禹强

摘    要：21世纪后我国经济快速发展，建筑工程与国际接轨频繁，尤其是建筑幕墙领域，已经引领世界潮流，有很多国际地标项目都是有中国公司设计、制造的。下面我们针对COCOON大厦项目做一下幕墙设计解析。

关键词：建筑幕墙;排水原理;设计解析

1  引言

设计工作是一个项目的灵魂，设计的质量直接关系到项目后期使用运作的好与坏，关系到业主的收益，关系到使用者的舒适度。下面我们针对COCOON大厦幕墙项目进行一下设计解析。

2  建筑简介

COCOON工程位于日本东京都新宿区，属世界典型建筑之一。本建筑地上主体高度203m，占地面积约5170m2，地下4层，地上50层，幕墙面积约30000m2。主体结构为钢结构体系，功用为职业专修学校。学校主要开设服装设计系、计算机系、医疗保健系三大基础学科。因为此三项基础学科均属于就业技能培训的雏形学科，故将该学校的教学楼命名为COCOON，本意为蚕蛹，寓意上述三项技能培训为服务社会的基本培训，应该象蚕蛹一样破茧而出，化蛹为蝶，具有超凡的生命力。

3  机构简介

本工程的建筑师为丹下都市建筑设计副社长高桥良典先生。本工程的总包公司为日本清水建设株式会社。本工程的幕墙制作公司为沈阳远大公司。本工程的现场安装公司为日本的昭和钢机公司。

4  建筑材料

（1）本工程的造型纵向为曲线，横向为折线的形式，故对主要受力紧固件的抗震防松动的指标要求很高，考虑到工程的整体受力的稳定性，选用了日本进口的双螺纹自锁螺栓、螺母。工人操作时采用电子数显定矩扳手锁紧螺母，这样使得主受力紧固件的操作更科学合理。

（2）本工程的单元为明框效果，故主要采用如下几种类型胶：①SC—M500白色专用密封胶为日本进口胶，用于本工程斜向500mm宽装饰扣板处，因为此处装饰板的表面氟碳喷涂为白色效果;②SE—960黑色结构胶为日本进口胶，用于转角一体单元的竖向外露玻璃填缝处。

（3）本工程EPDM类胶条及玻璃垫块、胶块、胶堵类附件：①模压一体内外镶嵌玻璃胶条选用的是马来西亚TM公司的产品，因为本工程的玻璃规格近1000种，故安装玻璃的内、外层模压胶条的种类近2000种。②本工程高强度玻璃垫块（90±5°）及高弹性胶垫（1.3mm厚）、高弹性胶堵（±25mm变形量）属工程的重要附件，对材质的要求很高，对加工成型品的工艺性要求也很高，故选用了造价较高的日本进口件。

5  结构特点

（1）标准单元尺寸为6000[×]3850（接近平行四边形），单樘重量约为1.5吨，侧面单元分格形式要更为复杂。考虑到尺寸超规格，不方便运输，故将一樘单元在远大工厂分体组装成三樘小单元（每樘小单元的主视效果均为“Z”字型），然后海运到日本现场，在现场用加强钢衬框将3樘小单元拼装成一樘大单元。单元的分体运输整体吊装是幕墙技术的一次革新，这就需要保证单元的整体气密性、水密性、抗风压性能和抗震性能。尤其日本是地震多发地区，我司在单元的拼接部位采用的是高强EPDM胶堵，该产品具有一定的抗冲击性和延展性，实验室检测可伸缩性达±25mm，同时单元的端部及接口部位均采用了可靠的密封处理。

①在单元拆解过程中，考虑到“Z”字型单元的悬边杆件端部截面强度削弱，故在对接横框处增加铝插芯，提高了单元拼接的强度，增加了抵抗变形的能力。单元拆解后，单元板块的整体刚度有很大的降低，为保证运输中不至于变形，我们采用了40[×]20[×]2的钢方管在悬边一侧进行拉接，提高单元板块的整体刚度，避免在运输中出现损坏，保证了高质量的幕墙产品。

②在单元拼接过程中，考虑到“Z”字型单元对接产生的偏差，我們在上横框上增加了定位销，提高了拼接组装的精确度。另外，在拼接时上横框采用“几”字型钢衬框，中横框采用“U”字型钢衬框，下横框采用“Z”字型钢衬框，将分体单元组装成整体单元。

（2）本工程的横向、竖向及斜向主受力框连接部位均采用日本进口的高弹性EPDM胶垫（1.3mm厚），该附件具有压缩0.8mm后起到吸收型材加工端部偏差及密封作用，同时当主体变位传到单元后起到高度变位而回弹的作用，回弹性可达100%，这样就在变位过程中同样起到密封的作用。

（3）本工程的单元主受力杆件及相配套的扣板交接部位均为异型角，为了使连接部位具有等强度传递荷载作用，在杆件及扣板的端部用铝垫框转接处理。尤其是斜的主受力杆件的内衬垫框的线密度达到10.6kg/m，单元的主材为铝材，这样就势必增加单元型材的平米含量，本工程在保证单元整体性能和内外效果的前提下，经多次深化调整，但是由于结构复杂，造型特异，型材每平方米含量应不低于30KG，这也是这一工程采用垫框连接的一大特点。

（4）本工程的外层幕墙（我司承揽范围）在热工方面的追求不是很高，采用的面材为单片玻璃，在处理冷凝、结露水方面采取了一个新的工艺：单元上、中、下横框及斜竖框部位均开设排水孔，同时用日本进口的单向排水塞（PVC材质）作为排水孔的单向导出阀，当室内有结露水时，结露水汇集到排水塞部位，单向排到室外，同时室外的水、气等介质向室内流动时，排水塞内的浮动圆球就会受力浮起，将排水塞的排水孔密封，这样起到气密、水密的作用。

（5）本工程的单元对接部位，尤其是单元上横框部位是缓冲主体变位的主控制部位。该部位采用±25伸缩量的EPDM高弹性胶堵，它能够吸收因主体变位所产生的大量变形。该部件是由EPDM内包不锈钢衬板制成。即具有一定的强度又具有一定的变形，在变位过程中即起到缓冲的作用又起到密封的作用。

6  总评

通过本工程不难看出中国幕墙行业已经成为世界幕墙的引导者和主力军，在该工程中对新结构的采用、对新技术的开发、对幕墙加工领域的开拓都已经达到了世界先进水平。

参考文献：

[1] GB 50429—2007.铝合金结构设计规范[S].

[2] GB/T 15225—94.建筑幕墙物理性能分级[S].