身“鳞”其境！深圳机场卫星厅de幕墙深化分析

  深圳机场卫星厅位于T3航站楼北侧，总建筑面积约为24万平方米，通过捷运系统连接T3航站楼和规划中的T2航站楼。卫星厅蛋卷形的建筑外壳，呈现出流畅、圆润的外观;与T3航站楼六角形表皮及流线造型遥相呼应。立面幕墙上设置白色鱼鳞形遮阳构件，在充分的发挥遮阳、节能功效时，又为建筑带来灵动、活泼的气息。本文通过卫星厅项目，对场馆类幕墙特点及异形遮阳构件应用技术，进行探讨、以供参考。

  卫星厅项目整体呈X造型，主楼由四条直线指廊及弧形中央指廊组成;东北、西北指廊幕墙高13.7～22米，中央及南面指廊幕墙高度22米 ，呈南高北低的趋势。主要幕墙系统包括：指廊外幕墙、指廊端口幕墙、首层全玻幕墙、玻璃雨棚、吊顶格栅、遮阳构件等，工程总计约8万平米;其中指廊外幕墙面积约4万平方米。

  深圳机场“卫星厅”｜大蛋卷幕墙＋鱼鳞遮阳件｜本文以指廊玻璃幕墙系统为例，分析机场类幕墙系统模块设计特点，并对遮阳装饰构件的深化设计做探讨，以供类似项目参考。

  项目位于沿海开阔地带，地面粗糙度为A类，基本风压0.9kPa;建筑层数5层，屋面为钢结构网架屋面。指廊幕墙采用全明框系统，横竖龙骨均为钢结构;顶部玻璃内倾，底部玻璃外倒;玻璃外侧设置遮阳构件，外立面简洁、规整。

  本幕墙系统为全明框结构，包括：焊接钢立柱、钢横梁、型材底座、铝合金压板、铝合金装饰盖、防脱角码等。幕墙龙骨外侧，焊接“T型钢码件”;铝合金型材与幕墙龙骨之间，通过“T型钢码件”、“不锈钢螺栓”固定。立面玻璃包括：12TP(LOW-E)+12A+10HS+1.9PVB+10HS中空钢化(半钢化)夹胶超白LOW-E玻璃(双银)、10HS+1.9PVB+10HS(LOW-E)+12A+12TP中空半钢化(钢化)夹胶超白LOW-E玻璃(双银)。外倒玻璃的夹胶面向外，内倒玻璃的夹胶面向内;保证玻璃自爆后，碎渣不掉落伤人。

  本系统立柱跨度大(13.5米)、间距大，建筑造型特殊(弧形)，常规铝合金龙骨已不适用。采用焊接钢扁通作为幕墙立柱，氟碳喷涂处理。因屋面排水需求，每6个分格(约18米)，设置一根落水管立柱(320宽)。其余为标准立柱(200宽)，间距2.8米～3.2米。钢立柱与建筑表皮一致，呈外凸的曲线造型;立柱的外缘与玻璃面平行，折线过渡;内缘为滚弯圆弧曲面。

  幕墙横梁采用成品钢通，跨度2.8米～3米，氟碳喷涂处理。标准横梁为140×140×6钢方通，间距1.8～1.95米。幕墙与屋面交接处，顶部横梁两端与立柱焊接，规格为200×150×10钢扁通。横梁与立柱通过焊接，三边角焊缝，焊高同横梁壁厚，形成幕墙网架。每根落水管立柱处，标准横梁通过插芯与立柱连接(滑动连接)，以释放温度变形。

  场馆类建筑的屋面结构及形式，通常为钢结构网架结构，不承受立面维护结构的重量;幕墙重力由立柱底部混凝土结构梁承担，立柱为承压构件。常规设计是立柱底部开圆孔(铰接)，顶部开长圆孔(滑动连接)。本工程幕墙具有“双向圆弧曲面造型”的特点，立柱安装方向多;为保证加工及施工的便捷性;立柱的顶部设置不锈钢连杆。立柱底部，通过销轴、耳板，与整体的结构梁(预埋件)固定;立柱顶部，通过销轴、不锈钢连杆、耳板与钢屋架连接。整体的结构梁、幕墙网架、不锈钢连杆、钢结构屋架依次铰接，使幕墙龙骨系统，形成“二连杆机构”;实现幕墙自重落地，减小幕墙自重对屋面结构的影响。

