《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》是中建五局裝飾幕牆有限公司完成的建築類施工工法。完成人是黃偉、韓磊年、張生元、高華、齊富利。該工法適合於室內各大面積大跨度，造型不規則施工周期緊的文化場館、商業廣場等頂面造型複雜多變、安裝精度要求高、工期緊的高大空間室內吊頂工程的施工。
《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》的主要特點是：根據定製鋁板的寬度尺寸；根據定位線與吊頂轉換層龍骨的關係確定各鋁板固定點的基本位置；根據每塊鋁板邊線與固定點的間距確定需製作的可調節鋁板安裝位置的滑軌的最大調節距離，並將各固定點位置放線至相應的鋁板上；在角碼上安裝吊筋，將吊筋連線於製作好的滑軌上；實現快速優質安裝。
2021年11月5日，《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》被評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。
基本介紹
- 中文名：一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法
- 工法編號：HNJSGF039-2020
- 完成單位：中建五局裝飾幕牆有限公司
- 主要完成人：黃偉、韓磊年、張生元、高華、齊富利
- 主要榮譽：湖南省2020年度工程建設省級工法
- 審批單位：湖南省住房和城鄉建設廳
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,技術理論,工藝流程,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
在室內裝飾施工中，鋁板做為最常見的裝飾材料之一已經廣泛用於室內各種吊頂、牆面裝飾、線條造型中，且形式多種多樣。相較於傳統的規則角碼固定鋁板安裝而言，雙曲面鋁板無論是在工廠的加工過程還是在現場的安裝過程中，都對技術要求更高，對作業人員的操作水平有非常高的要求，且施工效率低；在安裝過程中，對施工質量的把控也較難，相應的施工成本也較普通鋁板高出很多。
為解決上述缺陷，提高雙曲面鋁板的安裝功效，降低人工成本，降低施工難度，提升雙曲面鋁板安裝精度，進而控制產品質量，降低施工成本。中建五局裝飾幕牆有限公司完成了《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》。
工法特點
《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》先通過三維建模軟體對吊頂進行模擬實體分析，得出吊頂的三維模型圖，然後根據三維模型圖進行下單編號，並按編號進行生產定製各鋁板，控制加工精度。
1.根據定製鋁板的寬度尺寸，在標準圖集中選擇最接近鋁板寬度尺寸的間距尺寸來製作鋼結構的吊頂轉換層，這樣可最大限度的使絕大多數鋁板可直接通過連線組件固定於吊頂轉換層的龍骨上。鋁板安裝前先並將吊頂轉換層安裝於建築頂。
2.鋁板定製好後現場安裝前，在吊頂正下方的地面將各鋁板根據生產時的編號進行預排版，將吊頂三維圖中所需的鋁板在地面預拼裝，並將各鋁板的邊線放線至已安裝的吊頂轉換層上，根據定位線與吊頂轉換層龍骨的關係確定各鋁板固定點的基本位置。
3.由於鋁板定製生產時，各區域鋁板是按照整體尺寸儘量均分的，所以編號的小塊鋁板的長度尺寸與吊頂轉換層龍骨之間的間距會有不同，所以在有的鋁板邊線位置處沒有可以直接對應的龍骨，這樣就需用到可調節鋁板橫向位置的滑軌。根據每塊鋁板邊線與固定點的間距確定需製作的可調節鋁板安裝位置的滑軌的最大調節距離，並將各固定點位置放線至相應的鋁板上。
4.在鋁板上的固定點位置處固定角碼，在角碼上安裝吊筋，將吊筋連線於製作好的滑軌上。
