量太大,长期受重力荷载,可能会引起板块下沉、变形挤压,导致玻璃破损伤人、幕墙漏水等问题的产生。

  经幕墙设计单位与设计师沟通,邀请专家论证,将飞翼板块改为独立的装饰性板块,增设钢牛腿将装饰性飞翼板块挂接之上,飞翼板块面板采用8mm全钢化+1.52PVB夹层+8mm钢化夹胶玻璃,这样处理,既保证了悬挑飞翼板块的安全性,又保证了相邻功能性板块的防水连续性,同时也减少了加工组装和施工的难度,保证了质量。
△  专家评审会后飞翼新方案横剖模型     
△ 修改后的飞翼方案实体模型竖剖   
△  飞翼四性试验  
△  钢牛腿现场施工   
△ 飞翼现场施工
△  飞翼完工实景
  4、首层大跨度全玻璃幕墙
  首三层15.75米大跨度的全玻璃幕墙系统,面玻璃采用12+3.04PVB+12mm钢化超白夹胶玻璃,分格尺寸为1500mmx11050mm,肋玻璃采用19+2.28PVB+19mm钢化超白夹胶玻璃,分割尺寸为700mmx11050mm,是目前在华中地区算是最大的全玻璃幕墙。

  本工程L2层主体结构标高为11.740m,L3层主体结构标高为16.11m;全玻幕墙范围由首层直通L3层梁底,跨度约15.75m,面玻璃和肋玻璃在11.05m标高处分为上下两块。11.05米面玻璃用定制驳接爪件固定,吊挂于不锈钢夹具转接件上,将所受重力荷载直接通过不锈钢夹具转接件传递至主体结构,上端小分格肋玻璃和面玻璃采用单孔销轴和不锈钢夹具转接件与L2层主体结构梁连接,L3层竖向放松,属于座式连接,这样的方案既兼顾了建筑效果和幕墙安全性能又降低了施工难度。

△  全玻幕墙系统设计过程  
△  此方案顺利通过四性试验的测试论证 
△  大跨度全玻璃幕墙吊装安装过程  
△  全玻幕墙完工实景
  5、顶层空间多面体单元玻璃幕墙

  位于L56层出屋面以上主体钢结构部位,菱形板块分格尺寸2100mmx4300mm,采用6mm半钢化+1.52mmPVB夹层+6mm半钢化夹胶玻璃,直面板块分格尺寸1500mmx4300mm,采用8mm全钢化+1.52PVB夹层+8mm全钢化夹胶玻璃。顶灯玻璃幕墙由菱形板块与直面板块间隔布置,三个不同类型的基础板块,组成菱形板块的分格基数,每隔一个分格,往上移动一层。

△  三个不同类型的基础板块效果图
  采取钢架+玻璃小单元的组合式设计思路不仅简化了板块的组装和运输,也降低了现场吊装施工的难度,大大提高了现场施工的安全性。
△  水平及垂直组装过程 

△  施工顺序模拟   
△  现场施工实景    
△  顶层空间多面体单元玻璃幕墙完工实景

结   语

△  从艺术天井仰望写字楼的独特效果
  2021年,武汉恒隆广场幕墙工程获得了LEED金牌认证,以及2020年度武汉市建筑装饰优质(黄鹤奖)工程。可以称得上华中地区超高层项目的代言人,要塑造如此出色的城市地标,幕墙的表现尤为重要。从项目的配置来看,主楼的单元玻璃幕墙,采用了高端的超白夹胶半钢化中空LOW-E玻璃,并在施工中强化了玻璃与构件之间的连结,避免玻璃脱落;同时,在设计上采用封闭式无开启扇的外立面造型,从源头规避幕墙高空坠楼坠物隐患;而在防火性能方面,幕墙层间梁的上、下端设置镀锌钢板加防火岩棉,且在防火岩棉上表面喷涂覆盖一层专用防火密封漆,确保了超高层幕墙的防火安全性能。
  多方面的领先技术应用,让武汉恒隆广场幕墙项目成为了国内幕墙项目的标杆。

文 | 武汉凌云建筑装饰工程有限公司 周  铸

责任编辑 | 石新颖

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