细数当今武汉已建成的超高层建筑,有一栋风帆造型的建筑,以其优越的地理位置,高端的建筑品质,闪耀武汉黄金商业圈,坐拥武汉第三高楼,长江北岸第一高楼的称号,它与长江对面的华中第一高楼武汉绿地中心隔江相望,成为武汉长江主轴上两颗耀眼的“明珠”,也是武汉城市天际线长高的缩影。这,就是由武汉凌云建筑装饰工程有限公司负责深化设计及施工的武汉企业天地1号超高层写字楼综合体。 武汉企业天地1号地处城市核心区域,位于二七滨江商务区,是衔接武汉老租界和长江新城的纽带,项目所在的武汉天地亦是经济中轴、商业景观、城市文化的黄金之地,被视作长江经济带中关键节点,武汉企业天地1号以18万平米的建筑体量和约376米的地标高度,刷新着武汉天地商务集群的天际线,成就新的城市封面,地铁1号线 & 8号线的无缝接驳亦让武汉企业天地1号具备了辐射全城的先天优势。
武汉企业天地1号塔楼东西侧幕墙立面竖向角度逐层渐变,由下至上为外倾和内倒的立面弧形轮廓,整体呈现风帆式造型,与裙房和相邻两座塔楼建筑群形成一艘旗舰,宛如畅游长江之上的一艘游轮。 塔楼南北侧幕墙大面为玻璃幕墙,其中石材及仿石材喷涂铝板于玻璃幕墙之间错落有序布置,15层以下为30mm厚巴西金麻石材,15层以上为仿石材喷涂铝板;低露台(52层)塔楼区域呈横向排布,高露台(顶部)塔楼区呈竖向排布;其设计灵感来自于中国园林建筑中花漏窗的精华所在,是对中国传统建筑元素的现代诠释。 本工程塔楼为全明框单元幕墙系统,标准层板块尺寸为1500×4400mm。外视主要面材为玻璃,按横竖向一定间距排布30mm厚巴西金麻石材(15层以下)和仿石材喷涂铝板(15层及以上),形成“花漏窗”的图案效果;每个层间设置有横向交圈的“牛鼻子”造型,造型型材表面采用阳极氧化处理;立面开启扇形式包括上悬窗(23层以下)和内倒窗(23层以上),开启扇分格尺寸为1500×1300mm和1500×1150mm。 标准层单元系统构造形式如上图所示,上下横位于楼面结构标高以上1100mm处,楼面处对应为300mm“牛鼻子”底座+100×150mm“牛鼻子”造型;室内侧设有加强建筑横向防火要求的窗槛墙体系,其上端采用“扶手”型材与单元幕墙上下横进行搭接,形成整体。 2)结合风洞试验报告,对比标准层及大跨度楼层所处部位的基本风压,规整竖向型材的截面形式;确定采用同一种竖向型材的截面形式,以满足标准层(单支点)和大跨度楼层(双支点)的结构计算; 3)充分考虑超高层幕墙的平面内外变形与结构位移的匹配性,通过计算分析将单元竖框位移量确定为12mm,单元上下横框位移量确定为22mm; 4)结合热工性能分析,采用常规矩形截面的隔热垫块,大大降低隔热垫块的开模难度,缩短生产周期; 5) 综合考虑明框构造与结构胶受力问题:对于结构胶和室外扣板,需各自考虑其受力问题,确保有一方失效的情况下,另一方独自承受相应荷载,也能满足结构受力的需求。深化设计时着重考虑横竖主龙骨的截面壁厚及与扣板连接部位的构造设计; 通过上述一系列措施,较好的解决了标准单元系统的设计问题,同时也降低了材料用量。 本工程南北立面呈竖直向,东西立面幕墙轮廓为弧线形式,深化时将逐层轮廓优化为直线,采用折线模拟原弧线形式,故每层竖向角度渐变,其中东面为10~52F,西面为10~顶层,幕墙面与水平方向的夹角α依次如下图所示,角度范围为:81.7°≤α≤91.6°(α为幕墙面与水平面的夹角)。 基于上述数据分析,以及标准系统的深化设计情况。如果针对每种角度进行设计,无论从技术还是施工上来讲,工作量是无比繁重的,另外必须要考虑施工、组装的便利、统一,因而其设计重难点归于以下几个方面: a.尽可能通过一种相同的思路来完美适应各楼层不同夹角; b.尽可能简化施工和组装工艺,减少现场测量放线和工厂加工组装的难度; c.尽可能在满足外视效果前提下,减少模具数量,降低材料成本; d.角度倾斜渐变幕墙板块各项性能均需达到标准系统的性能要求。 经过反复研究,我们提出了一种思路:在现有成熟标准单元幕墙系统的基础上,设计几种特定角度的横料,每套横料适应一定范围的幕墙倾角,即:通过标准单元系统来解决各种不同角度的单元幕墙组装、安装适应性问题。 