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摘要：不同于傳統構件式幕墻和單元式幕墻的施工方案，在超高層屋頂多層架空層部位的幕墻施工方案中，無論是構件式幕墻和單元式幕墻，傳統的施工方案無論在技術性、安全性、經濟性、周期性等各方案都存在不足或不能完全滿足施工要求。本文在分析比較三十多年傳統施工方案基礎上，提出三種創新的施工方案，為業主、總包單位及幕墻施工單位提供切實可行的科學、安全、快捷的解決方案。
關鍵詞：架空層幕墻;構件式幕墻;單元式幕墻
1 引言
在現代超高層建筑（詞條“超高層建筑”由行業大百科提供）的外立面幕墻設計中，屋頂部分設計的重要性越來越明顯，也表現出多種設計特色：
(1)創新的結構設計：超高層建筑的幕墻屋頂通常采用創新的結構設計，以確保建筑的整體穩定性和安全性。結構設計可能包括使用高性能材料，如高強度鋼、精制鋼和高強度鋁合金，以及先進的連接技術，如焊接（詞條“焊接”由行業大百科提供）、高強螺栓連接和鉚釘連接，以確保屋頂幕墻的穩定性。
(2)節能環保設計：超高層建筑的幕墻屋頂部位通常須更加注重節能環保的設計。這包括使用低輻射玻璃（詞條“低輻射玻璃”由行業大百科提供）、保溫材料、遮陽系統等，以減少能源消耗，提高建筑的能效。同時，也可能采用綠色屋頂設計，如種植植被，提供綠色休閑空間，降低城市熱島效應。
(3)防風防雨設計：超高層建筑的幕墻屋頂需要承受較大的風力和雨水的沖擊。因此，設計時需要考慮到這些因素，采用有效的防風防雨措施。這可能包括使用防風抑擺裝置、防水材料、排水系統等，以抵抗風力和雨水的侵襲。
(4)藝術化設計：超高層建筑的幕墻屋頂部位也是整體建筑的畫龍點睛之處，建筑師更加注重屋頂部位設計的藝術性，以增加建筑的美感和特色，這包括使用各種形狀和顏色的玻璃、石材、金屬板材、金屬型材等材料，創造出獨特的視覺沖擊效果。
(5)智能化設計：隨著科技的發展，超高層建筑的幕墻屋頂部位也可以采用智能化設計，這也包括使用傳感器、控制系統和能源管理系統等，以實現能源的高效利用和智能化管理。
(6)結構與功能的整合：超高層建筑的幕墻屋頂部位的設計往往追求結構與功能的整合。例如，幕墻系統可以同時作為承載結構和建筑表皮，實現了建筑美學與工程技術的完美結合。同時，屋頂部位的設計也需要考慮到設備（詞條“設備”由行業大百科提供）安裝、維護和檢修的需求。
(7)自然采光與通風：超高層建筑的幕墻屋頂部位通常會考慮自然采光和通風的需求。通過設計合適的天窗和通風口，可以有效地利用自然光線和風力進行照明和通風，減少對機械設備的依賴。
(8)綠色建筑技術：為了響應可持續發展的需求，超高層建筑的幕墻屋頂部位往往會采用綠色建筑技術。例如，利用雨水收集系統進行灌溉植物或沖洗衛生間，使用太陽能板進行發電等。這些技術不僅可以節約能源和水資源，還可以減少對環境的影響。
(9)人性化設計：超高層建筑的幕墻屋頂部位也需要考慮到使用者的需求。例如，為了提供更好的視野和舒適度，可能會設計觀景臺或休息區;為了方便維護和檢修，可能會設計可伸縮的檢修通道或設備平臺等。
(10)文化內涵的體現：超高層建筑的幕墻屋頂部位也可以通過設計來體現當地的文化內涵。例如，可以采用具有地域特色的材料、色彩或圖案等元素，使建筑成為當地文化的象征和代表。
