超高层建筑外立面幕墙金属切割造型设计与施工方法

超高层建筑外立面幕墙金属切割造型设计与施工方法

穆俊文

深圳市博大建设集团有限公司 广东 深圳 518000

摘要：超高层建筑的外立面幕墙起着保护和美化建筑的作用，因此幕墙的金属切割造型设计和施工方法非常重要。本文旨在研究超高层建筑外立面幕墙金属切割造型的设计与施工方法。在设计方面，提出了几种金属切割造型的设计方法，包括架空、挖洞、挖槽（分段）等设计方法。

关键词：超高层建筑；幕墙；金属切割造型设计；施工方法

  现代城市发展的迅猛增长给建筑界带来了新挑战，超高层建筑成为城市景观的重要组成部分。而其外立面幕墙设计，作为建筑的重要组成部分，对于整体建筑的美观度和安全性有着重要的影响。因此，在超高层建筑的幕墙设计中，金属切割造型设计与施工方法的研究显得尤为重要。

1 超高层建筑外立面幕墙金属切割造型设计方法

1.1 挖洞

  挖洞设计可为建筑外立面增加空间感和视觉效果，同时也可提供通风和采光的功能。并通过在金属材料上进行切割，形成不同形状的洞口，以增加幕墙的美观性和艺术感。为了实现有效的挖洞设计，需要考虑以下几个方面。

首先，需确定洞口的大小和形状。根据幕墙设计的要求和功能需求，决定挖洞的尺寸和形式。洞口的大小可根据实际需要进行调整，形状可选择圆形、方形、椭圆形等各种形式

其次，需选择合适的切割工艺。根据挖洞的形状和材料的特性，选择适当的切割工艺。常见的切割方法包括激光切割、数控切割和等离子切割等。不同的切割方法有不同的特点和适用范围，需结合具体情况选择合适的切割工艺。

同时，需考虑洞口位置和布局。洞口位置应根据建筑的整体设计和幕墙的结构特点确定，保证洞口布局合理和对建筑外观的影响最小化。可通过横向或纵向排列洞口的方式来实现不同的设计效果。

最后，需控制切割过程中的误差。由于金属材料的特性，切割过程中可能会出现一定的误差，这会影响到挖洞的质量和效果。因此，在切割过程中需要采取有效的措施来控制误差，如合理选择切割参数、使用高精度切割设备以及进行严格的质量控制等。

图1 挖洞设计

1.2 挖槽(分段)

  挖槽(分段)可用于创造出各种形状和效果，通过对金属幕墙板进行切割造型，可以赋予建筑外立面独特的艺术效果和空间层次感。

首先，需根据建筑外立面的整体设计风格和表达意图，确定挖槽的位置和形状。挖槽可按照不同的模式进行设计，例如直线、曲线、折线等。设计师还需考虑挖槽的深度和宽度，以及相邻挖槽之间的距离，以达到理想的视觉效果。

其次，挖槽切割需使用专业的金属切割工具和设备。常用切割方法包括激光切割、等离子切割和水刀切割等。需根据具体情况选择合适的切割方法，并保证切割的精度和质量。

在施工过程中，首先需进行挖槽的定位和标记。可借助计算机辅助设计软件进行精确的定位，并在幕墙板上做好标记。接下来，需使用切割工具按照设计要求进行切割。在切割过程中，需注意保持切割速度和切割厚度的一致，并进行适当冷却和排废处理。

在完成切割工作后，需进行挖槽的表面处理和防腐处理。常用处理方法包括喷涂、阳极氧化和镀锌等。需根据实际情况选择合适的表面处理方法，并保证挖槽的表面光洁、耐候性和持久性。

1.3 假墙(叠加)

  假墙(叠加)通过在幕墙表面叠加一层金属切割板，实现立体感和层次感的增强，并为幕墙增加更多的切割造型设计元素。

  首先，在设计假墙时，需对超高层建筑的外立面进行全面分析和评估，了解建筑整体设计风格和幕墙布局。然后，根据建筑特点和需求，确定假墙的形状、尺寸和位置。在确定假墙的位置时，需考虑建筑的外观效果、周围环境和功能需求，以确保假墙设计与整体建筑风格相协调。同时，需考虑金属切割板的材质选择和切割形状。

  其次，通过使用金属切割技术，将所选造型图案切割到金属板材上。在进行切割前，需对金属板材进行适当处理和准备，以保证切割的精度和质量。根据假墙设计要求，可以选择不同的切割形式和工艺，如平面形式、立体形式或曲面形式，并使用适当切割工具和设备进行操作。

接下来，需考虑板块之间的间距和组合方式。间距的确定可通过不同板块的尺寸和设计意图进行调整，以达到平衡和协调的效果。而组合方式可采用平行排列、交错排列等形式，以增加立体感和动态感。

