一 工程概況
浦東機(jī)場衛(wèi)星廳是浦東機(jī)場三期擴(kuò)建的主體工程，位于T1、T2航站樓南側(cè)，距離航站樓1.5至1.7公里，總建筑面積62.2萬平方米，其規(guī)模比T2航站樓(48.55萬平方米)還大近14萬平方米，工程總投資約206億元，為世界最大單體衛(wèi)星廳。作為航站樓服務(wù)功能的延伸，通過捷運(yùn)系統(tǒng)與航站樓連接，形成“航站樓+衛(wèi)星廳”一體化運(yùn)營模式，承擔(dān)了旅客出發(fā)候機(jī)、到達(dá)、中轉(zhuǎn)服務(wù)功能。衛(wèi)星廳與T1、T2航站樓共同運(yùn)行，年旅客吞吐量為8000萬人次。
浦東機(jī)場衛(wèi)星廳為6層布局，地上5層，地下1層。自下而上為捷運(yùn)站臺層(-7.5米)、中轉(zhuǎn)層(0米)、國際到達(dá)層(4.2米)、國內(nèi)出發(fā)到達(dá)混流層(8.9米)、國際出發(fā)層(12.8米)。衛(wèi)星廳上端還設(shè)有貴賓室，可將機(jī)場全景盡收眼底。衛(wèi)星廳整體呈三個臺階，逐層收縮，一、二臺階屋面為混凝土屋面，三臺階屋面為鋼結(jié)構(gòu)金屬屋面，衛(wèi)星廳幕墻總面積約90000平米。
浦東機(jī)場衛(wèi)星廳主要幕墻系統(tǒng)如下：
系統(tǒng)一——底層全明框玻璃幕墻系統(tǒng)，位于0m-4m標(biāo)高
系統(tǒng)二——帶大小遮陽板的全明框玻璃幕墻系統(tǒng) ，位于4m標(biāo)高至一層屋面以下
系統(tǒng)三——鋁包鋼全明框玻璃幕墻系統(tǒng)，位于一層屋面以上二層屋面以下
系統(tǒng)四——屋面全明框玻璃幕墻系統(tǒng)，位于二層屋面以上三層屋面以下
系統(tǒng)五——蜂窩鋁板幕墻系統(tǒng)，位于一層、二層、三層屋面檐口及吊頂
系統(tǒng)六——玻璃天窗幕墻系統(tǒng)，位于一層屋面以上
系統(tǒng)七——屋面玻璃隔斷及欄桿幕墻系統(tǒng)，位于一層屋面以上
系統(tǒng)八——室外樓梯幕墻系統(tǒng)，位于衛(wèi)星廳外圍0m標(biāo)高
系統(tǒng)九——防火玻璃幕墻系統(tǒng)位于系統(tǒng)二、三、四中
系統(tǒng)十——遠(yuǎn)機(jī)位雨棚及門廳幕墻系統(tǒng)，位于0m-4m標(biāo)高
本項目基本設(shè)計參數(shù)如下：
基本風(fēng)壓（詞條“基本風(fēng)壓”由行業(yè)大百科提供）：0.55 KN/㎡
雪荷載取值：0.20 KN/㎡
地震設(shè)防烈度：7度
地震動峰值加速度：0.10g
地面粗糙度：A類
本項目還進(jìn)行了風(fēng)洞試驗，提供了風(fēng)洞實驗報告。
二 幕墻工程關(guān)鍵技術(shù)介紹
2.1. 大分格大懸挑明框幕墻轉(zhuǎn)接系統(tǒng)：
浦東機(jī)場主立面4米標(biāo)高以上為大分格大懸挑豎向裝飾條的明框玻璃幕墻，玻璃分格為3600x1200，豎向裝飾條寬度450mm，懸挑出玻璃面650mm。作為大型機(jī)場航站樓，立面要求通透流暢，構(gòu)件要求輕盈簡潔。浦東機(jī)場幕墻主立面最大高度15.5米，標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)樓層高度8.9米，結(jié)構(gòu)柱柱距18米。如何在大空間大跨度中實現(xiàn)幕墻構(gòu)件的簡潔輕盈是本項目的重點。本項目通過二層結(jié)構(gòu)體系實現(xiàn)構(gòu)件的簡潔輕盈：一是內(nèi)層鋼結(jié)構(gòu)支撐體系，二是外層幕墻鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）結(jié)構(gòu)體系。
鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)：本項目水平基本模數(shù)3.6米，結(jié)構(gòu)柱柱距18米，在結(jié)構(gòu)柱兩側(cè)3.6米處設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)抗風(fēng)柱，抗風(fēng)柱間設(shè)置橫向鋼梁，鋼梁跨度7.2米和10.8米，鋼梁中部3.6米模數(shù)處設(shè)置鋼拉桿（詞條“鋼拉桿”由行業(yè)大百科提供），減小鋼橫梁因幕墻自重造成的撓度。見下圖：
幕墻鋁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：本項目通過內(nèi)層鋼結(jié)構(gòu)體系提供了幕墻2.4米或3.6米的正常跨度的支撐結(jié)構(gòu)，有效控制了幕墻鋁立柱的截面尺寸。立面高度方向基本模數(shù)為1.2米，由此形成了3.6x1.2米基本模數(shù)的網(wǎng)格立面。本項目幕墻的特點在于一是豎向有懸挑650mm的大裝飾條，二是水平分格達(dá)3.6米，三是裝飾條支撐板與幕墻轉(zhuǎn)接一體化，且都位于幕墻十字分縫處，整個系統(tǒng)最大的難度在于要在十字分縫的一個點上實現(xiàn)裝飾條及幕墻荷載的傳遞，立柱的進(jìn)出調(diào)節(jié)，橫豎構(gòu)件的連接，并且所有構(gòu)造隱蔽，構(gòu)件盡可能精致小巧。
下圖是本項目標(biāo)準(zhǔn)橫豎剖節(jié)點：
為此特別設(shè)計了一套鋼鑄件全明框框架幕墻系統(tǒng)。本項目轉(zhuǎn)接系統(tǒng)較為復(fù)雜特別，即是為了適應(yīng)該幕墻以上特點。轉(zhuǎn)接系統(tǒng)由懸臂支撐板、十字鋼鑄件和鋁插芯組成。
懸臂支撐板：懸臂支撐板材質(zhì)為Q345B，前端連接豎向裝飾條，承受裝飾條的各種荷載，尤其是側(cè)向風(fēng)荷載（詞條“風(fēng)荷載”由行業(yè)大百科提供）。由側(cè)向風(fēng)荷載產(chǎn)生的懸臂支撐板根部荷載較大，因此懸臂支撐板設(shè)計為變截面形式，減小根部應(yīng)力（詞條“應(yīng)力”由行業(yè)大百科提供）。懸臂支撐板尾端設(shè)計為T型，增大尾端與主體抗風(fēng)柱的焊縫長度，避免與抗風(fēng)柱等強(qiáng)焊接。
十字鋼鑄件：十字鋼鑄件套接在懸臂支撐板上，幕墻立柱通過十字鋼鑄件中間的4個螺栓吊掛在十字鋼鑄件上，十字鋼鑄件的另一個重要作用是承受玻璃的全部自重荷載，這樣橫梁不承受玻璃自重 ，減小了橫梁截面，使得構(gòu)件精致小巧。十字鋼鑄件套接在懸臂支撐板上，沒有與之焊接，一是鑄件與懸臂支撐板是二種材質(zhì)，鑄件本身焊接性能也不好，二是本幕墻桿件設(shè)計盡量精致小巧，各種構(gòu)造設(shè)計極為緊湊，十字鋼鑄件與懸臂支撐板的接觸面上無法形成足夠的焊縫高度和長度。三是為了現(xiàn)場的安全施工，便于質(zhì)量控制，系統(tǒng)設(shè)計時盡量減少焊接，僅在懸臂支撐板尾端采用了焊接作業(yè)。
