“饕餮纹”幕墙，三亚“丝路之塔”再现古典美

1 工程概况

　　三亚丝路之塔项目位于三亚市崖州湾新区中心渔港宁远河出海口处。整个项目的建筑设计由中国工程院孟建民院士亲自把关，整个建筑造型引入“鼎、樽、八角塔、天圆地方、五龙传说”的中国元素，主塔高度为95m，寓意九五之尊，塔身的表面肌理采用中国传统的饕餮纹镂空以及表面云纹元素，来体现一种治身治国、威严有序的传统文化(详见图1)。本文就此部分如何由设计理念转变为装饰幕墙，如何采用绿色、高效的装配施工技术来安装施工，做详细的介绍。

图1 三亚丝路之塔项目效果图

　　2 饕餮纹幕墙系统的演化过程

　　每个建筑师脑海中都有一个色彩斑斓的梦，实现这个梦需要我们集合各行各业的智慧，集大成者方能圆梦成真。对于本工程塔楼-4.5m至78m塔身的纹理，建筑师想要一种镂空、有厚度、远看是饕餮纹，近看是云纹的外观效果，而且每个单元图案中间无明显拼缝，同时需要考虑后期整个塔身的灯光效果，留有足够的位置安装灯珠。如果仅仅制作这样的一块材料，那可以有很多的选择，但是就整个工程而言就比较困难了，作为一种近百米高度的幕墙装饰材料（词条“装饰材料”由行业大百科提供）其本身必须有足够的强度，能够可靠的连接，以满足像三亚海边这种恶劣天气的受力要求，而且还要综合考虑施工成本和生产周期，就是一件比较棘手的事情。

　　凭借EPC项目的便利性，我们施工设计单位能够及时参与到前期的方案设计中，配合深圳市建筑设计总院尝试着各种不同的方案，材料从铁板、铝单板到铝（词条“铝”由行业大百科提供）铸件（词条“铸件”由行业大百科提供）以及新型材（词条“型材”由行业大百科提供）料，加工技术从线切割、焊接、压铸、铸造到3D打印，整个饕餮纹的花纹方案也随着材料的不同，一直在调整优化(详见图2、图3、图4、图5)。为了达到视觉效果的质感要求，面板的厚度要到达30-40mm，而且整个项目5000平方米的生产加工周期不能超过两个月，这就否定了其中几个方案，铁板线切割的重量太重，而且造价太高，铝板与穿孔板焊接的质量和外观都存在隐患，而且加工周期也不满足要求，3D打印技术市面上暂时还没有这么大尺寸的机器，而且成本和材料的材质都会收到影响，铸铝之后再钻孔的效果已很接近，但还是有缺陷。我们在此基础进一步调整了加工工艺，并联合精确开模技术，将泛光需要的钥匙孔型灯孔一起开模，最终通过压铸技术，制成了整体厚度30mm，局部厚度5mm，全镂空饕餮纹，表面布置云纹的铝铸件(详见图6)。

图2 铁板线切割类似效果

图3 铝板焊接实体效果

图4 3D打印类似效果

图5铸铝后钻孔实体效果

图6 饕餮板镂空铝铸件实物照片

　　3 饕餮纹铝铸件幕墙系统设计以及安装过程

　　1. 幕墙系统的设计思路

　　三亚丝路之塔的主体结构为纯钢结构（词条“钢结构”由行业大百科提供），只有-4.5m至16.8m和67.2m至95m的空间为使用空间，中间大片的空间只是电梯井道，所以饕餮纹铝铸件幕墙可以实现大面积的镂空形式，而不用考虑幕墙的防水。但是考虑到现场施工条件的限制，室外只能使用吊篮安装，而室内空间狭小，只能临时操作，不能作为材料运输通道，而且工期紧张，交叉作业频繁。为此打算将幕墙系统设计为装配式小单元幕墙系统，将绝大多数的工作留在加工厂，现场只进行挂码挂接和少量的螺栓（词条“螺栓”由行业大百科提供）调节。

