单元式幕墙施工工法

单元式幕墙施工工法

(编号：SZJXGF18-2008)

完成单位：中铁建工集团有限公司深圳分公司

主要完成人：王晓杰、张全安、韩昆、邹晓波、熊春乐

1．前言

单元式幕墙是在框架式幕墙的基础上逐渐形成的一种新的幕墙施工工艺。主要工艺包括幕墙与

主体结构连接预埋件的安装、单元式幕墙的工厂制作、单元式幕墙的现场安装，该施工工艺具有工

厂化作业程度高、施工速度快、质量安全可靠、环保节能的优点。因此对幕墙深化设计、自主研发

创新形成成熟的单元式玻璃幕墙施工工法具有现实的应用价值。 2．工法特点

式幕墙是在车间内将加工好的各种构件和饰面材料组装成一层或多层楼高的整体板块，然后运

至工地进行整体吊装，与建筑主体结构上预先设置的挂接件精确连接，必要时进行微调即完成幕墙

安装。与传统的框架式幕墙相比较，单元式幕墙具有以下特点： 2.0.1 单元板块全部在工厂车间内进行组装完成，组装精度高。 2.0.2 安装速度快，施工周期短，便于成品保护。

2.0.3 可与土建主体结构同步施工，有利于缩短整体建筑施工周期。 2.0.4 板块之间采用插接方式连接，抗震能力强。 3．适用范围

该工法适用于高层、超高层外墙装饰面积比较大的办公楼、写字楼等建筑工程。

4．工艺原理

单元式幕墙结构的工艺原理是：根据建筑设计效果分格确定单元板块的宽度，根据楼层高度确

定单元板块的高度，并在组装厂中制成单元组件，一个单元板块即为一个受力单元。在工厂制作好

的单元板块运至施工现场，吊装与主体预埋件连接，完成幕墙的安装。 5．施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程

预埋件安装

单元体工厂预制 转接件安装 单元体运输

单元体垂直吊运

单元体安装防水压盖安装 测量放线 测量放线 幕墙收口

5.2 操作要点

5.2.1 单元体工厂制作与运输

1．单元体在加工厂加工成型，加工设备先进、操作工人技术娴熟，在工厂内无尘化生产。 2．根据材料成品的需要在加工厂内焊制运输架，数量要保证运输及周转。尽量合理设计运输架，