總的來說，超高層建筑幕墻屋頂部位的設計特色是多方面的，需要考慮到結構、功能、節能、環保、藝術等多方面的因素。同時，也需要根據當地的文化和市場需求進行具體的設計和規劃，而實現這些功能的手段，最多采用的就是在屋頂設置多層架空層，因此屋頂多層架空層部位的幕墻的設計和施工就顯得尤為重要。本文即針對多種屋頂結構狀態、多種屋頂幕墻的不同結構形式，具體分析和探討超高層屋頂多層架空層幕墻的創新施工方案。
2 超高層屋頂多層架空層幕墻傳統施工方案分析
超高層屋頂架空層幕墻的施工方案需要從材料選擇、結構設計、施工手段和輔助工具、隔熱隔音防火處理、施工安全、使用安全等多方面進行考慮，尤其是施工安全方面更是重中之重，必須要進行“危大安全專項論證”合格后才能進行施工，且施工過程也須嚴格監理監造。傳統的施工方案包括電動吊籃施工方案、腳手架施工方案、塔吊吊裝（詞條“吊裝”由行業大百科提供）施工方案等，這些施工方案在超高層屋頂架空層幕墻的施工中各有利弊。
2.1 超高層屋頂多層架空層構件式幕墻傳統施工方案
超高層幕墻的傳統施工措施通常包括吊籃施工方案和腳手架施工方案。吊籃施工方案應包括以下內容，并按要求編制詳細的施工方案及結構計算書經報批后執行。
(1)施工前準備：確定吊籃的型號、規格和數量，并檢查其性能和安全性。同時，對施工現場進行清理和平整，確保吊籃的安裝和使用安全。
(2)安裝吊籃：根據施工圖紙和規范要求，確定吊籃的安裝位置和高度。在安裝過程中，應使用專業的工具和設備，確保吊籃的安裝牢固、穩定。
(3)吊籃調試：安裝完成后，應對吊籃進行調試，確保其正常運行。同時，對吊籃的安全保護裝置進行檢查，確保其有效性。
(4)吊籃使用：在吊籃使用過程中，應遵守安全操作規程，佩戴安全帶、安全帽等防護用品。同時，應定期對吊籃進行檢查和維護，確保其正常運行和使用安全。
(5)吊籃拆卸：完成施工后，應按照安裝相反的順序進行拆卸，并妥善保管好拆卸后的零部件，以便再次使用。
腳手架施工方案應包含以下基本內容，并按要求編制詳細的施工方案及結構計算書經報批后執行。
(1)施工前準備：根據施工圖紙和規范要求，設計腳手架的構造和搭設方案。同時，準備好腳手架材料和工具，并對施工現場進行清理和平整。
(2)腳手架搭設：按照腳手架設計方案進行搭設，確保腳手架的搭設牢固、穩定。在搭設過程中，應注意調整腳手架的垂直度和水平度，確保其符合施工要求。
(3)腳手架加固：在腳手架使用過程中，應采取措施對其進行加固和維護，確保其穩定性和安全性。例如，可以在腳手架上加裝支撐和固定件等。
(4)腳手架使用：在腳手架使用過程中，應注意安全操作規程，佩戴安全帶、安全帽等防護用品。同時，應定期對腳手架進行檢查和維護，確保其正常運行和使用安全。
(5)腳手架拆卸：完成施工后，應按照搭設相反的順序進行拆卸，并妥善保管好拆卸后的材料和工具，以便再次使用。
2.2 超高層屋頂多層架空層單元式幕墻傳統施工方案
超高層屋頂多層架空層幕墻如果采用單元式幕墻時，傳統最常用的施工方案就是采用塔吊進行單元板塊吊裝。利用總包塔吊進行單元板塊的起吊、垂直運輸、水平運輸、板塊就位等各項工序作業時都非常方便、快捷且安全可靠。需要注意的是，在利用塔吊進行幕墻施工時，需要采取相應的安全措施和操作規程，確保施工安全和質量。同時，需要合理安排塔吊的使用時間和頻率，避免影響施工進度和其他作業。
2.3 傳統施工方案的優缺點分析
以上傳統的施工方案在施工過程中各有利弊，具體比較如下：