十字鋼鑄件為本系統(tǒng)關(guān)鍵組件，形狀復(fù)雜，精度要求較高，因此采用蠟?zāi)＞?a target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>鑄造工藝制作。為保證鋼鑄件的性能和質(zhì)量，鋼鑄件材質(zhì)選用ZG270-500，化學(xué)成分和力學(xué)性能（詞條“力學(xué)性能”由行業(yè)大百科提供）符合《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T 11352-2009中規(guī)定要求。鋼鑄件表面本色噴砂除銹，粗糙度不大于Ra12.5級，清潔度不小于Sa2級，底漆環(huán)氧富鋅底漆處理，干膜厚度不小于80μm;中間漆處理：環(huán)氧云鐵中間漆，干膜厚度不小于100μm;面漆：常溫氟碳漆，干膜厚度不小于40μm。鋼鑄件需進(jìn)行無損探傷，超聲波探傷的質(zhì)量等級符合：《鋼鍛件超聲檢測方法》GB/T 6402-2008中2級的規(guī)定，磁粉碳傷質(zhì)量等級符合《重型機(jī)械通用技術(shù)條件第15部分：鍛鋼件無損探傷》 JB/T 5000.15-2007中Ⅱ級的規(guī)定。
鋁插芯：鋁插芯同樣套接在懸臂支撐板上，鋁插芯通過4顆螺栓與十字鋼鑄件相連，立柱荷載通過十字鋼鑄件傳遞給鋁插芯，再由鋁插芯通過一個螺栓傳遞到懸臂支撐板上，其作用就是傳遞立柱荷載，實現(xiàn)立柱的前后調(diào)節(jié)。連接立柱的4顆螺栓并非是在立柱上攻絲連接，鋁型材攻絲的螺紋（詞條“螺紋”由行業(yè)大百科提供）質(zhì)量難以保證，為了結(jié)構(gòu)的安全可靠，本系統(tǒng)在鋁插芯中設(shè)計了螺母槽口，螺栓通過螺母進(jìn)行連接。本系統(tǒng)不在鋁型材上攻絲，所有傳力路徑上均無鋁制螺紋。
此轉(zhuǎn)接系統(tǒng)特為本工程特點專門設(shè)計，較為完美的實現(xiàn)了建筑師要求的美學(xué)要求。同時需要指出的是本轉(zhuǎn)接系統(tǒng)舍棄了傳統(tǒng)幕墻轉(zhuǎn)接系統(tǒng)的三維調(diào)節(jié)功能，僅保留了進(jìn)出方向一個維度的調(diào)節(jié)。配合本項目BIM三維建模、3D掃描、跟蹤測量、大數(shù)據(jù)核模等先進(jìn)施工工藝的使用，使得轉(zhuǎn)接系統(tǒng)的安裝更為迅捷、準(zhǔn)確。目前本項目已完成70%的轉(zhuǎn)接系統(tǒng)安裝，驗證了此系統(tǒng)的合理性和安全性。
目前本幕墻轉(zhuǎn)接系統(tǒng)已申請專利。
2.2防水構(gòu)造設(shè)計及連續(xù)打膠裝置
作為超大型機(jī)場航站樓，幕墻的水密性能是其基本的性能，也是需要確保的性能。幕墻漏水會造成惡劣的公眾影響和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本系統(tǒng)為傳統(tǒng)的全明框框架幕墻，為實現(xiàn)更加可靠的防水性能，采用了內(nèi)打膠的水密系統(tǒng)方式，也就是在玻璃面材和與橫梁、立柱等構(gòu)件間打膠，形成完整的水密線，外面再安裝明框線條。此種方式打膠部位在明框內(nèi)側(cè)，方便構(gòu)造合理的膠縫寬度和深度，避免膠層外露，減少了外界環(huán)境對膠縫的影響，因此可以達(dá)到更好的防水性能。
然而，現(xiàn)有幕墻的施工方法為打膠前在幕墻上面板的四周固定臨時壓塊，然后打密封膠，由于臨時壓塊的阻擋，在臨時壓塊遮蓋面板的部分位置無法打上密封膠，只能在第一次密封膠固化后，移開臨時壓塊，然后再補(bǔ)上此處的密封膠，形成完整密封線。此種施工方法缺點有：一是須要兩次打膠，大大降低了施工效率;二是第二次補(bǔ)膠容易缺失，或因打膠缺陷造成漏水，嚴(yán)重影響進(jìn)度和防水性能。