以使运输架于装卸、叉车作业及运输。运输架与材料接触面装橡胶条，避免硬接触。 3．单元体发至现场后，用叉车将固定在运输架上的块材运至吊装区域并安放于转运架之上，叉

车运输过程中应安排专人指挥，轻拿轻放，避免损伤单元体块材。 5.2.2 单元体吊运

2

机座 安全绳

配重 1T 卷扬机 G=1.2T

配重 控制室

1．利用安装于楼层位置的屋面吊，再配合卸料平台将单元体吊至需安装楼层的上方楼层，地面

转运组将吊绳挂在吊钩上，扶住单元板块转运架，防止晃动，悬臂起重机开始提升，升高0.5m，确

认正常后，人员应从起吊点撤离，悬臂起重机提速上行，启动时应低速运行，然后逐步加快达到全

速。屋面吊布置详见图5.2.2-1：

图 5.2.2-1 屋面吊布置图

2. 将自制活动小吊车安装布置在上述存放单元体的上方楼层。吊装时，将吊钩先落至存放单元

体的楼层，人工用液压千斤顶搬运车将单元体块材转移至幕墙边后挂钩，重新起钩后将单元体缓缓

提升垂直并悬挂于结构外侧，稳定后再落钩降至安装楼层后对单元体进行拼装固定。活动小车布置

详见图5.2.2-2：

图 5.2.2-2：活动小车布置图 5.2.3 预埋件安装

幕墙与主体结构连接的预埋件采用哈芬槽式埋件，在主体结构施工时按设计要求埋设。根据前

期轴线测量结果将预埋件平面位置引测并标记在主体结构模板上，再用卷尺根据框架梁底模确定预

埋件高度，将预埋件放入框架梁钢筋之后与梁体主筋固定牢固。预埋件安装详见图5.2-3：

3

图 5.2.3：预埋件安装图

5.2.4 单元体转接件安装

1．先对工程整体进行测绘控制线，依据轴线位置的相互关系将十字中心线弹在预埋件上，作为

安装支座的依据。

2．幕墙施工为临边作业，应在楼层内将镀锌钢板与埋件连接，依据垂直钢丝线来检查转接

件的

垂直度与左右偏差，如图5.2.4-1 所示：

图 5.2.4-1

3．为保证转接件安装精度，除控制前后左右尺寸后，还要控制每个转接件标高，用水准仪进行

跟踪检查标高，如图5.2.4-2 所示：

4

图 5.2.4-2

5.2.5 单元板块就位安装

1．单元板块的下行过程由板块吊装层的上一层的指挥人员负责指挥。 2．单元板块在下行过程应确保在所有经过层都有人员传接板。 3．单元板块的插接就位。

1）单元板块的插接就位由单元板块吊装层及上一层人员共同完成。

2）单元板下行至单元体挂点与转接高度之间相距200mm 时，命令板块停止下行，并进行单元

板块的左右方向插接。

3）在左右方向插接完成后，板块坐到下层单元板块的上槽口上，防止板块在风力作用下与楼体

发生碰撞。

5.2.6 单元体标高检查

单元板安装后，对单元板标高以及缝宽进行检查，相邻二单元板标高差〈1mm，缝宽允许±1mm。

操作如图5.2.6。 图 5.2.6

5.2.7 防水压盖安装

5

单元体标高符合要求后，首先清洁槽内的垃圾，然后进行防水压盖的安装，用清洁剂擦干净再

进行打胶工序，打胶一定要连续饱满，然后进行刮胶处理，打胶完毕后，待硅胶表干后进行渗水试

验，合格后，再进行下道工序。

5.2.8 幕墙收口

单元式幕墙的安装顺序为自左向右，由下往上，最后一个单元板块从空位的上方向下插入，以

实现一层收口的目的。然后用此方法从下至上进行收口。 6．材料与设备 6.1 安装设备 设备名称 规格 型号 数量

（台）

总功率 用于施工部位

2.5 叉车 CPD25HA 3 用于运输单元板块

汽车吊 2 吨位：50T 吊装单元板

空气压缩机 EPSOS 2 41KW 气动设备输气设施

电动玻璃吸盘 BOLE 6 功率：1.8 千瓦运输及安装玻璃 手动玻璃吸盘 15 运输及安装玻璃

电焊机 BX6-300-1 30 功率：3 千瓦 焊接转接件及其它 手动铲车 CPCD30 4 用于卡车装卸货，可铲1 吨重量 MD206M 4 1T/50 米 吊运单元板及其他材料 电动葫芦

MD206M 8 2T/100 米 吊运单元板及其他材料 卷扬机 5 吨 8 垂直运输

台 钻 Z516A 型 3 功率：0.6 千瓦用于铁件打孔，扦孔用 手枪钻 ED10PT 50 功率：0.05 千瓦 有倒顺转，配上十字头或套筒能电动 紧螺栓，又能钻孔

角磨机 CF3 15 功率：0.5 千瓦用于金属打磨表面或较难打磨地方 电 锤 GBH5-38D 10 功率：0.8 千瓦拆除不合理结构 气动胶枪 20 玻璃打胶

电动吊篮 ZLD80 20 荷载：800 公斤为工人提供作业空间 6.2 检测设备

设备名称 型号 数量（台） 全站仪 230R 1

水准仪 AL332 4

空气加缩机 W-0.8/10 2 激光经纬仪 DJJ2-2 1 水准仪 DZS3-1 5 电子经纬仪 ET-05B 2 激光垂准仪 DZJ3-L 1

6

游标卡尺 150mm 4

接地电阻测试仪 ZC29B 2 相容性实验箱 YS150 型 4 涂层测厚仪 6000-F 3 深度游标卡尺 0~200mm 3 焊接检验规 5 组合检测尺 3 6.3 使用材料

