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1 工程概況
三亞絲路之塔項目位于三亞市崖州灣新區中心漁港寧遠河出海口處。整個項目的建筑設計由中國工程院孟建民院士親自把關，整個建筑造型引入“鼎、樽、八角塔、天圓地方、五龍傳說”的中國元素，主塔高度為95m，寓意九五之尊，塔身的表面肌理采用中國傳統的饕餮紋鏤空以及表面云紋元素，來體現一種治身治國、威嚴有序的傳統文化(詳見圖1)。本文就此部分如何由設計理念轉變為裝飾幕墻，如何采用綠色、高效的裝配施工技術來安裝施工，做詳細的介紹。
圖1 三亞絲路之塔項目效果圖
2 饕餮紋幕墻系統的演化過程
每個建筑師腦海中都有一個色彩斑斕的夢，實現這個夢需要我們集合各行各業的智慧，集大成者方能圓夢成真。對于本工程塔樓-4.5m至78m塔身的紋理，建筑師想要一種鏤空、有厚度、遠看是饕餮紋，近看是云紋的外觀效果，而且每個單元圖案中間無明顯拼縫，同時需要考慮后期整個塔身的燈光效果，留有足夠的位置安裝燈珠。如果僅僅制作這樣的一塊材料，那可以有很多的選擇，但是就整個工程而言就比較困難了，作為一種近百米高度的幕墻裝飾材料其本身必須有足夠的強度，能夠可靠的連接，以滿足像三亞海邊這種惡劣天氣的受力要求，而且還要綜合考慮施工成本和生產周期，就是一件比較棘手的事情。
憑借EPC項目的便利性，我們施工設計單位能夠及時參與到前期的方案設計中，配合深圳市建筑設計總院嘗試著各種不同的方案，材料從鐵板、鋁單板到鋁鑄件（詞條“鑄件”由行業大百科提供）以及新型材料，加工技術從線切割、焊接、壓鑄（詞條“壓鑄”由行業大百科提供）、鑄造到3D打印，整個饕餮紋的花紋方案也隨著材料的不同，一直在調整優化(詳見圖2、圖3、圖4、圖5)。為了達到視覺效果的質感要求，面板的厚度要到達30-40mm，而且整個項目5000平方米的生產加工周期不能超過兩個月，這就否定了其中幾個方案，鐵板線切割的重量太重，而且造價太高，鋁板與穿孔板焊接的質量和外觀都存在隱患，而且加工周期也不滿足要求，3D打印技術市面上暫時還沒有這么大尺寸的機器，而且成本和材料的材質都會收到影響，鑄鋁之后再鉆孔的效果已很接近，但還是有缺陷。我們在此基礎進一步調整了加工工藝，并聯合精確開模技術，將泛光需要的鑰匙孔型燈孔一起開模，最終通過壓鑄技術，制成了整體厚度30mm，局部厚度5mm，全鏤空饕餮紋，表面布置云紋的鋁鑄件(詳見圖6)。
圖2 鐵板線切割類似效果
圖3 鋁板焊接實體效果
圖4 3D打印類似效果
圖5鑄鋁后鉆孔實體效果
圖6 饕餮板鏤空鋁鑄件實物照片
3 饕餮紋鋁鑄件幕墻系統設計以及安裝過程
1. 幕墻系統的設計思路
三亞絲路之塔的主體結構為純鋼結構（詞條“鋼結構”由行業大百科提供），只有-4.5m至16.8m和67.2m至95m的空間為使用空間，中間大片的空間只是電梯井道，所以饕餮紋鋁鑄件幕墻可以實現大面積的鏤空形式，而不用考慮幕墻的防水。但是考慮到現場施工條件的限制，室外只能使用吊籃安裝，而室內空間狹小，只能臨時操作，不能作為材料運輸通道，而且工期緊張，交叉作業頻繁。為此打算將幕墻系統設計為裝配式小單元幕墻系統，將絕大多數的工作留在加工廠，現場只進行掛碼掛接和少量的螺栓調節。