我们针对所有角度范围:84.7°~91.6°,选取其中特定的四个角度:85.8°、88°、90°、91.6°作为横料开模角度,其角度适应原则如下: 2)小于90°的范围,使每套横料的适应角度≤1.1°,大于90°的范围,使每套料的适应角度≤0.8°; 3)确定基准点,消除上述第2)点确定的非标角度横料在室内侧产生的“水平偏差”,详见下图 确定基准点的步骤1:选择室外分格点和横料尾端点其中之一);步骤2:考虑幕墙横料与室内窗台板交圈,为避免横料与窗台板的视觉高差,选定横料尾端点作为基准点); 由上述图可见:采用85.8°的横料安装84.7°倾角的楼层,采用88°的横料安装86.9°倾角的楼层,保证横料尾端与室内窗台板平齐,横料前端的“水平偏差”仅为3.2mm; 4)为简化层间背衬板的加工,上横料下侧与中横料上侧均采取与玻璃面垂直的方式,而中横料下侧则与吊顶面平齐; 5) 层间横向造型部位:内部横料均确保与玻璃面垂直(采用90°标准角度),而外侧横向造型则对应主系统采用四种角度开模,减小室外视觉误差; 通过上述方案的处理,较好的解决了因弧面导致的单元下横倾角无规则变化的问题,同时也兼顾了室外水平线条及室内窗台板的装饰效果,采用分类统计,规整后用有限的几套模具覆盖全部倾角的方案,减少了开模数量,提高了加工、组装效率,经济效益明显。 为了实现外立面“花漏窗”的视觉效果,建筑师按照一定规律对外立面布置了石材和仿石材喷涂铝板。结合石材和仿石材喷涂铝板自身的特点,将其采用类似玻璃的安装形式进行设计,面板与横竖护边打胶处理,同时对应室内侧背板周圈勾胶,作为第二道防水屏障。如上图所示,石材及仿石材喷涂铝板对应室内侧采用石膏板进行封闭,石膏板面比单元板块横竖型材尾端内凹5mm,便于室内装修抹灰层吸收组装误差。 本工程塔冠单元幕墙系统属于出屋面部分,包含50~52层小屋面和顶部大屋面幕墙,其幕墙构造延续标准层单元形式,面材采用钢化夹胶玻璃。尤其是50~52层小屋面部位出现起始板块、上收口板块,以及退台部位板块与立面板块呈现的“T”型收口,出屋面板块与其下部室内板块形成防水压顶收口,故处理好此部位防水密封是确保幕墙整体防水性能的关键。此部位幕墙效果如下图所示: 以上图“1”部位为例:屋面板块起始型材端部设置的2mm批水铝板,该构造可使上层板块单元竖向缝内少量水顺利导入相邻起始型材前侧,从而排出室外,确保此部位防水严密。 本工程15F、23F、31F、39F、47F、56F、64F设有机电避难层,立面除常规玻璃单元,还有玻璃百叶+铝合金百叶体系,室内局部区域设有防火玻璃幕墙。 避难层玻璃百叶与立面玻璃幕墙协调一致,形成了外立面通透的视觉效果。玻璃百叶局部区域为消防救援窗,对应室内为可开启百叶窗。为了满足其使用功能要求,救援窗对应部位玻璃百叶采用单片钢化玻璃(救援时可击碎),内侧铝合金百叶窗采用内平开窗,且确保执手位于室外侧,以满足消防人员实施救援时能击碎外层玻璃百叶后,顺利开启百叶窗,进入室内。 百叶救援窗在设计时参照了有框合页门的做法,使窗开启洞口无中挺,以满足救援窗净洞口宽度尺寸≥1m的要求。由于此部位防水要求为次要因素,因此降低了该窗系统的设计难度。 本工程在避难层及其上、下两层,局部防火分区部位,室内设置有防火玻璃幕墙,耐火时效1小时。防火幕墙采用专业厂家系统,横竖料均为钢龙骨,搭配防火胶条、铯钾防火玻璃,以满足整个体系的防火功能需求,相应系统获得消防试验报告。 除防火幕墙外,在常规标准层临结构边设置有竖向窗槛墙系统,耐火时效1小时。 窗槛墙系统设计时,结合其所处部位及功能要求,充分考虑安装实施的便利性。参考室内精装修隔墙的做法,窗槛墙系统采用轻钢龙骨,下端用后补锚栓连接至地面,上端通过轻钢龙骨转接件和扶手型材进行搭接,确保整个体系的稳定性;通过轻钢龙骨两侧的硅酸钙板和防火岩棉达到其1小时防火时效的功能要求。△ 室内窗槛墙实施细节照片
十年磨一剑,武汉企业天地1号大厦已经投入使用,与长江对岸的武汉绿地中心大厦组成了跨江双塔,极大的丰富了武汉的天际线。而且作为武汉天地片区的核心塔楼,极大的提升了区域颜值,也开启了武汉长江以北沿江超高层建设的序幕。而凌云幕墙也凭借强大及深厚的技术底蕴,助力武汉打造世界级可持续发展整体社区。
△ 武汉企业天地1号幕墙工程观摩合影(左起:武汉凌云建筑装饰工程有限公司幕墙设计研究院设计一所总工 周铸、武汉凌云建筑装饰工程有限公司主任设计师 叶聪、《幕墙设计》&中国幕墙工程网副总编 石新颖、武汉凌云建筑装饰工程有限公司幕墙设计研究院标准化室主任 余凡娇)文 | 武汉凌云建筑装饰工程有限公司 杨 坤、叶 聪、潘 奥、余 乐