一 工程概況
浦東機場衛(wèi)星廳是浦東機場三期擴建的主體工程，位于T1、T2航站樓南側，距離航站樓1.5至1.7公里，總建筑面積62.2萬平方米，其規(guī)模比T2航站樓(48.55萬平方米)還大近14萬平方米，工程總投資約206億元，為世界最大單體衛(wèi)星廳。作為航站樓服務功能的延伸，通過捷運系統(tǒng)與航站樓連接，形成“航站樓+衛(wèi)星廳”一體化運營模式，承擔了旅客出發(fā)候機、到達、中轉服務功能。衛(wèi)星廳與T1、T2航站樓共同運行，年旅客吞吐量為8000萬人次。
浦東機場衛(wèi)星廳為6層布局，地上5層，地下1層。自下而上為捷運站臺層(-7.5米)、中轉層(0米)、國際到達層(4.2米)、國內出發(fā)到達混流層(8.9米)、國際出發(fā)層(12.8米)。衛(wèi)星廳上端還設有貴賓室，可將機場全景盡收眼底。衛(wèi)星廳整體呈三個臺階，逐層收縮，一、二臺階屋面為混凝土屋面，三臺階屋面為鋼結構金屬屋面，衛(wèi)星廳幕墻總面積約90000平米。
浦東機場衛(wèi)星廳主要幕墻系統(tǒng)如下：
系統(tǒng)一——底層全明框玻璃幕墻系統(tǒng)，位于0m-4m標高
系統(tǒng)二——帶大小遮陽板的全明框玻璃幕墻系統(tǒng) ，位于4m標高至一層屋面以下
系統(tǒng)三——鋁包鋼全明框玻璃幕墻系統(tǒng)，位于一層屋面以上二層屋面以下
系統(tǒng)四——屋面全明框玻璃幕墻系統(tǒng)，位于二層屋面以上三層屋面以下
系統(tǒng)五——蜂窩鋁板幕墻系統(tǒng)，位于一層、二層、三層屋面檐口及吊頂
系統(tǒng)六——玻璃天窗幕墻系統(tǒng)，位于一層屋面以上
系統(tǒng)七——屋面玻璃隔斷及欄桿幕墻系統(tǒng)，位于一層屋面以上
系統(tǒng)八——室外樓梯幕墻系統(tǒng)，位于衛(wèi)星廳外圍0m標高
系統(tǒng)九——防火玻璃幕墻系統(tǒng)位于系統(tǒng)二、三、四中
系統(tǒng)十——遠機位雨棚及門廳幕墻系統(tǒng)，位于0m-4m標高
本項目基本設計參數(shù)如下：
基本風壓（詞條“基本風壓”由行業(yè)大百科提供）：0.55 KN/㎡
雪荷載取值：0.20 KN/㎡
地震設防烈度：7度
地震動峰值加速度：0.10g
地面粗糙度：A類
本項目還進行了風洞試驗，提供了風洞實驗報告。
二 幕墻工程關鍵技術介紹
2.1. 大分格大懸挑明框幕墻轉接系統(tǒng)：
浦東機場主立面4米標高以上為大分格大懸挑豎向裝飾條的明框玻璃幕墻，玻璃分格為3600x1200，豎向裝飾條寬度450mm，懸挑出玻璃面650mm。作為大型機場航站樓，立面要求通透流暢，構件要求輕盈簡潔。浦東機場幕墻主立面最大高度15.5米，標準結構樓層高度8.9米，結構柱柱距18米。如何在大空間大跨度中實現(xiàn)幕墻構件的簡潔輕盈是本項目的重點。本項目通過二層結構體系實現(xiàn)構件的簡潔輕盈：一是內層鋼結構支撐體系，二是外層幕墻鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）結構體系。
鋼結構支撐系統(tǒng)：本項目水平基本模數(shù)3.6米，結構柱柱距18米，在結構柱兩側3.6米處設置鋼結構抗風柱，抗風柱間設置橫向鋼梁，鋼梁跨度7.2米和10.8米，鋼梁中部3.6米模數(shù)處設置鋼拉桿（詞條“鋼拉桿”由行業(yè)大百科提供），減小鋼橫梁因幕墻自重造成的撓度。見下圖：
