从国内首例UHPC幕墙系统，解析超高性能混凝土格栅板的应用

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从国内首例UHPC幕墙系统，解析超高性能混凝土格栅板的应用



UHPC作为创新性的水泥基工程材料，具有良好的耐久性、耐磨性及抗爆性能，特别适合用于大跨径桥梁、抗爆结构和薄壁结构，以及用在高磨蚀、高腐蚀环境。
近些年在建筑幕墙的应用亦结合其优越的性能，塑造出立面别致效果，本期结合国内首例UHPC在建筑立面的应用，一起来探讨这种超高性能混凝土塑造格栅系统的表现。
UHPC最早在国内幕墙工程上的应用，诞生于深圳这个享有“设计之都”美誉的城市，它就是深业上城。

深业上城UHPC格栅幕墙2833*1640mm规格的UHPC镂空格栅单元幕墙系统


深业上城局部鸟瞰图
深业上城幕墙采用新型材料，施工工艺复杂，流程多，要求精度非常高。面对新材料，新工艺，其施工难度及技术要求都极具挑战。作为国内首例UHPC幕墙项目，其灰白色“拧麻花”的格栅样式，将UHPC材料本身的性能发挥到极致。
UHPC是一种超高性能的纤维增强混凝土，这类混凝土不同于普通的混凝土，具有非常高的耐久性和在弯曲荷载下的延性破坏模式，这些性能使立面效果非常丰富，体现了现代科技的美感。


深业上城A区外走廊“拧麻花”样式格栅
UHPC镂空格栅幕墙系统主要位于深业上城外立面北面4层及以上部位，南面6层及以上部位。主要采用2833*1640mm标准尺寸的UHPC镂空格栅单元，通过螺栓固定在T型钢上，整个立面共一万多平方米，采用单元式整体构造，共约2300品。
项目采用幕墙悬挂受力系统，楼层混凝土主体与T型钢连接形成一个整体的框架，使幕墙在振动的过程中，基层T型钢结构整体位移。T型钢设置单独的伸缩缝，最大限度的减少主体结构的振动对UHPC幕墙的影响，从而实现幕墙抗震的目的。


深业上城A区南立面格栅幕墙


深业上城A区南立面格栅详图
UHPC幕墙体系的水平龙骨与竖向主龙骨利用连接件通过螺栓连接，UHPC幕墙及T型钢结构龙骨体系的自重吊挂在上部楼层混凝土结构上。
整个项目施工流程依次为钢连接件与竖向龙骨连接、T型钢竖向龙骨吊装安装、T型钢横向龙骨安装、横梁上安装铝角码、测量调整铝角码位置、UHPC格栅面板吊装安装、调整就位后固定、修复安装孔、清洁验收。
UHPC栅格的转运及吊装，室外操作人员以的脚手架为操作平台，室内操作人员以活动式组合门字架为操作平台，先在地面上将UHPC格栅板块上部的L型钢件利用石材胶安装在上部预留的长条槽内，底部只注满胶，L型挂件先安装在T型钢上。


幕墙安装中的深业上城


UHPC的现场安装及调平
安装时从楼层内取出，利用楼顶预设的吊装T型钢的卷扬机吊装安装，安装时利用卷扬机将板块吊装至安装位置，然后两个人扶着板块慢慢的使格栅底部已注好胶的长条槽位置对准T型钢上已安装好的L型钢件缓慢入槽。
待底部入槽后慢慢扶正上面，上部L型钢件孔位与T型钢上螺栓位置重合时，穿入上部螺栓，精度调整就位后紧固上部螺栓。下部螺栓待下面一块安装时再安装固定，然后由厂家专业人员修复上部UHPC预留的操作孔。而在同一年的法国马赛，由建筑大师让•努维尔设计的 La Marseillaise 使用了红白蓝等30种色度深浅不一的UHPC格栅装饰着法国马赛的天际线，也吸引了世界的眼球。
La Marseillaise UHPC格栅让•努维尔设计的马赛塔大楼,30颜色的UHPC格栅装饰着马赛的天际线


