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中央电视台新大楼幕墙工程技术特点简介作者：魏东海日期：2009-12-2811:45:17文章概括：本文主要介绍了中央电视台新址项目-CCTV主楼“薄型”单元玻璃幕墙工程技术特点，较为完整地分析了该项目幕墙工程的技术难点、关键环节，提出了可供借鉴的解决方案。“全球十大最强悍工程”－中央电视台新大楼幕墙工程技术特点[提要]：本文主要介绍了中央电视台新址项目-CCTV主楼“薄型”单元玻璃幕墙工程技术特点，较为完整地分析了该项目幕墙工程的技术难点、关键环节，提出了可供借鉴的解决方案。[关键词]：“薄型”单元玻璃幕墙、可开启排烟单元挂板、十字伸缩缝、抗爆炸1工程简介：项目名称：中央电视台新址项目-CCTV主楼项目建设地点：北京市东三环路的中央商务区内建设单位：中央电视台新址建设工程业主委员会建筑设计单位：荷兰大都会建筑事务所(OMA)上海华东建筑设计研究院幕墙设计及施工单位：北京江河幕墙股份有限公司建筑面积：49.49万平方米建筑高度：234米玻璃幕墙面积：110000m2幕墙类型：“薄型”单元玻璃幕墙及“菱型”槽式钢格构2工程特点中央电视台新台址项目是由CCTV主楼、电视文化中心（TVCC）以及服务楼三个建筑物组成，其中CCTV主楼最高234米，52层，主楼的两座塔楼双向内倾斜6度，在161米以上由“L”型悬臂结构联为一体。（如图1，图2所示）图1CCTV主楼立面效果图CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙系统是基于每个“菱型”槽式钢格构单元的整合并形成坚固的独立单元，悬挂于斜撑构架的“菱型”槽式钢格构，幕墙结构的总体位移被累积在每个“菱型钢格构”的边缘，建筑外表采用强烈的不规则几何图案和L型悬臂结构，使整个大楼给人以强劲的震撼效果。（如图3所示）图2主楼幕墙施工现场（西南方向）图3立面强烈的不规则几何图案CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙选用全部半钢化中空夹胶彩釉网点低辐射形式玻璃，双银LOW-E在第4面，彩釉网点在第2面，其规格为8+2.28+8（外片）+16A+8+2.28+6（内片），中空间隔条采用了进口奥玛特黑色不锈钢材料。“薄型”单元玻璃幕墙最大玻璃分格尺寸高度为4.25米，宽度为1.5米，最大单元板块尺寸为高5.5米，宽1.5米，板块最大重量约为800KG。（如图4所示）图4立面幕墙玻璃外视效果3幕墙的构造设计CCTV主楼立面幕墙结构设计难点主要解决“薄型”单元玻璃幕墙变位容差（抗震）设计、抗爆炸设计、超大型可开启排烟单元挂板等技术问题。其中幕墙结构受力、变位以及力的传递形式是关键，热工性能和抗冷凝水设计、幕墙结构密封性能，是能否保证大楼正常功能使用的技术难点。整个立面“薄型”单元玻璃幕墙系统设计主要经历了以下关键过程：3.1主体结构蝶形板处预埋连接件及支撑幕墙的“菱型”槽式钢格构设计，连接埋件要承担爆炸冲击波产生的荷载、风荷载、幕墙自重的荷载。（如图５所示）图5主体结构蝶形板预埋钢件设计3.2立面“薄型”单元玻璃幕墙系统设计（如图6，图7所示）CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙系统是一个厚度仅仅只有113.56mm的单元结构系统，其中玻璃厚度尺寸为50.56mm，铝合金玻璃结构通过“猪鼻子”螺栓组件与200mm*150mm的竖向H型钢结构相连接，整个幕墙和钢结构的厚度尺寸为330mm。（如图8所示）图6玻璃幕墙单元十字接缝3D模型图7玻璃幕墙单元十字接缝3D模型二图8玻璃幕墙单元竖料节点大样3.3可开启排烟单元挂板设计（如图9所示）CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙系统中可开启排烟单元挂板尺寸非常大，最大高度有5.5米，宽度为1.5米，每扇最大重量约800KG,考虑84度面和96度面开启角度为10度。最大难点是选用足够拉力和推力大的五金配件，并且在系统结构设计上满足开启排烟单元挂板由于位移变化和安装空间问题。