2.3.1 吊籃施工的優缺點分析。優點：(1)可以靈活布置作業平臺，方便施工人員進行操作，具有較強的靈活性和適應性。(2)可以適應不同形狀和大小的玻璃幕墻，具有較強的多用性。(3)吊籃施工不受建筑物高度的限制，可以方便地進行高層和超高層玻璃幕墻的施工。(4)電動吊籃的施工效率比傳統的高空作業方式要高，可以節省人力和時間成本。在施工方案中，需要考慮如何提高施工效率，以實現經濟效益的最大化。(5)電動吊籃相對于傳統的高空作業方式，其安裝方便、速度快，可以節省安裝時間和人力成本;電動吊籃的操作簡單、方便，作業人員可以快速上手操作，且電動吊籃的維護相對簡單，只需要定期檢查、保養和更換部件即可，相對于傳統的高空作業方式，其維護方便、成本低。而電動吊籃施工的缺點也很明顯：(1)受天氣和風力影響較大，遇到大風天氣需要停止作業，影響施工進度。(2)需要使用專業的吊籃設備，初期投入成本較高。(3)需要專業的操作人員對吊籃進行安裝、拆卸和維修，人力成本較高。(4)高空電動吊籃作業也有一定的危險性，電動吊籃本身存在一定的安全隱患：電動吊籃作為一種高空作業工具，其本身的質量和穩定性對施工安全至關重要。如果吊籃的質量不過關，或者使用不當，可能會導致吊籃翻倒、部件脫落等安全事故。其次高空作業需要專業的操作技能和經驗，如果作業人員沒有經過嚴格的培訓或者操作不當，可能會導致安全事故。而且高空作業需要采取必要的安全防護措施，如佩戴安全帶、設置安全網、吊籃作業人數限制、設備須定期檢查等，如果安全防護措施不足或者使用不當，可能會導致安全事故。
2.3.2腳手架施工方案的優缺點分析。優點：(1)腳手架具有較高的安全性，布置有密目安全網、水平兜網以及攔腰桿等措施，可以有效地保障施工人員的安全。(2)腳手架在多用性方面較強，不僅可以作為砌體抹灰、幕墻、夜景等工序施工的操作平臺，還可作為樓層的臨邊防護措施使用。(3)在腳手架上施工工效高，腳手架上操作空間大受限小，便于作業人員施工操作。(4)腳手架搭設成本較低，不需要使用專業的吊籃設備，可以減少初期的投入成本。腳手架方案施工的缺點：(1)腳手架的搭設和拆卸需要耗費大量人力和時間，對于高度較高的建筑物來說，搭設腳手架的難度較大。(2)腳手架受建筑物高度的限制，對于超高層玻璃幕墻的施工可能存在困難。
而對于超高層屋頂多層架空層部位，如采用腳手架方案，則多數情況下需要搭設懸挑腳手架，超高層懸挑腳手架的搭設和使用過程中存在高空作業的危險，如高空墜落、物體打擊等。超高層懸挑腳手架需要具備足夠的承載能力和穩定性，能夠承受施工過程中的各種荷載和風力等自然因素的影響。此外，還需要采取相應的加固措施，確保腳手架在使用過程中的安全性和穩定性。超高層懸挑腳手架的經濟性還需要需要考慮施工成本、施工周期和維護費用等因素。在搭設和使用過程中還需要注意以下幾點：(1)嚴格遵守相關安全操作規程，確保施工安全;(2)在搭設和使用過程中，需要采取相應的加固措施，確保腳手架的穩定性和安全性;(3)在使用過程中，需要定期檢查和維護腳手架，確保其正常運轉;(4)在搭設和使用過程中，需要注意施工人員的操作安全和防護措施;(5)在拆卸過程中，需要注意安全和環境保護，避免對周圍環境和人員造成影響。
綜上所述，吊籃施工和腳手架施工各有其優缺點，需要根據具體的施工條件和要求進行選擇。在選擇時需要考慮建筑物的形狀、高度、施工環境、成本等因素。同時，無論采用何種施工方式，都需要采取相應的安全措施和操作規程，確保施工安全和質量
3 超高層屋頂多層架空層幕墻施工方案創新探討
超高層建筑屋頂設置有多層架空層時，架空層部位的外幕墻如按照傳統的施工方法來施工，不僅周期長、施工措施費用高，而且施工安全風險大，必須要針對不同的建筑特點并結合各項目現場的實際結構狀態，創新思路，編制經濟高效，安全快捷的施工方案。下面探討三種不同結構狀態下的新施工方案。