有鑒于此，本項目設(shè)計了一套連續(xù)打膠裝置。該裝置呈開口框狀構(gòu)造，有兩個高腳固定臂，通過一個穿過連接臂的T型螺桿固定在橫梁或立柱上，連接臂高于玻璃一定高度，可以允許打膠膠嘴通過該裝置，這樣就可以在不移除打膠裝置的情況下給打膠裝置下方的膠縫打膠。實現(xiàn)了明框幕墻的一次性連續(xù)打膠，施工效率高，避免了二次打膠，提高了水密性能。
目前本裝置已申請專利。
2.3超大超重氣動開啟窗設(shè)計
根據(jù)機(jī)場消防安全的要求，本工程立面上設(shè)有1400多樘消防排煙窗，排煙窗分格3600x1200，玻璃配置與立面玻璃相同，為8Low-E+12A+8+1.52PVB+8mm超白夾膠鋼化中空玻璃，單扇重量約265公斤，最大開啟角度70°,開啟機(jī)構(gòu)為氣動開啟。
在尺寸超大、超重的情況下要求開啟角度達(dá)到70度，窗扇在大角度長行程情況下，會因窗扇前端的重力影響，發(fā)生下垂，從而導(dǎo)致窗扇無法關(guān)緊，關(guān)嚴(yán)。本工程窗扇、窗框、窗扇組角均進(jìn)行了加強(qiáng)設(shè)計，采用四道膠條密封，經(jīng)計算多點鎖采用8點鎖，確保窗扇關(guān)閉緊密，氣密（詞條“氣密”由行業(yè)大百科提供）水密達(dá)到要求。本工程窗扇采用鋁合金合頁設(shè)計，并設(shè)計了高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，保證窗戶配合良好。
本項目采用氣動窗設(shè)計，氣動開啟控制系統(tǒng)由氣動開窗機(jī)（詞條“開窗機(jī)”由行業(yè)大百科提供）、壓縮機(jī)、儲氣罐（詞條“儲氣罐”由行業(yè)大百科提供）、控制柜和連接銅管組成。本項目幕墻立柱特別為連接銅管設(shè)計了安裝槽，連接銅管隱藏在立柱中，不影響外觀。氣動系統(tǒng)的控制是由消防信號(24V直流常閉火警信號，由2根1.5mm2的防火電線連接排煙窗控制柜中的控制閥與消控中心)發(fā)出指令到排煙窗區(qū)域控制箱，控制箱發(fā)出指令輸送氣源打開排煙窗。氣動排煙窗具備在系統(tǒng)失電等緊急情況下都能正常工作的防失效保護(hù)功能，儲氣罐有足夠的氣壓保證系統(tǒng)開啟關(guān)閉3次。
氣動控制自動排煙窗簡單的空壓供應(yīng)系統(tǒng)成本低，少維修，在火災(zāi)緊急情況下運(yùn)行可靠安全，具備10年以上免維護(hù)的品質(zhì)。空壓供應(yīng)系統(tǒng)能克服由于設(shè)備使用年限的增加而使開啟阻力變大。即使阻力變大，氣動控制模塊的反推力也隨之增加。氣動控制系統(tǒng)用于消防排煙更穩(wěn)定和安全。
三 結(jié)語
浦東機(jī)場衛(wèi)星廳立面簡潔大氣，簡單中追求極致，極致大小的分格尺寸，極致大小的豎向裝飾條，極致纖細(xì)的截面設(shè)計，極致緊湊的構(gòu)造設(shè)計，由此也帶來了設(shè)計上的挑戰(zhàn)性。設(shè)計過程中不斷提出新方案，通過對多種方案的反復(fù)比較分析，不斷進(jìn)化，最終形成以上方案，較為完美的實現(xiàn)了建筑的美學(xué)要求，達(dá)到了安全可靠的性能要求。
參考文獻(xiàn)：
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