此外，需注意的问题包括板块的固定方式和连接方式。其固定可采用胶粘、螺栓等方式，以确保板块的稳定性和安全性。而其连接可采用搭接、焊接等方式，以实现板块的紧密连接和协同工作。

2 超高层建筑外立面幕墙施工方法

2.1测量放线

  测量放线是在施工现场根据设计图纸确定幕墙金属切割的位置，确保切割的准确性和精度的施工方法，以确保建筑整体外观的美观和稳定性。在进行金属切割造型设计之前，需准确测量外立面的尺寸和轮廓，以确定所需的金属材料大小和形状。以下是具体方法：

在测量放线的过程中，首先需进行现场勘测。通过对建筑结构的细致观察和测量，确定幕墙安装位置和尺寸。同时，还应根据设计图纸和相关规范，确定幕墙板材的安装方式和要求。

使用测量仪器进行具体的测量工作。可以使用激光测距仪、全站仪等专业测量仪器，对幕墙板的安装位置和尺寸进行准确测量。在测量过程中，要确保仪器的准确校准和稳定使用，以获得准确的测量结果。

完成测量后，需将测量数据记录下来，并根据需要进行修正和调整。根据所得到的测量数据，进行数据处理和计算。将测量数据输入到计算机或其他设备中，进行相应的测量数据处理，并生成切割所需的数据文件。根据这些数据文件，可以进行后续的金属切割造型设计和制作。根据实际情况，可能需要对幕墙板的尺寸和位置进行微调，以达到最佳的安装效果和外观效果。

2.2安装骨架

  骨架作为幕墙系统的支撑架构，须具备稳定性和刚性，以确保幕墙系统能够承受各种外部荷载和风压力。

首先，骨架的选择应考虑超高层建筑的结构特点和设计要求。一般来说，钢结构骨架是常用的选择，因为它具有较高的强度和刚性，并且可根据需要进行加固和调整。同时，钢结构骨架的重量也相对较轻，便于施工和安装。

其次，骨架的设计和制造需充分考虑幕墙的形式和材料。不同的幕墙形式可能需要不同的安装骨架结构和连接方式。例如，为了实现金属切割造型的外立面效果，安装骨架必须具备足够的稳定性和承载能力，同时提供合适的连接点和固定方式。

在进行安装骨架的施工过程中，首先要进行现场测量和定位，确保安装位置的准确性和精度。然后，根据设计要求和施工图纸，进行骨架构件的预制和加工。在安装过程中，需使用合适的起重设备和辅助工具，以确保骨架的安装质量和施工效率。

最后，在骨架安装完成后，还需进行必要的检查和测试，确保其符合相关的标准和规范要求。同时，也要注意骨架的安装与其他施工工序的协调和配合，避免影响整体施工进度和质量。

2.3安装玻璃

  玻璃作为幕墙的主要材料之一，不仅具有美观的外观，还具有良好的透光性和隔热性能。以下是其具体的安装方法。

首先，需选择适合的玻璃材料。超高层建筑的幕墙要求玻璃具有优良的透光性和抗风压性能，因此在选择玻璃时需考虑其强度、厚度和透明度等因素。

其次，需进行玻璃的加工和预处理。根据幕墙设计要求，玻璃需要进行切割、打孔和抛光等加工工艺，以及进行清洁和防污处理，确保玻璃表面的质量和透明度。

接下来，进行玻璃的定位和安装。首先，确定玻璃的安装位置和数量，根据设计要求和施工图纸进行布置。然后，使用专用工具和设备，将玻璃片安装在幕墙的相应位置上，确保其垂直和水平度，以及相邻玻璃之间的平齐度和间隙控制。在安装过程中，需要保证玻璃与幕墙结构的紧密连接，以确保其稳固性和安全性。

在安装玻璃的同时，还需要进行密封和固定工作。幕墙玻璃与金属框架之间需要进行密封处理，以防止水和空气的渗透。同时，还需要使用适当的固定装置，如螺栓和紧固件，将玻璃牢固地固定在幕墙上，以增强其抗风和抗震能力。

最后，对安装完成的玻璃进行质量检查和调整。通过检查玻璃的表面质量、边缘密封和固定效果等方面，确保玻璃的安装符合设计要求和安全标准。

结语

综上所述，上述通过对超高层建筑外立面幕墙金属切割造型设计和施工方法的研究，为超高层建筑幕墙的设计和施工提供了一种新的思路。通过金属切割造型设计，可实现建筑的独特艺术效果，并提高建筑的功能性和可持续性。然而，具体的设计与施工方法还需进一步的研究和实践，以完善相应技术的应用。

参考文献

[1]周国义,叶雄明,张彤炜等.超高层建筑外立面幕墙金属切割造型设计与施工方法[J].广东土木与建筑,2022,29(11):109-111.