通過圖紙分析得出，塔樓的標準層高為2.8m高，每層都有工字鋼梁作為幕墻生根點，而饕餮紋板的豎向分格是1.4m，橫向分格為1.5m，正好是每層兩塊板的關系，同時為了保持饕餮紋鏤空效果，盡可能的減少龍骨的數量，所以最終選擇每兩塊饕餮板作為一個安裝單元，龍骨選用10#槽鋼做一個日字型的簡單骨架，背面用螺栓將鋁鑄件與鋼框架連接起來(詳見圖7、圖8)。
圖7 饕餮板與鋼架組裝圖
圖8 饕餮板與鋼架組裝實物照片
其實對于連接點的強度我們并不擔心，我們擔心的是在30%的不規則穿孔率下，是不是存在薄弱的局部位置，局部的連接強度夠不夠，所以對此專門（詞條“門”由行業大百科提供）進行了整個板面的強度和變形計算，計算結果滿足受力要求(詳見圖9)。
圖9 饕餮板變形計算模型以及結果
2. 鋁鑄件的裝配式組裝與安裝
A. 整個饕餮紋板的尺寸為1500*1400mm，在現有的加工工藝下，很難實現整體一塊的開模和鑄造，所以根據實際圖案和加工周期，將整個圖案分成8塊開模，在連接點處預制連接耳板(詳見圖10)。在經過專業的壓鑄、成型、組裝、噴涂（詞條“噴涂”由行業大百科提供）等工藝后，使8塊鑄件形成一個有機的整體(詳見圖11、12、13、14)。而在工廠組裝的過程中，使用了45顆M10的沉頭螺釘進行機械連接，這樣既保證了整體的強度，又保證了密拼的視覺美觀效果。
圖10整板分塊示意圖
圖11 壓鑄
圖12 成型
圖13 組裝
圖14 噴涂
B. 饕餮紋板與單元鋼架的連接也是通過螺栓連接的，鋼架在工廠加工、焊接、噴涂完成后，與饕餮紋鑄件通過32顆M10的不銹鋼螺栓可靠連接，然后再將每塊板上的108顆燈珠卡扣在饕餮板預留的鑰匙孔型槽口中(詳見圖15)，最后整體吊裝掛接(詳見圖16)。
圖15 饕餮板與燈珠的配合安裝
圖16單元掛接圖紙
4 裝配式幕墻施工的優點和實施條件
裝配式的工藝貫穿了整個幕墻系統的各個階段，從生產、加工、安裝到與其他專業的配合，當然萬物都有其雙面性。
優點：1.可以大大提高加工、安裝的效率，降低安裝成本，并且便于質量控制，提高了整個幕墻工程的使用壽命;2.減少現場的切割、焊接作業，特別是高空作業，降低幕墻施工的危險性;3.減少幕墻工程施工現場的環境污染，提高對噪音、廢氣、廢液的控制和回收，以及邊角料的回收再利用;4.幕墻結構受力分界明顯，便于分析受力情況，幕墻的結構安全更容易控制;
實施條件：1.政府和行業協會應加大對裝配式幕墻施工的支持和引導;2.項目管理核心應從現場管理向施工深化設計和材料精加工轉變;3.需要設計工作提前，設計大量的預留孔洞、安裝絲孔;4.需要提高加工、測量設備的精度，特別是現場三維測量放線的應用;5.加大對BIM等計算機技術的推廣和應用，包括設計、加工、施工等各個階段，促進信息共享;6.對現場的原始結構的精度要求提高;
圖18 饕餮紋鑄件幕墻近觀照片
圖18 三亞絲路之塔遠觀照片
5 結束語
經過4個月的緊張施工，整個項目已經基本完工，饕餮板幕墻作為整個項目外立面效果的一個亮點，充分實現了遠看磅礴大氣、近看精致內涵的設計要求(詳見圖17、18)。建成后的絲路之塔將作為三亞市“一帶一路”戰略的標志性建設工程項目，集成船只航行指引、旅游觀光、應急和商業發射塔等功能于一體，是三亞市參與打造21世紀海上絲綢之路，加快推進南海資源開發服務保障基地建設，為海上絲綢之路創造優質服務平臺的重點工程，能夠有效提升“海上絲綢之路”前沿基地的城市綜合服務水平。