通过多次模拟计算分析和试验验证，成功解决了结构受力、五金配件选用等难题。图9可开启排烟单元挂板多次反复试验验证3.4十字伸缩缝系统设计（如图10所示）CCTV主楼支撑立面“薄型”单元玻璃幕墙的“菱型”槽式钢格构，由于抗震、热伸缩等位移变形而设计十字伸缩缝系统，其材料的选用是该项工程关键技术之一，整个立面十字伸缩缝系统具有多种尺寸规格特点，需要吸收由于地震、风压、可变活荷载、温度变化以及施工预调变形等因素而产生的位移变形，并且能够满足防水密封、保温、耐高温和低温、加工制造成本低等要求。经过多次试验采用进口SANTOPRENE材料高温模压成型和焊接工艺，从而成功实现了十字伸缩缝整体组装和安装工艺要求，并可适应多种角度变化。图10十字伸缩缝胶条三维模型3.5立面幕墙维护设备系统设计（如图11所示）CCTV主楼支撑立面“薄型”单元玻璃幕墙的清洗和玻璃的更换是这个大楼一个难点，清洗维护设备要跨越双向倾斜的“菱型”槽式钢格构，有84度和96度两种斜面，玻璃的最大更换尺寸为4250mm*1500mm，设备采用了双层吊篮结构，配以足够大的玻璃吸盘，采用10-12组导轮跨越“菱型”槽式钢格构，任何工况至少保证有4组导轮同时固定在轨道中。图11立面幕墙维护设备调试4幕墙试验验证CCTV主楼立面“薄型”单元玻璃幕墙经历了物理性能、抗爆炸、振动台、热循环等四个大型试验模型的测试，是目前为止国内唯一一个进行过这四类试验的幕墙工程。在一个近400平方米的测试1：1模型进行了气密、水密、抗风压和平面内变形等物理性能的测试（如图12所示）。图12约400平米物理性能试验模型抗爆炸测试分别选用50KG和100KG的TNT炸药，在一定距离范围内满足反射的峰值压力Pr=272kPa，反射脉冲=955kPa-msec，持续时间td=7msec三个参数要求的抗爆炸测试，其中要求最小危害等级为C级，即每块碎片的最长直线长度相加其总和不得超过250mm（如图13所示）。图13抗爆炸试验模型振动台测试考虑到国内试验条件有限，按照跨越2个楼层菱形框单元进行1/550和1/75地震变位测试，按照8度和8.5度设防进行抗震结构测试。（如图14所示）图14振动台试验模型幕墙热循环测试是按照跨四层的标准“菱型”槽式钢格构单元进行了抗冷凝水和热工性能的试验。（如图15所示）图15热循环试验模型上述试验结果均达到了中央电视台新址项目-CCTV主楼幕墙设计技术要求。中央电视台作为国家级电视台，是中国传媒业的排头兵。中央电视台新址项目是目前国内甚至世界上设计、施工难度最大的幕墙工程之一，被誉为“超越时代”的高层建筑。2005年，被美国《商业周刊》评为“中国十大新建筑奇迹”；2007年，又被美国《时代周刊》评为“世界十大建筑奇迹”；2007年，还被英国《泰晤士报》评为“全球十大最强悍工程”。中央电视台新台址幕墙玻璃设计文章来源：中国幕墙工程网作者：陈峻凌吉日期：2009-12-2816:51:41文章概括：本文通过对CCTV建筑幕墙玻璃的设计历程回顾，向建筑师展示了一种现代高层建筑玻璃的设计选择方法：针对建筑审美、幕墙性能、建筑功能等的要求，在现有材料技术的条件下，参考世界上已建成同类型项目的玻璃配置，通过对玻璃生产厂家的考察和召开专家的论证会，确定备选方案。再者对备选方案的各项指标逐一比较论证，并进行相关模拟计算，最后由业主和建筑师共同确定最终方案。在整个设计过程中不断有新的玻璃样品提供便于比较和选择，最后结论：配置双银LOW-E的中空玻璃是通常状况下高层建筑玻璃性能保障的备选方案。愿本文对建筑师的玻璃选择提供一种有益的工作思路。一前言笔者在2003年-2005年期间，有幸参与了中国中央电视台新台址玻璃幕墙的初步设计工作。本文主要介绍的是幕墙玻璃的设计过程和最后的应用。首先对建筑立面及幕墙系统作简要的概述：建筑结构的支撑系统表达了CCTV主楼大面积玻璃幕墙的凹凸韵律。菱形的窗洞形成了立面的分割。中央电视台主楼的幕墙系统为钢支架系统支撑的单元式铝材、玻璃以及钢结构沟槽装配集成板块，是容隔热、防水和排水功能于一体的工厂预制单元玻璃幕墙体系。幕墙次级钢框架构件悬挂于斜交构架之上悬吊竖框顶部固定，底部放松。并受到楼板的横向约束，幕墙恒载不传向楼板的边缘。