幕墻鋁結構系統(tǒng)：本項目通過內層鋼結構體系提供了幕墻2.4米或3.6米的正常跨度的支撐結構，有效控制了幕墻鋁立柱的截面尺寸。立面高度方向基本模數(shù)為1.2米，由此形成了3.6x1.2米基本模數(shù)的網格立面。本項目幕墻的特點在于一是豎向有懸挑650mm的大裝飾條，二是水平分格達3.6米，三是裝飾條支撐板與幕墻轉接一體化，且都位于幕墻十字分縫處，整個系統(tǒng)最大的難度在于要在十字分縫的一個點上實現(xiàn)裝飾條及幕墻荷載的傳遞，立柱的進出調節(jié)，橫豎構件的連接，并且所有構造隱蔽，構件盡可能精致小巧。
下圖是本項目標準橫豎剖節(jié)點：
為此特別設計了一套鋼鑄件全明框框架幕墻系統(tǒng)。本項目轉接系統(tǒng)較為復雜特別，即是為了適應該幕墻以上特點。轉接系統(tǒng)由懸臂支撐板、十字鋼鑄件和鋁插芯組成。
懸臂支撐板：懸臂支撐板材質為Q345B，前端連接豎向裝飾條，承受裝飾條的各種荷載，尤其是側向風荷載（詞條“風荷載”由行業(yè)大百科提供）。由側向風荷載產生的懸臂支撐板根部荷載較大，因此懸臂支撐板設計為變截面形式，減小根部應力（詞條“應力”由行業(yè)大百科提供）。懸臂支撐板尾端設計為T型，增大尾端與主體抗風柱的焊縫長度，避免與抗風柱等強焊接。
十字鋼鑄件：十字鋼鑄件套接在懸臂支撐板上，幕墻立柱通過十字鋼鑄件中間的4個螺栓吊掛在十字鋼鑄件上，十字鋼鑄件的另一個重要作用是承受玻璃的全部自重荷載，這樣橫梁不承受玻璃自重 ，減小了橫梁截面，使得構件精致小巧。十字鋼鑄件套接在懸臂支撐板上，沒有與之焊接，一是鑄件與懸臂支撐板是二種材質，鑄件本身焊接性能也不好，二是本幕墻桿件設計盡量精致小巧，各種構造設計極為緊湊，十字鋼鑄件與懸臂支撐板的接觸面上無法形成足夠的焊縫高度和長度。三是為了現(xiàn)場的安全施工，便于質量控制，系統(tǒng)設計時盡量減少焊接，僅在懸臂支撐板尾端采用了焊接作業(yè)。
十字鋼鑄件為本系統(tǒng)關鍵組件，形狀復雜，精度要求較高，因此采用蠟模精密鑄造工藝制作。為保證鋼鑄件的性能和質量，鋼鑄件材質選用ZG270-500，化學成分和力學性能（詞條“力學性能”由行業(yè)大百科提供）符合《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T 11352-2009中規(guī)定要求。鋼鑄件表面本色噴砂除銹，粗糙度不大于Ra12.5級，清潔度不小于Sa2級，底漆環(huán)氧富鋅底漆處理，干膜厚度不小于80μm;中間漆處理：環(huán)氧云鐵中間漆，干膜厚度不小于100μm;面漆：常溫氟碳漆，干膜厚度不小于40μm。鋼鑄件需進行無損探傷，超聲波探傷的質量等級符合：《鋼鍛件超聲檢測方法》GB/T 6402-2008中2級的規(guī)定，磁粉碳傷質量等級符合《重型機械通用技術條件第15部分：鍛鋼件無損探傷》 JB/T 5000.15-2007中Ⅱ級的規(guī)定。
鋁插芯：鋁插芯同樣套接在懸臂支撐板上，鋁插芯通過4顆螺栓與十字鋼鑄件相連，立柱荷載通過十字鋼鑄件傳遞給鋁插芯，再由鋁插芯通過一個螺栓傳遞到懸臂支撐板上，其作用就是傳遞立柱荷載，實現(xiàn)立柱的前后調節(jié)。連接立柱的4顆螺栓并非是在立柱上攻絲連接，鋁型材攻絲的螺紋（詞條“螺紋”由行業(yè)大百科提供）質量難以保證，為了結構的安全可靠，本系統(tǒng)在鋁插芯中設計了螺母槽口，螺栓通過螺母進行連接。本系統(tǒng)不在鋁型材上攻絲，所有傳力路徑上均無鋁制螺紋。
此轉接系統(tǒng)特為本工程特點專門設計，較為完美的實現(xiàn)了建筑師要求的美學要求。同時需要指出的是本轉接系統(tǒng)舍棄了傳統(tǒng)幕墻轉接系統(tǒng)的三維調節(jié)功能，僅保留了進出方向一個維度的調節(jié)。配合本項目BIM三維建模、3D掃描、跟蹤測量、大數(shù)據(jù)核模等先進施工工藝的使用，使得轉接系統(tǒng)的安裝更為迅捷、準確。目前本項目已完成70%的轉接系統(tǒng)安裝，驗證了此系統(tǒng)的合理性和安全性。
目前本幕墻轉接系統(tǒng)已申請專利。