5.最後根據編號依次起吊鋁板並通過吊筋及其上的螺母固定於吊頂轉換層上已經確定好的安裝位置處。當吊頂轉換層的龍骨位置不滿足安裝要求時，通過滑軌橫向調節鋁板就位。
操作原理
適用範圍
《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》適合於室內各大面積大跨度，造型不規則施工周期緊的文化場館、商業廣場等頂面造型複雜多變、安裝精度要求高、工期緊的高大空間室內吊頂工程的施工。
技術理論
《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》通過三維建模軟體對吊頂進行模擬實體分析，得出吊頂的三維模型圖，然後根據三維模型圖進行下單編號，並按編號進行生產定製各鋁板，控制加工精度。
1.鋁板定製好後現場安裝前，在吊頂正下方的地面將各鋁板根據生產時的編號進行預排版，將吊頂三維圖中所需的鋁板在地面預拼裝，並將各鋁板的邊線放線至已安裝的吊頂轉換層上，根據定位線與吊頂轉換層龍骨的關係確定各鋁板固定點的基本位置。
2.根據每塊鋁板邊線與固定點的間距確定需製作的可調節鋁板安裝位置的滑軌的最大調節距離，並將各固定點位置放線至相應的鋁板上。
3.在鋁板上的固定點位置處固定角碼，在角碼上安裝吊筋，將吊筋連線於製作好的滑軌上。
4.最後根據編號依次起吊鋁板並通過吊筋及其上的螺母固定於吊頂轉換層上已經確定好的安裝位置處。當吊頂轉換層的龍骨位置不滿足安裝要求時，通過滑軌橫向調節鋁板就位。
5.實現快速優質安裝。既增加了觀感質量，又提高了工作效率，進而實現了工程的綜合效益。
工藝流程
《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》的工藝流程及操作要點敘述如下：
- 施工工藝流程
建立BIM模型→定製鋁板→轉換層安裝→鋁板預排版定位放線→安裝可調節滑軌→鋁板吊裝→調平
- 操作要點
建立BIM模型
根據現場測量放線基礎數據調整二維設計圖紙，運用Revit軟體建立吊頂三維模型，三維模型中的數據能夠很清晰的反應施工細節和現場情況。從下面三維模型圖中可以看出該項目的吊頂成型後，前後呈有重疊區域的台階型，左右成扇形，各台階面處雙曲面鋁板的整體形狀為左右對稱的弧形，所以從其長度的中間位置開始往兩側對稱均分。
圖1 建立BIM模型
定製鋁板
根據三維模型圖對所需雙曲面鋁板進行編號，如圖2所示，並根據編號排版生產定製各個位置的鋁板。各台階面除卻重疊區域後的投影寬度為1200毫米，最上面一台階面的弧形長度對中均分後的沿面長度尺寸為1483.6毫米，左右兩側剩下對稱的小塊。
圖2 雙曲面鋁板編號
圖3中，最上面的雙曲面鋁板的沿面寬度尺寸為1255.5毫米，其它各台階面上所鋪設的雙曲面鋁板沿面寬度尺寸為542.7+775.2毫米。
根據三維圖編號排版生產鋁板時，每一塊鋁板的位置和尺寸都是定製的，這樣可保證鋁板生產加工時的精度。
圖3
轉換層安裝
吊頂轉換層的製作需按照標準圖集進行，根據前述投影尺寸1200毫米，吊頂轉換層宜選用圖集中1200×1200毫米間距的角鋼轉換層。按標準圖集要求製作的吊頂轉換層單元如圖4所示，包括多根間距為1200毫米的豎向角鋼及連線於這些豎向角鋼下端的縱橫交錯的角鋼連線架，角鋼採用50×50×5毫米規格。
吊頂轉換層先安裝於建築頂上，如圖3所示，前後相鄰的雙曲面鋁板之間有重疊區域。
重疊區域處的高度方向在吊頂轉換層的角鋼連線架上連線角鋼作為骨架，在角鋼骨架外鋪設12毫米厚的阻燃板基層，在阻燃板基層外再鋪設9.5毫米厚的石膏板並噴黑。
圖4
圖5 細部安裝完成實景照片
安裝後應全面檢查中心線、表面標高等，所有豎向龍骨的吊頂下端頭水平偏差應保證在5毫米以內，所有橫向龍骨的水平偏差保證在3毫米以內，相鄰兩根橫龍骨的水平高偏差不大於1毫米。
鋁板預排版定位放線