次级钢支架为连续的立面菱形体系。整个CCTV单体的玻璃面积超过10万平方米，对于电视台这种密集型人员办公、密集型设备和密集型人流特点的多功能大厦，要求幕墙玻璃不但可提供卓越的日照和保温功能，而且还能保障极佳的自然照明和幕墙能见度，从而使用户拥有舒适的工作环境，同时也要满足建筑师外观设计的需要。从专业角度上讲，是要求一种在太阳总能量透过率、高的透光率、隔热玻璃、室内柔和的光线和室外建筑玻璃外观等要求之间的平衡选择。二、可行性方案讨论太阳光具有双重性：在不同季节或在同一季节的不同时间人们对阳光应用的要求不尽相同，有时甚至会完全相反。建筑在被动式利用太阳能方面，存在着两种方式：“温室效应”和“烟囱效应”。“温室效应”是指玻璃的“透过太阳光谱短波阻断太阳光谱长波”特性，给室内持续增热的现象，可以实现建筑的被动式采暖；而“烟囱效应”则指空气受热膨胀变轻向上部空间流动，原来空间由于空气的流失而产生局部负压，导致下部另外空间的空气流入补充，从而引起室内气流的运动，“烟囱效应”可以用来实现建筑的被动式降温。目前，还没有哪一种单一品种的玻璃能够很好地同时协调这两种不同的效应，达到室内舒适的目的。将改变幕墙系统的思路转移到玻璃系统的结构设计上，使用复合系统用来改善玻璃的性能.不失为一种解决问题的思路。通过对世界上典型项目考察和研究，初步确定以下几种幕墙结构形式作为参考。方案一方案二方案三方案四方案一A半钢化低铁玻璃；BPVB夹层；C中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑，定制穿孔不锈钢；D中性LOW－E涂层；E钢化透明玻璃方案二A半钢化低铁玻璃；BPVB夹层；C2mm穿孔磨光铝板网，15mm聚硫胶密封；D透明半钢化玻璃；E中性LOW－E涂层；F中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑。方案三A半钢化低铁玻璃；B多层PVB夹层；C酸洗铝网夹在PVB夹层之中；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑；E中性LOW－E涂层；F钢化透明玻璃方案四A半钢化低铁玻璃；B定制陶瓷涂层；CPVB夹层；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑；E中性LOW－E涂层；F钢化透明玻璃在方案1-3中,玻璃夹层内置一层具可伸展的金属网（作用如微细的百叶帘，遮阳装置）和隔热LOW—E镀膜（改善热交换率u-value），可直接采用透明玻璃而无需有色或反光玻璃，就可以在拥有有卓越的隔热保温性能的同时，控制日照量及阳光的入射角，达到室内光线柔和的目的，它的u-value可达1.5w/㎡k，日照热量系数为0.16。以上数据标准已在建成的美国西雅图图书馆项目中实现，另外在嵌板中空层加入氩气，热交换率u-value更可提升至1.2w/㎡k。内置具延展力的金属网可漫射直射日光，控制眩光，减少年中用百叶帘的机会。而无需长期进行维护，也无需昂贵的安装和运作成本。在方案4中，用印刷涂层（彩釉,印刷图案仿金属网）玻璃样式代替金属网。在进一步的创作中，考虑到由于超高层（CCTV大楼高234米）、超高层高（最大达到5.5米）的存在，出于安全，在室内玻璃层也采用了双层夹胶玻璃，进一步优化结构，有了如下的比较方案：方案A方案B方案AA半钢化低铁玻璃；B多层PVB夹层；C酸洗铝网夹在PVB夹层之中；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑；E中性LOW－E涂层。方案BA半钢化低铁玻璃；B定制陶瓷涂层；CPVB夹层；D中空层—四边丁基硅酮胶或聚硫胶密封，刚性金属支撑；E双银LOW－E涂层。视觉外观：方案A，在室内外光线控制衍射、金属质感、建筑表现力方面明显优于后者。但由于夹层铝网有一定的厚度，在铝网部分的玻璃完全不透明，在不同的角度察看室外存在盲区。经济性：由于方案A出于首创，同时增加了新的金属材料，涉及到新的工艺；而方案B为工艺成熟的彩釉玻璃，所以后者经济性要胜出一筹。工艺性能：在方案A中，由于了PVB胶片夹铝网，使得PVB的厚度大大增加，从而增