马赛是法国最大的海港城市，着2500年的悠久历史，历史上很多伟大的建筑师们纷纷来此寻找灵感，使其成为建筑创作的一方沃土。 这里留下了勒·柯布西耶的光芒之城，扎哈•哈迪德设计的达飞轮船总部，隈研吾设计的马赛当代艺术博物馆，鲁迪•里乔蒂设计的欧洲与地中海文明博物馆等等。 让•努维尔设计的马赛塔大楼——La Marseillaise坐落在Arenc码头，与扎哈•哈迪德设计的达飞轮船总部大楼相互对望。建筑高31层135米，面朝大海，直冲云霄。




让•努维尔被誉为建筑行业的电影导演，他的一个设计风格就是希望通过材料的利用来表现建筑物无形的透明和轻盈的效果。
这栋大楼外墙表皮的设计以法国国旗的颜色红、白、蓝为主调。从这张平面图可以清晰地看出每个颜色在建筑的不同面向的排布。每道颜色的排布都经过建筑师精心部署，使得建筑的外观格外引人注目。




红白蓝的颜色组合中，朝向海边的一面是蓝色和白色，让建筑完全融入海天一色中。在红白蓝的基准色又加入了多达30种不同色度的颜色，让整个的立面颜色更加富有层次感。
灯光和颜色相互交融，马赛塔大楼显示出真正的蓝白红，它将替代法国的天空蓝，皇家不纯的白色和地平线上出现的云彩，还有周围建筑中的血红赭色和砖红色。


从外面看过去，它的目标是要在马赛塔大楼的上空刻下自己的线条，通过透明的和反射的灯光，让这片天空中布满了苍白的阴影和珍珠般。 外墙构架从底延伸到顶部，将屋顶的设备围合起来，形成一个有框架感的整体。构架有着很好的遮阳作用，避免了阳光直射进办公室造成光污染，更有着节省能耗的作用。


这个轻盈透明的立面设计，采用了3850个独立的UHPC超高性能混凝土作为建筑立面的栅栏遮阳构件，其细腻的质感和优异的耐侯性成为地中海强烈的日光和海风中为最佳的选择。颜色是在外墙面和构架上的立体涂装，不是简单的在一个平面喷涂，30种颜色的彩色混凝土装饰着法国马赛的天际线。
Casa-Port火车站花格屏栅现代的花格屏就像城市和车站之间的屏幕，减少下午的阳光直射。


也在这年间，摩洛哥卡萨布兰卡港口对面由AREP设计的火车站，成为了一个具有潜在的区域性交通枢纽，大量人流的尺度使得横向平台走道都适合处理主要的通勤游客以及每天同一时间发生的高峰荷载。
客运大楼如同一个木和钢制成的屋盖遵从了严格的几何形态，盖住了“柱子”广场。屋顶由细柱支撑，上部分成八个分支，过滤了天窗的阳光。它的地板到天花板的部分覆盖了玻璃幕墙，确保室内和室外公共空间之间的连续性，同时使乘客了解车站的的布局，以此来规划他们的行动。






在建筑的西立面，采用UHPC预制的花格屏就像城市和车站之间的屏幕，减少下午的阳光直射。南立面，屋顶覆盖了宽敞的户外公共空间。空间、体积、材料、照明和几何形状，车站致敬了摩洛哥宫殿和公共建筑的遗产的同时表达了卡萨布兰卡的现代性。
材质和灯光遵循了卡萨布兰卡的建筑现代性，并受益于摩洛哥传统建筑的主要原则，支撑屋顶的柱子由浅色混凝土和延伸的由钢和铝铸造轴承的八个分支制成。屋顶的底部是木头做的。外立面都是透明的，透明的玻璃框在钢结构之中，花格屏则由纤维增强混凝土制成，形成了经典的卡萨布兰卡的装饰艺术风格。




近年来建筑外装饰技术不断发展，现代大型公共建筑结构形式越来越复杂，建筑师设计对建筑幕墙的通透性要求越来越高，业主对外墙的美学效果及独特性也有了更高的要求，各种工艺复杂、造型奇特的幕墙及幕墙材料层出不穷，UHPC幕墙技术的发展无疑给我们带来了新的挑战与机遇。
目前，UHPC幕墙的应用在国内尚属新兴阶段，但它的独特效果及美观性广受青睐，在建筑幕墙的领域推广应用倍受关注。以Ducta UHPC为代表的混料企业在国内有较为成熟的表现，已成功应用于多个建筑幕墙工程领域，同时国内企业对UHPC的研发也不断深入，未来可期。

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