6.3.1 铝型材

1．长度≤6 米允许，偏差+15mm，型材端头切斜度允许偏差≤3°，型材端头允许变形度，其纵向长

度≤20mm。

2．型材弯曲度应符合表中规定

3．型材扭拧度符合表中规定（型材长度6m） 扭拧度mm/毫米宽 外接圆直径

每米长度上≤ 总长度上≤ ＞12.5-40 0.052 0.123 ＞40-80 0.026 0.087 ＞80-25 0.017 0.052 4．表面质量

型材表面允许有轻微缺陷，其指标应符合表中的规定。 项 目 要 求

划伤深度 不大于表面处理层厚度 划伤总长度 ≤100mm 擦伤总面积 ≤300mm2 划伤、擦伤总处数 ≤4 5．氟碳喷涂

涂层外表面每平米内划伤、擦伤应符合表中规定： 高精级弯曲度（mm）

任意300mm 长度上 hs 全长L（m） hs 外接圆 直径 最小 壁厚

不大于

≤2.4 1.3 4×L ≤38

＞2.4 0.3 1×L ＞38 - 0.3 1×L

7

6.3.2 玻璃 1．出厂检验 1）尺寸及公差 边长允许偏差 允许偏差

边长L≤2000 2000＜边长≤3000 边长允差±1

对角线允差±1.5 ±2.0 玻璃 厚度6mm 厚度允差±0.2 2）外观质量

缺陷名称 说 明 允许缺陷 D≤0.5 允许

0.5＜d≤1.0 每平方米允许2 个 疵点

d 为疵点直

径（mm） d＞1.0

离边30mm 内，但不能引起

玻璃破碎

划伤

划伤深度小于镀膜厚度，宽 0.1-0.3mm 划伤

长度小于100mm 的每平方 米允许4 条 擦伤 裂口、结石 色带 不允许 不允许

斑点 直径d(mm)

d＞2.5

1.0＜d≤2.5 允许76mm 边部区域3 处

颜色均匀性镀膜玻璃的色差不应大于3CIELAB 单位。

6.3.3 中空玻璃 1．尺寸偏差

中空玻璃长、宽、对角线和密封胶层宽度尺寸偏差用精度为 1mm 的金属尺寸测量，测量长、宽尺寸

时，应选择全部边上距测量边等距的两点测量，对角线偏差测量两对角线长度差、长度及宽度偏差在±

0.5mm。厚度偏差用精度为0.02mm 的卡尺在玻璃四周边各取两点测量的最大偏差表示，厚度偏差控制在 ±1mm。

中空玻璃密封胶层厚度和宽度合片后，里层密封胶厚度偏差为 0.3-0.4mm，宽偏差3.5-5mm。合片后

外层密封胶宽度偏差为±1mm。 2．外观质量 项 目 要 求

划伤深度 不大于表面处理层厚度 划伤总长度mm ≤100 擦伤总面积mm2 ≤300 划伤、擦伤总处数 ≤4

8

在适当光线下，检查等距中空玻璃正面约1 米处用肉眼进行检查，有尺寸要求的项目，用精度为0.5mm 的 金属尺测量。

3．性能

按 GB7020 规定检验。

4．中空玻璃磨边要求

中空玻璃合片前必须进行磨边，磨边后玻璃边缘必须光滑，不允许有飞边，精磨边倒角要求为 0.5×

45°，镀膜玻璃精磨倒角要求为0.8-1×45°。

5．玻璃在钢化前应完成切裁、磨边、钻孔等加工工序。

6．钢化玻璃的自爆率≤0.3%

7．平面钢化玻璃的弯曲度：弓形时≤0.2%；波形时≤0.1% 。 6.3.4 铝单板

本工程选用的3mm 厚铝合金单板，表面氟碳喷涂处理。

1．金属板幕墙组件中装饰板面处理层平均厚度应满足下表要求： 表面处理方法 厚度T 阳极氧化着色 30>T≥25 静电粉末喷涂 T≥25 氟碳喷涂 T≥40 聚胺脂喷涂 T≥60 电泳涂漆 T≥21