3.1 超高層屋頂多層架空層構件式幕墻創新施工方案探討
超高層屋頂帶有多層架空層，外立面幕墻采用構件式幕墻設計時，則幕墻的施工就不可能在屋頂室內完成，必須在室外按散裝構件依次完成支座安裝、立柱安裝、橫梁安裝、背襯板安裝、面板安裝、室外側防水密封膠打膠及幕墻內側的防水密封膠打膠。所有這些工序操作，必須要依賴施工措施，即最常用的就是外腳手架或電動施工吊籃。但屋頂部位多層架空層均無樓板，無法架設電動吊籃，同時屋頂層以下已全部采用吊籃施工，也無法從下層再滿鋪搭設腳手架，而如從屋面結構板部位按懸挑結構搭設雙排外腳手架時，不僅搭設周期長，而且費用高，危險性大，并且拆除時最后一步腳手架部位的面板將無法在室外完成安裝。因此就需要針對屋頂架空層幕墻來設計創新的施工方案。
如下圖1、圖2某聯投廣場的平面圖和立面圖所示，屋面以上有四層架空層，架空層總高度為15.17米。經計算分析和綜合比較，架空層部位采用如下創新施工方案：
(1)首先在屋面上搭設可移動式操作平臺，高度與架空層頂部結構梁平齊，如下圖3，
(2)移動式平臺搭設完畢，經檢查驗收后，利用移動式平臺安裝“夾墻式電動吊籃”，如下圖4所示，吊籃支臂間距按不超過3米間距安裝，每裝完兩套吊籃支臂后，將移動式平臺平移3500后繼續安裝，直至將屋頂四周架空層頂部結構梁全部安裝完畢。吊籃支臂安裝完畢后，即按常規方法組裝好吊籃，經檢查驗收合格后，電動吊籃即可全部投入使用，使用方法與常規吊籃完全相同。
需要強調的是，為保障施工安全，夾墻式吊籃支臂安裝完畢后，須按圖4、圖5所示方法采用角鋼拉桿與下層的主體結構框架梁進行加固，所有桿件、支座、連接件、螺栓（詞條“螺栓”由行業大百科提供）等均須進行計算，并滿足安全系數要求。
(3)利用以上吊籃將外立面玻璃及室外側裝飾線及防水密封膠等全部施工完成后，經檢查驗收合格，室外電動吊籃可以拆除，并轉移到室內側屋面上，繼續利用吊籃完成架空層幕墻內側的所有裝飾構件及防水密封膠施工，最后經檢查驗收合格后，再利用移動式平臺拆除“夾墻式吊籃支臂”，待所有吊籃全部拆除完畢，且屋頂女兒墻蓋頂全部完成清理后，最后再拆除移動式操作平臺，則屋頂架空層幕墻全部施工完畢。
以上施工方法，基本不占用屋面，不影響總包屋面施工及屋頂設備占位，不占用總包塔吊，施工周期快，施工措施費節約，且高效安全。
3.2 超高層屋頂多層架空層單元式幕墻創新施工方案探討(有塔吊時)
單元式幕墻與構件式幕墻相比，單元板塊須整體吊裝，因此須安裝吊裝設施。屋頂架空層部位因樓層高，無結構樓板，只有框架梁，如在架空層最頂部安裝吊裝設施(吊裝軌道和電動吊車等)，則安裝難度較大，因此應根據現場的條件，優先選用總包塔吊進行單元板塊吊裝。
如下圖6、圖7所示為中交城單元式幕墻，外立面總高度180米，設置多層次退層，屋頂設置了六層架空層，外立面為玻璃幕墻，并帶有凸出600的干掛石材柱，為單元式幕墻吊裝增加了難度。本項目多層架空層單元式幕墻采用如下施工吊裝方案：
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(1)如下圖8、圖9所示，利用屋頂架空層結構，先架裝電動吊籃，利用吊籃再完成單元幕墻支座安裝，輔助吊裝單元板塊，單元式玻璃幕墻外側凸出600的石材柱干掛石材面板安裝施工;