定製的鋁板安裝前，先在吊頂轉換層正下方的地面上根據三維圖及生產時的編號進行預排版，預排版使先定出吊頂的中軸線，從中軸線開始往兩側按照編號將各鋁板按其在三維圖上的位置擺好，然後通過紅外儀將各鋁板的邊線位置引至吊頂轉換層上，對應有龍骨位置的在龍骨位置上做好記號，邊線引上去沒有龍骨的地方就需要在吊頂轉換層的角鋼連線架的龍骨上連線滑軌，通過滑軌來調節鋁板的橫向安裝位置，並將鋁板的固定點位置放線至鋁板上。
安裝可調節滑軌
如圖6所示，該項目的滑軌為矩形板，在其上設定腰圓孔作為滑槽來實現鋁板橫向位置的調節，最大調節距離控制為100毫米，即腰圓孔的長度為100毫米。
接下來在鋁板上根據固定點放線位置處固定角碼及吊筋和滑軌，其中角碼的一邊與鋁板固定，另一邊與吊筋的下端螺紋段通過螺母連線，吊筋上端的螺紋段與滑軌通過螺母連線，如圖7所示。該項目的角碼採用50×40毫米的角鋁，吊筋採用直徑為12毫米的鍍鋅螺桿。
圖6
圖7
鋁板吊裝
最後吊裝鋁板：每個台階面對應的鋁板分別從中軸線處開始，依次通過卷揚機吊至吊頂轉換層底部，施工人員在吊頂轉換層的角鋼連線架上提前搭設好腳踏板，並系好安全帶，固定位置處有龍骨的，根據先前做好的記號將吊筋與龍骨固定好，沒有龍骨的位置將鋁板上預先連線好的滑軌通過螺桿及螺母連線並調整位置後緊固螺母。
圖8
材料設備
《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》對材料設備有以下要求：
- 材料
150x200x8毫米鍍鋅預埋件（在結構澆筑前預埋完成）、50x50x5毫米角鋼、50角碼、20毫米鋼筋預製吊環，50x50x5毫米鋼方管、定製龍骨、鋁格柵，進場檢驗合格且應有出廠合格證及材料質量證明。
- 設備
對於該吊頂工程的施工機械選配採用高精度的鋁型材加工設備、鋼結構加工設備以及精密測量儀器，確保本吊頂的施工質量，其製作安裝設備配置見下表。
質量控制
施工企業採用《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》施工時，應遵循質量控制要求如下：
1.所有使用的材料應符合國家有關標準和設計要求。
2.吊頂板塗層的技術要求和檢驗方法應符合下表的規定，無明確要求的項目應達到JC/T1059-2007《金屬及金屬複合材料吊頂板》標準。
檢驗項目 | 檢驗要求 | 檢驗方法 |
塗層厚度 | 粉末噴塗：≥60～120微米 | GB/T4957 |
顏色和色差 | 無明顯可察覺的色差 白色ΔE≤1.0NBS，其他顏色ΔE≤1.5NBS | GB/T11186.2 GB/T11186.3 |
光澤 | 20±4 | GB/T9754 |
3.材料的質量要求
①鋁板厚度偏差滿足《鋁及鋁合金軋制板材》（GB/T3880.3-2012）要求，沖切整齊、稜角清晰、表面光滑，無肉眼可見的波浪不平或凹凸現象。
②鋁板在做表面塗覆前，應做基層預處理，以提高基材與塗層之間的附著力。
③鋁板表面塗層平滑、均勻、無皺紋、流痕、鼓泡、裂紋、發粘等缺陷，顏色均勻一致。
4.鋁單板的板面不平整、接觸不平不齊質量問題及質量控制措施
質量問題表現為板面變形出現不平整部位，相鄰板面不平在接縫處形成高差，接縫寬度不一。其質量問題產生的原因在於鋁單板在製作、運輸、堆放過程中造成的變形以及連線碼件安裝不平直、固定不牢，使鋁單板偏移，其對應的質量控制措施包括：安裝前嚴格檢查鋁單板質量，發現變形板塊及時上報，放置連線碼件時要放通線定位，操作中確保接碼件牢固。
安全措施
施工企業採用《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.施工人員進入施工現場，必須穿戴好自身防護用品，嚴禁吸菸。檢查周邊施工環境有無安全隱患，如有必須整改完備後方可施工。
2.吊頂安裝作業過高時先要由專業架子工搭設裝修腳手架，施工人員才能在腳手架的操作面上作業，如作業高度超過一定程度時操作人員應掛好安全帶，操作面滿鋪腳手板，外側搭設防護欄，且搭設的腳手板不準有探頭。