2．装饰表面每平方米内的划伤、擦伤应符合下表要求： 项目 要求

擦伤、划伤深度 不大于表面处理层厚度 划伤总长度 ≤70mm 擦伤总面积 ≤340mm3 划伤、擦伤总处数≤3

6.3.5 钢材

幕墙构件的钢材应符合中国国家现行标准《碳素结构钢》GB700 和《低合金高强度结构钢》GB1597

中的有关规定。

6.3.6 结构胶及密封胶

所有产品必须符合《建筑用硅酮结构密封胶》（GB16776-97）和《硅酮建筑密封胶》（GB/T14683-92） 规范中的有关要求。

6.3.7 密封垫和密封胶条

1．密封垫和密封胶条采用黑色高密度的三元乙丙橡胶（EPDM）制品，并符合中国国家现行标准

GB10711 的有关规定。

2．密封垫挤压成块，密封胶条挤压成条，邵氏硬度为70±5，并具有20%至35%的压缩度。 3．密封胶条邵氏硬度为70±5、延伸率≥200%、抗拉强度≥11Mpa，并应具有良好的抗臭氧及紫外光

性能，能耐-50℃～150℃的温度，耐老化年限不少于30 年。 6.3.8 紧固件

1．连接件（包括不锈钢连接件）应符合中国国家标准GB/T 5277，GB/T 818,和 GB/T 3098。 2．工程的所有紧固件托架包括高级奥氏体不锈钢外用型，符合强度、类型方面的所有法律要求，在

适当考虑到可能的热位移基础上，可以设计承受所有静、动、风荷载。

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7．质量控制 7.1 四性试验

为保证幕墙试验符合玻璃幕墙工程技术规范，需进行空气渗透性能试验、雨水渗漏性能试验、风压变

形性能试验、平面内变形能力试验，即为四性试验。

7.1.1 试验标准

幕墙性能试验主要试验内容一般为：雨水渗漏试验、空气渗透试验、风压变形试验、平面内变形能力 试验，试验过程中严格执行GB3035-96（2004 年版）、GB/T15228-94、GB/T15226-96、JG3035-96 测试标准。