(2)電動吊籃安裝完成后，經檢查驗收投入使用，但不需要再安裝單元板塊的吊裝軌道，而直接利用總包的塔吊來吊裝單元板塊，如下圖10、圖11所示。
在單元板塊吊裝完成后，再利用電動吊籃安裝凸出600的柱面石材，并按圖紙要求完成室外需要注膠密封部位的打膠施工及所有室外裝飾構件，如上圖12、圖13所示。
3.3 超高層屋頂多層架空層單元式幕墻創新施工方案探討(無塔吊時)
以上中交城屋頂6層架空層，室外側為單元式幕墻及構件式石材柱，內側也為裝飾面，須安裝鋁板封閉并打膠密封，施工過程中因總包塔吊尚在服務周期內，所以充分利用塔吊和電動吊籃，方便快捷施工，并節約了措施費。
但有些超高層項目，因施工周期原因或資金原因，主體結構封頂后，總包塔吊已經拆除，無法再利用總包塔吊，在此狀況下，屋頂架空層的單元式幕墻安裝施工則又增加了難度，不僅需要安裝電動吊籃來安裝單元幕墻支座及輔助鋼結構構件，而且需要安裝吊裝單元板塊用的吊裝軌道及吊車。電動吊籃和吊裝軌道安裝完成后，才能進行單元板塊吊裝，最終完成屋頂架空層幕墻的施工。
如下圖14、圖15所示為佛山某廣場項目，屋頂設計有六層架空層，架空層幕墻總計高度達到20.47米，而且平面為弧形，立面也為弧形，為施工增加了很大的難度。
由于本項目主體結構完工兩年之后才開始幕墻施工，總包塔吊早已拆除，屋面以上的六層架空層只有框架梁柱結構，幕墻吊裝設施無法直接在最高處安裝。為趕工期，只能在屋面層位置先安裝水平吊裝軌道，用于屋面以下單元式幕墻的吊裝施工，如圖16,圖17所示，屋面以下單元式幕墻，仍按照正常的單元板塊吊裝方案施工。
當屋面以下單元式幕墻吊裝施工完畢后，轉入屋頂架空層單元式幕墻施工，原屋面層安裝的水平吊裝軌道及吊車將不再適用，須再另行制定新的施工方案。屋頂架空層的新施工方案包括架設吊籃、安裝用于斜頂面的吊裝軌道、安裝吊車等內容。
(1)屋頂架空層腳手架搭設。因屋頂已無塔吊，無腳手架，只有6層的主體框架梁柱，施工人員無法到達頂層結構梁位置。因此要在最頂部226.X2米標高位置安裝吊裝單元板塊用的吊裝軌道，則必先要搭設安裝軌道所需要的施工設施，，鑒于現場條件，只能在屋面以上主體框架內部先搭設雙排腳手架，如下圖18、圖19所示：
(2)安裝吊裝單元板塊用的軌道。如下圖20、圖21所示，因屋頂最頂部立面為斜向，而吊裝軌道需要安裝成水平軌道，故須將屋頂吊裝軌道設計為分段式階梯安裝。
(3)單元板塊吊裝。吊裝軌道安裝完成后，經檢查驗收并加2倍配重試車合格后，吊裝軌道和吊車才允許投入使用。如圖22、圖23、圖24所示，在每段階梯式軌道上均設置一臺電動吊車，單元板塊沿階梯式軌道按逆時針方向逐層吊裝，直至完成全部立面單元板塊吊裝。
4、結論
作為幕墻產品的最終交付過程，現場施工是幕墻從設計到交付業主全過程中最重要的環節，無論是保障原建筑師對建筑立面的藝術及功能設計要求，還是產品的質量、產品的安全順利移交，都對幕墻施工是最重要的考驗，而幕墻施工過程中難度最大、危險系數最高的部分，就是屋頂以上多層架空層部位的施工，同時這里也是項目完工質量評獎的必檢內容之一。因此針對各項目屋頂架空層不同的現場實際狀況，應經過科學規劃、結構理論計算、仔細比較，合理選擇滿足規范要求、滿足安全要求，且經濟簡便、工期容易控制的施工方案。本文提出了不同于傳統普通施工方案的三種創新施工方案，可滿足和解決各種超高層建筑屋頂有多層架空層結構的各種幕墻的施工難題，對廣大業主、建筑師、建筑總包單位、幕墻施工單位等，都具有積極的推廣作用。
作者單位：姜清海幕墻系統工程(武漢)有限公司