3.腳手架的作業面上不可過量堆積材料，同時作業的人員要穿防滑鞋，患有心臟病、高血壓等疾病的人員不得從事登高作業。禁止在架板上加墊器物或單塊腳手板以增加操作高度。在作業中，禁止隨意拆除腳手架的基本構架桿件、整體性桿件、連線緊固件和連牆件。確因操作要求需要臨時拆除時，必須經主管人員同意，採取相應彌補措施，並在作業完畢後，及時予以恢復。
4.型材結構是良好導電體，施工用的電源線必須是膠皮電纜線，所有電動設各應安裝漏電保護開關，嚴格遵守安全用電操作規程。
5.焊接平台上應作好防火措施，防止火花飛濺，使用接火斗。
6.對施工機械設備和電動工具，作到定期檢查和維修，無操作證不得動用機械設備和電動工具，以免造成安全事故。所有安全生產設備都達到當地安檢站備案合格後用。
環保措施
施工企業採用《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》施工時，應採取以下環保措施：
1.選用低噪聲設備和工藝代替高噪聲設備與加工工藝，如低噪聲電鋸，或在聲源處安裝消聲器消聲，並採取噪聲隔離措施。嚴格控制人為噪聲，進入施工現場不得高聲喊叫、亂吹哨，限制高聲喇叭的使用。嚴格按規定時間作業施工。
2.安排施工工藝時，應優先考慮耗用電能的或其它能耗較少的施工工藝。避免設備額定功率遠大於使用功率或超負荷使用設備的現象。
3.建築物內施工垃圾的清運，必須採用相應容器，嚴禁凌空拋擲。施工現場嚴禁焚燒各類廢棄物。施工車輛、機械設備的尾氣排放符合國家和成都市規定的排放標準。
4.施工前與施工技術人員密切聯繫，使施工組織措施符合勞動衛生保障要求。合理組織勞動力，嚴格按照勞動定額組織施工。在實際施工中，由勞動衛生保障領導小組負責勞動衛生保障工作的監督與落實，必須強化管理，保證施工人員的身體健康，保障施工順利完成。
效益分析
中建五局裝飾幕牆有限公司採用《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》施工的效益分析如下：
- 經濟效益
提高雙曲面鋁板的安裝功效，降低人工成本，降低施工難度，提升雙曲面鋁板安裝精度，進而控制產品質量，降低施工成本。
- 社會效益
通過該技術在工程中的成功實踐，為類似工程施工積累了施工經驗，並通過推廣套用，贏得了較大的社會信譽，社會效益顯著。
- 節能與環保
該工法的套用全部為定製板，按排版逐一吊裝，減少腳手架措施，全部為避免採用打膠收口，採用螺栓固定，為綠色環保施工帶來了可觀效益。
套用實例
中建五局裝飾幕牆有限公司採用《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》施工的套用實例如下：
駐馬店市青少年宮科技館綜合體建設PPP項目
駐馬店市青少年宮科技館綜合體建設PPP項目建設地點位於河南省駐馬店市開源大道與富強北路交叉口西北角，建築總面積89000平方米，地上建築面積67500平方米，地下人防建築面積12049.78平方米，汽車庫及相關設備用房建築面積為9450.22平方米。該項目報告廳、星河講堂吊頂都是雙曲面異性鋁板，吊頂高度為8米，若按傳統的施工工藝操作繁瑣、大面積施工進度緩慢、措施費用支出較大、小板塊眾多平整度達不到理想要求。中建五局裝飾幕牆有限公司總結了多個類似項目施工經驗，在保留了部份傳統施工工藝的同時又加入了新的施工方法。該做法不僅確保了施工質量，還提升施工效率，有效的促進了項目管理品質的提升。
中建五局裝飾幕牆有限公司通過該工法在實際工程中的套用，確保了工程質量和工期要求。
圖9 完工效果圖-星河講堂
榮譽表彰
2021年11月5日，湖南省住房和城鄉建設廳以湘建科〔2021〕206號檔案發布《關於公布湖南省2020年度工程建設省級工法名單的通知》，《一種雙曲面鋁板吊頂設計及施工工法》被評定為湖南省2020年度工程建設省級工法。