7.1.2 幕墙试验主要程序：确定检测中心——取代表意义的单元——设计样品制作——试验室样品安

装——空气渗透试验——雨水渗漏试验——抗风压试验——平面内变形能力试验——出具检测报告。 7.2 预埋件的检查

焊缝高度必须达到设计要求；焊角没有咬边现象；防锈漆涂刷是否均匀；所用材料是否符合设计要求；

加工尺寸与图是否一致。 7.3 预埋件的偏差处理

7.3.1 预埋件位置偏差过大或未预设埋件时，应制订补救措施或可靠连接方案。

7.3.2 预埋件偏位采用化学螺栓锚固，但施工过程中必须严格按照厂家的标准要求进行施工。

7.3.3 当化学螺栓施工完毕后，不能立即进行下一步施工，而必须等到螺栓里的化学药剂反应、凝固

完成后方可开始下步施工。 7.4 单元体质量检测标准 幕墙质量允许偏差和检查方法 序允许偏差 号

项目内容 优良 合格 检验方法及检 测设备

一层 ≤1.0

三层 ≤2.0 ≤2.5 H≤30m ≤3.5 ≤4 30m100m ≤13 ≤15 经纬仪或吊线 和钢板尺检查

2 相邻两根竖框间距 固定端头 ±1.0

3 任意连续四根竖框的间距 固定端头 ±1.0 ±1.5 钢卷尺

≤2000 ±1.0 ±1.0 4 相邻横框间距 >2000 ±0.5 ±1.5 钢卷尺

≤2000 ≤2.0 ≤2.5 5

>2000 ≤2.5 ≤3 钢卷尺

相邻横框 ≤1 B≤20m ≤3 B≤30m ≤4 B≤60m ≤6 6

同一标高平面内横框水平度 （b 为宽度尺寸）。 B≤60m ≤7 水准仪 水平尺

塞尺

相邻三根竖框≤0.5 B≤20m ≤2

20m

同层竖框外表面平面度（相 对位置）（注：b 宽度尺寸） b>60m ≤3 经纬中吊线和 钢板尺检查

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8 弧形幕墙、拱形天窗竖框外表面定位位置差≤2 钢板尺

钢卷尺

≤2000 ≤1 ≤1 9

相邻单元板块外缘垂直

度及水平方向位置度 >2000 ≤1 ≤1.5 钢板尺及拉线

高度≤20m ≤2.5 ≤3

10 竖缝及墙面的垂直度 20m<高度≤60m ≤4 ≤6 高度≤60m ≤7 ≤9 激光仪或经纬

仪

11 幕墙平面度 ≤2 ≤2.5 2m 靠尺、钢板 尺

12 竖缝直线度 ≤2 ≤2.5 2m 靠尺、钢板 尺

13 横缝水平度 ≤2 ≤3 用水平尺

14 胶缝宽度（与设计值比较），全长 ±1 ±1.5 用卡尺或钢板 尺

15 胶缝厚度 ±0.5 ±1.0

16 两相邻板块之间接缝高低差 ≤0.5 ≤1.0 17 翻窗与幕墙相邻表面高低差 ≤0.5 ≤1.0 钢板尺、塞尺 8．安全措施

8.1 安全管理的措施

8.1.1 落实安全生产制度，实施责任管理

8.1.2 施工项目应通过监察部门的安全生产资质审查，并得到认可。

8.2 高空作业安全措施

8.2.1 单元板吊装区域的下方地面必须设置醒目的安全警界范围，吊装区域下方地面的吊装过程必须

设置专人安全监护。

8.2.2 高空作业人员和现场监护人员必须服从施工负责人的统一指挥和统一管理。

8.2.3 电动吊篮在使用过程中，严禁在三层以上人员上下及物料装卸，以防坠入和坠物。五级（含五

级）以上大风不得使用吊篮，雨天严禁使用吊篮施工。吊篮在每天开始使用前，必须认真检查后才可使用。

8.3 单元体吊装安全注意事项

8.3.1 板块吊装前认真检查各起重设备的可靠性，安装方式的正确性，同时认真核实所吊板块重量，

严禁超重吊装。

8.3.2 吊装单元体现场安全员应全程跟踪监护其吊装作业工作，起重工与起重机械操作者认真配合，

严防操作失误。设备监护员在吊装过程不允许脱离岗位，如发现设备有不正常情况，必须立即通过对讲机

通知吊装组，并停机检查。

8.3.3 吊具起吊单元板块时，吊钩上应有保险，应使各吊装点的受力均匀，起吊过程应保持单元板块平

稳，以减小动能和冲量。吊装就位时，应先把单元板块挂到主体结构的挂点上；板块未固定前，吊具不得

拆除，防止意外坠落。

8.3.4 吊装工作属临边作业，操作者必须系好安全带，所使用工具必须系绳防止坠物情况发生。单元板

吊装区域的下方地面必须设置醒目的安全警界范围。

8.3.5 在恶劣天气（如大雨、大雾、6 级以上大风天气）不能进行吊装工作。 8.3.6 吊具必须经常检查，发现磨损要及时更换。 9．环保措施

9.0.1 在施工现场平面布置和组织施工过程中严格执行国家和地区行业有关噪音污染，环境保护的法

律法规和规章制度。

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9.0.2 设计用料尽可能选用无污染可回收利用的材料，合理解决幕墙光污染问题。 9.0.3 施工噪音污染防护措施