　　通过图纸分析得出，塔楼的标准层高为2.8m高，每层都有工字钢梁作为幕墙生根点，而饕餮纹板的竖向分格是1.4m，横向分格为1.5m，正好是每层两块板的关系，同时为了保持饕餮纹镂空效果，尽可能的减少龙骨的数量，所以最终选择每两块饕餮板作为一个安装单元，龙骨选用10#槽钢做一个日字型的简单骨架，背面用螺栓将铝铸件与钢框架（词条“框架”由行业大百科提供）连接起来(详见图7、图8)。

　图7 饕餮板与钢架组装图

图8 饕餮板与钢架组装实物照片

　　其实对于连接点的强度我们并不担心，我们担心的是在30%的不规则穿孔率下，是不是存在薄弱的局部位置，局部的连接强度够不够，所以对此专门进行了整个板面的强度和变形计算，计算结果满足受力要求(详见图9)。

　

图9 饕餮板变形计算模型以及结果

　　2. 铝铸件的装配式组装与安装

　　A. 整个饕餮纹板的尺寸为1500*1400mm，在现有的加工工艺下，很难实现整体一块的开模和铸造，所以根据实际图案和加工周期，将整个图案分成8块开模，在连接点处预制连接耳板(详见图10)。在经过专业的压铸、成型、组装、喷涂等工艺后，使8块铸件形成一个有机的整体(详见图11、12、13、14)。而在工厂组装的过程中，使用了45颗M10的沉头螺钉进行机械连接，这样既保证了整体的强度，又保证了密拼的视觉美观效果。

图10整板分块示意图

图11 压铸

图12 成型

图13 组装

图14 喷涂

　　B. 饕餮纹板与单元钢架的连接也是通过螺栓连接的，钢架在工厂加工、焊接、喷涂完成后，与饕餮纹铸件通过32颗M10的不锈钢螺栓可靠连接，然后再将每块板上的108颗灯珠卡扣在饕餮板预留的钥匙孔型槽口中(详见图15)，最后整体吊装挂接(详见图16)。

　　图15 饕餮板与灯珠的配合安装

图16单元挂接图纸

　　4 装配式幕墙施工的优点和实施条件

　　装配式的工艺贯穿了整个幕墙系统的各个阶段，从生产、加工、安装到与其他专业的配合，当然万物都有其双面性。

　　优点：1.可以大大提高加工、安装的效率，降低安装成本，并且便于质量控制，提高了整个幕墙工程的使用寿命;2.减少现场的切割、焊接作业，特别是高空作业，降低幕墙施工的危险性;3.减少幕墙工程施工现场的环境污染，提高对噪音、废气、废液的控制和回收，以及边角料的回收再利用;4.幕墙结构受力分界明显，便于分析受力情况，幕墙的结构安全更容易控制;

　　实施条件：1.政府和行业协会应加大对装配式幕墙施工的支持和引导;2.项目管理核心应从现场管理向施工深化设计和材料精加工转变;3.需要设计工作提前，设计大量的预留孔洞、安装丝孔;4.需要提高加工、测量设备的精度，特别是现场三维测量放线的应用;5.加大对BIM等计算机技术的推广和应用，包括设计、加工、施工等各个阶段，促进信息共享;6.对现场的原始结构的精度要求提高;

图18 饕餮纹铸件幕墙近观照片

图18 三亚丝路之塔远观照片

　　5 结束语

　　经过4个月的紧张施工，整个项目已经基本完工，饕餮板幕墙作为整个项目外立面效果的一个亮点，充分实现了远看磅礴大气、近看精致内涵的设计要求(详见图17、18)。建成后的丝路之塔将作为三亚市“一带一路”战略的标志性建设工程项目，集成船只航行指引、旅游观光、应急和商业发射塔等功能于一体，是三亚市参与打造21世纪海上丝绸之路，加快推进南海资源开发服务保障基地建设，为海上丝绸之路创造优质服务平台的重点工程，能够有效提升“海上丝绸之路”前沿基地的城市综合服务水平。