  玻璃幕墙所受风荷载，通过横梁、立柱直接传递给主体结构，传力路径简洁。风荷载通过立柱顶部传至屋面结构时，为减小风荷载对屋面结构的“上推趋势”，不锈钢连杆需尽可能保持“水平状态”。施工深化过程中，充分的利用BIM技术，通过精细化建模设计;在屋面钢架与连杆之间设置“转接钢架(支座)”，以适应“高度尺寸”和“进出尺寸”的变化，保证连杆水平。

  因建筑节能设计的需要，幕墙外侧设置遮阳装饰构件，标准立柱上包含8个遮阳件。遮阳件外挑尺寸260～650mm，从下到上逐渐增大。

  如上图所示，遮阳件整体呈“L形”，水平面及侧向面直接受风。水平风荷载通过横梁，传递至幕墙立柱及埋件，传力途径清晰、结构可靠。但在竖直方向，单个遮阳件受风面积0.32～0.63㎡不等;每根立柱上，受风面积达3.8㎡。项目位于临海开阔地带，构件数量多(4887件)，其侧向力不应忽视。经整体建模分析，立柱顶部侧向荷载7.4kN。

  为保证侧向荷载有效传递至整体的结构，立柱底部耳板增加加强钢肋板;在每隔18m的立柱顶部，设置铰接斜撑杆(φ152×10钢管)，以抵抗遮阳件带来的侧向风荷载。斜撑杆两端，采用定制“万向球铰机构”，以适应平面角度的变化。

  地处岭南沿海，融入深圳市花(三角梅)的设计灵感，鱼鳞形的遮阳构件赋予建筑动感及鲜明的特色，既充分的发挥了遮阳、节能的效果，又契合了深圳沿海城市的气质。依据建筑朝向和日照角度的变化，遮阳构件的尺寸和朝向各部相同。遮阳件空间异形、尺寸大、种类多，龙骨防腐和扭曲加工成为设计难点。

  初始设计的具体方案中，遮阳件龙骨为氟碳喷涂钢通;钢骨架焊接成框架，加工简便、材料成本低;但项目位于沿海区域(受盐雾侵蚀)，钢材耐腐蚀和抗老化性能差、后期维护成本高。

  遮阳件的弯弧过渡区域，为扭曲造型(双向曲面)。传统工艺中，可考虑铝板弯曲成型，或用铝圆管(φ50)弯扭、对剖切割。方案理论上可行，但通过样板验证;因构件弯曲半径小，尺寸多，加工成本高，不能够满足工期要求。

  为解决上述难题，经理论分析及多次样板验证;创新采用了：铝骨架、双曲弯弧铝铸件、整幅穿孔铝板的全铝结构体系;完全解决防腐和加工难题。

  铝龙骨焊接，虽受力简单，但工艺技术要求高，角焊缝强度低(65MPa)。焊丝选择、焊接电流控制、气体保护等，均需严控;加工效率低，不满足工期和成本的要求。

  机械连接，即通过螺栓、螺钉固定。受力途径复杂，传统简化计算，不能体现出实际受力工况。本系统计算思路：首先，通过电脑整体建模，采用有限元分析，确认最大应力点位和挠度。其次，结合铝材开模优点，型材之间采用卡槽式连接，加大接触面，减小螺栓连接处应力。

  铸件细节设计上，在弯弧铸件的端部设凸台和耳板，铸件和铝合金骨架通过螺钉固定，组框安装方便;避免了大面铝焊的风险。

  面板设计上，面板在圆弧过渡处，不分缝;采用整体大板加工，利用“蒙皮效应”加强结构刚度。

  建设绿色低碳经济，全方面提升建筑节能水平，是“十四五”节能减排工作的重要目标。卫星厅优雅、流畅的建筑外表皮上点缀灵巧的遮阳件，实现了节能与装饰的完美融合;科学的建造技术，将设计理念顺利落地，可供类似项目借鉴。