1．在比较固定的机械设备附近，修建临时隔音屏障，减少噪音传播。

2．适当控制机械布置密度，条件允许时拉开一定距离，避免机械过于集中形成噪音叠加。 10．效益分析

现代幕墙已不再仅仅满足于抗风压、水密性、气密性等基本性能，幕墙的环保节能越来越成为现代人

衡量幕墙品质的指标，作为大型公共建筑，噪声，光污染，热量损失等都会对建筑及环境产生较大的影响。

本工法先进性、创新性主要体现为： 10.1 施工便捷

采用了比较先进的槽形预埋件，结构施工时同步预埋。预埋在结构梁（侧面，通过T 型螺栓与转接件

相连。该种埋件与平板埋件比较具有如下特点：

10.1.1 安全可靠，产品质量稳定，拉拔力破坏荷载可达72KN。

10.1.2 调节性能好，其特殊的连接方式可以吸收较大的土建误差，具有较大的调节余量，而平板埋件

调节余量相对较小。

10.1.3 连接灵活：可与多种转接系统直接简单连接，减少施工工序。平板埋件灵活性差，与系统连接

时需搭焊角钢或钢板，增加了工序。

10.1.4 无需焊接：通过T 型螺栓连接，现场无需焊接，减少了工序，降低了成本，缩短了工期且无火 灾隐患。

10.1.5 易于埋设：体积小，重量轻，加强工字钢最长80mm 且三根成一字排列，易于与主体结构连接。

10.2 水密性、气密性性能良好

10.2.1 单元体幕墙采用雨幕原理设计，防止大量雨水进入幕墙内部。同时，在横梁的插接位置及排水

孔位置设置海绵。

10.2.2 采用多腔技术，提高幕墙的水密性。

10.2.3 采用分层排水设计，在防水性能最好的横梁中部排水，立柱采用5 道密封，将立柱的可能渗漏

水完全排向室外，设置自然排水披度，防止横梁内部积水。

10.2.4 板块之间通过插接关系连成整体，并通过三道密封胶条使其密封，根据试验，空气渗透性能可

达到Ⅰ级，保证了幕墙的密闭性，达到了节能要求。 10.3 建筑节能

10.3.1 透光部分采用目前热损失最小的LOW-E 中空玻璃，其导热系数k 值在1.8 w/m2.k 以下；不透

光部分（如石材、铝板等）则在面板后面设置50mm 厚的硬质玻璃纤维保温板（k=0.045w/m2.k），并与面板

和建筑主体之间留出空隙，以增加整体热阻值，经计算导热系数k=0.77 w/m2.k。 两种型式

幕墙的导热系

数均在幕墙允许最大导热系数（2.45 w/m2.k）之内。 10.3.2 隔热断桥型材

在以往的幕墙设计中，通常采用中空玻璃和保温材料，往往忽视了铝框的导热问题。中空LOW-E 玻璃

的导热系数为1.8w/m2.k ，铝的导热系数是玻璃的110 倍，高达203w/m2.k ，其优良的导热性能成为幕墙

难以继续忽视的传热途径，将室内的热量源源不断地导向室外，加大了取暖负荷。根据本工程幕墙特点，

采用热阻值较大的聚酰胺尼龙断热条，将铝型材的室外部分与室内部分隔开。该材料与铝材等强，膨胀系

数与铝型材相近，耐久性好，因此能连同铝材共同工作。

11．应用实例

本工法应用于大连期货广场 B 座工程，由北京中铁华升房地产开发有限责任公司开发，中铁建工集团

有限公司总承包施工，德国gmp 国际建筑设计有限责任公司设计，开工日期为2006 年 4 月19 日，竣工

日期为2008 年12 月31 日。 占地面积 8000 ㎡，总建筑面积为13.15 万㎡，建筑总高度为242.05m，由53 层超高层塔楼、5 层裙房

及地下3 层地下室组成。塔楼平面为正方形，边长为44.55m，轴线网格为4.05m，塔楼中央为正方形的核

心筒，核心筒由电梯井道、电梯厅、管道井等组成。塔楼部分为方钢管混凝土框架—混凝土核心筒结构体

系，裙房部分为方钢管混凝土框架—混凝土剪力墙结构体系。

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塔楼外立面为单元式玻璃幕墙，施工面积为40000 ㎡，裙楼外立面为铝单板幕墙。 大连期货广场 B 座工程采用了先进、成熟的单元式幕墙结构，通过对其细部构造的精心改进，使幕墙

在保证建筑立面要求的前提下,不仅具有优良的气密性、水密性、风压变形及平面变形能力，而且达到了较

高的环保节能要求，充分展示了现代幕墙的建筑技术。同时通过精心的施工组织，严格的过程控制，使本

工程幕墙达到了很好的效果。__

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