许 博 （上海现代建筑设计集团工程建设咨询有限公司， 上海 200040）

近年来，建筑师越来越喜欢复杂造型的建筑设计，如北京市朝阳公园大厦、北京市银河 SOHO 等，此类建筑多采用单元幕墙。由于外立面为曲面形式，幕墙设计时考虑采用平板单元板块拟合成曲面方式。为了适应不同的曲面曲率，单元幕墙采用了不同的组合角度设计，要求不同的角度需要有不同的铝合金模具。这不仅降低了单元板块的组装效率，多套模具的使用也增加了建筑成本。

以北京市银河 SOHO 为例，在幕墙的招标图设计中，需要采用 10 对竖框，不仅模具费用高，型材也极易造成混乱。经过施工单位的深化设计，铝合金竖框减少到 5 对模具，虽然降低了一部分模具费用，但是相对于普通单元幕墙而言，仍是多出了 4 套模具费用。

2015 年，上海市某公司办公楼采用了第一个可旋转式单元幕墙。该项目采用不同角度的折线幕墙，为降低幕墙成本、提高单元板块的组装效率，采用了一种可旋转式单元附框。这为不同角度组合的双曲面幕墙提出了一种新的设计思路。

本项目幕墙采用多角度折线形单元幕墙的设计方案。单元幕墙采用可旋转方式，即单元幕墙铝合金竖框采用两种型材相结合的方式。单元幕墙立柱与普通单元幕墙相同，在立柱前端增加圆柱形铝合金附框，与单元立柱通过不锈钢螺钉连接，从而实现不同角度的组合，大幅减少幕墙生产加工过程中的模具种类。因此，采用可旋转式连接的折线单元幕墙可以合理降低造价，同时又可提高组装效率。

1 可旋转式单元幕墙设计思路

可旋转式单元幕墙大样图如图 1 所示。

图 1 可旋转式单元幕墙大样图

由图 1 可知，本项目为双层幕墙，外侧为可旋转式单元幕墙，内侧采用铝合金窗系统。本文主要针对外侧单元幕墙进行探讨。外侧单元幕墙在平面上呈折线型变化，折线的角度均不相同，如采用上述不同单元型材模具组合的方式，不仅会增加模具费用，同时也会给单元板块组装及现场安装带来一定的难度，造成时间、成本上的增加。

本项目设计的单元幕墙为横明竖隐系统。不同于传统幕墙，在铝合金竖框前端增加圆柱形的附框，玻璃通过结构胶与附框粘接固定好，再插入铝合金竖框中，旋转好角度后，在竖框内侧通过不锈钢螺钉固定好，从而可满足不同角度的单元板块组合要求，单元附框节点如图 2 所示。

图 2 可旋转附框节点

在设计时，折线角度为 15.0°～－15.0° 之间，角度变化达 30.0°。在 30.0° 内，铝合金型材可随意组合，满足不同的角度变化。

具体设计以及组装步骤如下。

（1）根据立面以及平面不同位置的不同单元板块，首先将单元板块进行编号。

（2）单元幕墙附框采用圆柱形型材，在工厂组框时，可以根据需要组合成不同的角度。

（3）通过机制螺钉固定。

于2013年4—6月在宁波市奉化区采用整群随机抽样方法随机抽取2个街道 （镇），每个街道（镇）抽取1个居委会（行政村），抽取的居委会（行政村）内65岁以下的已婚妇女为调查对象，采集子宫颈脱落细胞样本进行HPV检测。所有调查对象均知情同意，共采集778份样本，样本来源者年龄23~65岁，中位年龄为45岁。

以单元板块编号 4 和 5 为例，具体如图 3 所示。两个单元板块之间的角度为 165.0°，4 号及 5 号单元板块玻璃与幕墙垂直面之间角度为 82.5°。单元板块在工厂内组装时，首先将 1 号件（铝合金附框）插入到 2 号件的槽口中（铝合金竖框），调整好角度后，将不锈钢机制螺钉打入到铝合金竖框中，从而使整个单元板块保持在需要的 82.5° 角度上，具体如图 4 所示。

通过以上分析可知，铝合金附框和铝合金竖框之间的角度可以随意组合，既降低工程成本，又提高了工作效率。

图 3 单元板块编号大样图

图 4 单元板块组装节点

2 旋转式单元幕墙节点的配套设计

2.1 铝合金竖框设计

单元幕墙的玻璃角度变化，导致单元玻璃与铝合金竖框的间距不同，如图 5 所示。为满足室内装饰效果，使单元竖框与玻璃之间的距离保持一致，此部位在设计时考虑的尺寸为变化值。首先在电脑上设计不同角度的单元板块加工图，根据每个单元板块，将此处型材在加工厂内铣掉，从而使玻璃与铝型材之间的距离均为 6 mm，保证装饰效果。

图 5 玻璃组装示意图

2.2 单元幕墙横竖框交接设计

本项目单元幕墙采用目前水密以及气密性能比较先进的设计方式，即水密胶条置于横竖料加工完成面之前，如图 6虚线所示。水密胶条在不同一平面内，竖向胶条在前、横向胶条在后，幕墙胶条不交圈，前道插接翅未被铣掉。

图 6 单元幕墙水密线示意图

此类单元幕墙设计的优点在于单元竖框的插接翅未被铣掉，在左右竖框间形成的间隙被泡棉封堵。在整个平面内形成了环形密封，无密封间断点存在，竖向胶条在外侧形成密封，横向胶条在内侧形成密封，从而保证单元幕墙具有更好的水密性能。

3 工程应用

上海市某公司办公楼在国内较先采用此种构造的单元幕墙。其外立面在平面上为不规则角度组合的折线形式，而如采用传统的单元幕墙，则需要多套模具。目前该项目铝合金竖框采用可旋转式附框的施工已经结束，且单元幕墙通过了四性试验，物理性能满足设计要求。

关于该项目节点设计的几点思考如下。

（1）竖向铝合金附框设计比较复杂，且附框与旋转框之间采用不锈钢自攻钉连接，受力不好，同时影响室内效果。

（2）玻璃采用大小片设计，在运输以及搬运过程中，容易造成玻璃的破碎。

本案汲取该工程的优点，同时进行了一定的优化设计，使旋转附框设计更加简洁、美观，结构设计更加合理。

4 结 语

旋转式单元幕墙不仅在理论上可实现，实际工程中亦有应用。实践证明，可以完全满足幕墙的物理性能以及规范要求。本课题所研发的可旋转式单元幕墙，相对于传统的幕墙，最主要的优点是可以采用 1～2 套模具来实现不同角度的幕墙组合。这样，在降低成本的同时能够满足建筑师对外立面效果的需求。