2.2防水構造設計及連續(xù)打膠裝置
作為超大型機場航站樓，幕墻的水密性能是其基本的性能，也是需要確保的性能。幕墻漏水會造成惡劣的公眾影響和巨大的經濟損失。本系統(tǒng)為傳統(tǒng)的全明框框架幕墻，為實現(xiàn)更加可靠的防水性能，采用了內打膠的水密系統(tǒng)方式，也就是在玻璃面材和與橫梁、立柱等構件間打膠，形成完整的水密線，外面再安裝明框線條。此種方式打膠部位在明框內側，方便構造合理的膠縫寬度和深度，避免膠層外露，減少了外界環(huán)境對膠縫的影響，因此可以達到更好的防水性能。
然而，現(xiàn)有幕墻的施工方法為打膠前在幕墻上面板的四周固定臨時壓塊，然后打密封膠，由于臨時壓塊的阻擋，在臨時壓塊遮蓋面板的部分位置無法打上密封膠，只能在第一次密封膠固化后，移開臨時壓塊，然后再補上此處的密封膠，形成完整密封線。此種施工方法缺點有：一是須要兩次打膠，大大降低了施工效率;二是第二次補膠容易缺失，或因打膠缺陷造成漏水，嚴重影響進度和防水性能。
有鑒于此，本項目設計了一套連續(xù)打膠裝置。該裝置呈開口框狀構造，有兩個高腳固定臂，通過一個穿過連接臂的T型螺桿固定在橫梁或立柱上，連接臂高于玻璃一定高度，可以允許打膠膠嘴通過該裝置，這樣就可以在不移除打膠裝置的情況下給打膠裝置下方的膠縫打膠。實現(xiàn)了明框幕墻的一次性連續(xù)打膠，施工效率高，避免了二次打膠，提高了水密性能。
目前本裝置已申請專利。
2.3超大超重氣動開啟窗設計
根據(jù)機場消防安全的要求，本工程立面上設有1400多樘消防排煙窗，排煙窗分格3600x1200，玻璃配置與立面玻璃相同，為8Low-E+12A+8+1.52PVB+8mm超白夾膠鋼化中空玻璃，單扇重量約265公斤，最大開啟角度70°,開啟機構為氣動開啟。
在尺寸超大、超重的情況下要求開啟角度達到70度，窗扇在大角度長行程情況下，會因窗扇前端的重力影響，發(fā)生下垂，從而導致窗扇無法關緊，關嚴。本工程窗扇、窗框、窗扇組角均進行了加強設計，采用四道膠條密封，經計算多點鎖采用8點鎖，確保窗扇關閉緊密，氣密（詞條“氣密”由行業(yè)大百科提供）水密達到要求。本工程窗扇采用鋁合金合頁設計，并設計了高度調節(jié)機構，保證窗戶配合良好。
本項目采用氣動窗設計，氣動開啟控制系統(tǒng)由氣動開窗機（詞條“開窗機”由行業(yè)大百科提供）、壓縮機、儲氣罐（詞條“儲氣罐”由行業(yè)大百科提供）、控制柜和連接銅管組成。本項目幕墻立柱特別為連接銅管設計了安裝槽，連接銅管隱藏在立柱中，不影響外觀。氣動系統(tǒng)的控制是由消防信號(24V直流常閉火警信號，由2根1.5mm2的防火電線連接排煙窗控制柜中的控制閥與消控中心)發(fā)出指令到排煙窗區(qū)域控制箱，控制箱發(fā)出指令輸送氣源打開排煙窗。氣動排煙窗具備在系統(tǒng)失電等緊急情況下都能正常工作的防失效保護功能，儲氣罐有足夠的氣壓保證系統(tǒng)開啟關閉3次。
氣動控制自動排煙窗簡單的空壓供應系統(tǒng)成本低，少維修，在火災緊急情況下運行可靠安全，具備10年以上免維護的品質。空壓供應系統(tǒng)能克服由于設備使用年限的增加而使開啟阻力變大。即使阻力變大，氣動控制模塊的反推力也隨之增加。氣動控制系統(tǒng)用于消防排煙更穩(wěn)定和安全。
三 結語
浦東機場衛(wèi)星廳立面簡潔大氣，簡單中追求極致，極致大小的分格尺寸，極致大小的豎向裝飾條，極致纖細的截面設計，極致緊湊的構造設計，由此也帶來了設計上的挑戰(zhàn)性。設計過程中不斷提出新方案，通過對多種方案的反復比較分析，不斷進化，最終形成以上方案，較為完美的實現(xiàn)了建筑的美學要求，達到了安全可靠的性能要求。
參考文獻：
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