羅文初 劉占平 艾惠洪 深圳市三鑫科技發(fā)展有限公司

1 前言

建筑師為了表達不同建筑外形的變化，通常用室外裝飾條進行多種搭配及組合。一般建筑的幕墻外表面都會或多或少的布置了室外裝飾條，不同規(guī)格的裝飾條的搭配，組成不同的建筑風(fēng)格及建筑造型。但很少有建筑師會考慮到如果室外裝飾條結(jié)冰，怎樣防止冰塊從高樓上掉下來，怎樣提前將冰塊從室外裝飾條處融掉？如果室外裝飾條的冰塊從高處掉落，對人們生命及財產(chǎn)有重大的安全隱患。裝飾條結(jié)冰后如何融掉是每個業(yè)主及物業(yè)管理者最關(guān)心的問題，本文以長沙某單元式幕墻典型項目為例，簡述室外裝飾條融冰化雪的設(shè)計方案及應(yīng)用。

本幕墻工程包含兩橦塔樓及一座商業(yè)用裙樓，塔樓為辦公及酒店用途，裙樓主要為休閑購物中心，工程中不同的綠化和廣場元素帶動了人流和城市活力。塔樓玻璃幕墻采用大分格立面設(shè)計，突出虛實結(jié)合，線條豐富多變，靈活和諧的運用材料的虛實對比，并發(fā)揮不同材質(zhì)肌理的特點，使建筑立面外觀達到最佳效果。塔樓玻璃幕墻采用最為先進的單元式幕墻系統(tǒng)，精度高，可極大的縮短施工工期，經(jīng)濟、安全、新穎。

2018 年1 月1 日-2018 年1 月7 日長沙為雨夾雪及大雪低溫冰凍天氣, 地面最低氣溫達-7℃，而200m 以上區(qū)域溫度更低。經(jīng)樓層實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，T1塔樓30～94層?xùn)|面西北四個面的金屬裝飾條、玻璃均存在不同程度的結(jié)冰情況，其中30～70層結(jié)冰層較薄約為1mm～3mm、零散分布，高區(qū)70F～94F區(qū)間結(jié)冰層較厚約為1mm～4cm，其中西面、北面區(qū)域及四個轉(zhuǎn)角兜風(fēng)區(qū)域為主要迎風(fēng)面，冰凍情況最為嚴重。冰塊附著位置主要為幕墻金屬裝飾條及連接件、打開的開啟扇周邊，以及91～94 層玻璃面、80 層、93 層南北退臺鋁板裝飾面。

長沙國金中心項目T1 塔樓為超高層，建筑高度為452m，長沙冬季氣溫較低且雨雪較多，空氣濕度較大，建筑物底部與頂部溫差更大，冬季白天及黑夜最低溫度均可低至零攝氏度及以下，陰雨天氣時，T1上部常云霧環(huán)繞，在連續(xù)零下低溫天氣下，建筑物上層室外易發(fā)生冰凍現(xiàn)象。如果室外裝飾條的冰塊從高處掉落，對人們生命及財產(chǎn)有重大的安全隱患。裝飾條結(jié)冰后如何融掉是每個業(yè)主及物業(yè)管理者最關(guān)心的問題。受業(yè)主委托，筆者公司提供初步的室外裝飾條融冰化雪設(shè)計及施工方案給業(yè)主參考實施。

2 室外裝飾條融冰化雪設(shè)計方案

由于本項目建筑樓層較高，在冬季低溫潮濕及有雨雪的天氣狀況下，建筑外裝飾條極易結(jié)露，如果氣溫持續(xù)低于零度時，裝飾條上凝結(jié)的露水或雨雪將會慢慢形成冰珠，經(jīng)過長時間的疊加凝結(jié)后的小冰珠將形成大片的冰片甚至冰柱。在寒冷的氣候條件下，白天由于陽光照射冰柱會慢慢融化，在裝飾條上的附著力降低，由于其自身重力等因素的影響冰柱將會自行脫落，如果冰柱下方?jīng)]有有效的遮擋措施冰柱將直接墜落至地面，將對地面的行人或其他設(shè)施造成毀壞性的破壞。為避免冰柱生成及脫落帶來的潛在危險，特安裝電伴熱融冰化雪系統(tǒng)從而有效地防止冰柱的形成。

鑒于上述情況，筆者公司在裝飾條內(nèi)部安裝電伴熱帶，在冬季結(jié)冰時段，由室外的溫濕度感應(yīng)設(shè)備實時監(jiān)測室外溫度及濕度數(shù)據(jù)，一旦達到設(shè)定下限值時，即可發(fā)送啟動信號予配電箱，配電箱按照設(shè)定程序依次給對應(yīng)部位伴熱線供電開始發(fā)熱，對裝飾條進行加熱，即可達到裝飾條不結(jié)冰的結(jié)果。當溫度達到設(shè)定上限值時，同樣由溫濕度感應(yīng)器發(fā)送停止信號予配電箱，配電箱按照設(shè)定程序，斷開伴熱線供電，停止發(fā)熱。

電伴熱管道防凍技術(shù)是一種國外應(yīng)用多年，在我國逐漸普及的、成熟的管道保溫防凍施工工藝。其原理為管道伴熱，是將自控溫發(fā)熱電纜貼附在管道外側(cè)通電發(fā)熱，將熱量傳導(dǎo)給管道，補償并保持管道內(nèi)溫度到達設(shè)計溫度水平。

自控溫發(fā)熱電纜的芯帶原料是具有正溫度系數(shù)效應(yīng)的銅鎳合金，其特性是能根據(jù)環(huán)境溫度自我調(diào)節(jié)發(fā)熱功率（即溫度越高功率越低），能夠主動適應(yīng)伴熱主體的溫度變化，保持伴熱主體穩(wěn)定地維持在設(shè)計溫度，并且不會發(fā)生過熱、燒毀等安全事故。

電伴熱系統(tǒng)具備與樓宇自控系統(tǒng)通訊的功能。電伴熱系統(tǒng)自身具備自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)安裝電伴熱的管道表面溫度低于0℃時自控開啟電伴熱系統(tǒng)，管道流體溫度高于1℃時自動關(guān)閉電伴熱系統(tǒng)。電伴熱系統(tǒng)溫控箱溫度探頭安裝位置應(yīng)選擇在該溫控箱管控區(qū)域管道的最不利點。

電伴熱融冰化雪系統(tǒng)將伴熱電纜鋪設(shè)在裝飾條內(nèi)部，使用金屬卡槽將電伴熱帶固定在裝飾條外表面使雨雪不會凍結(jié)，保證裝飾條在嚴寒氣候條件下不結(jié)冰柱（詳見圖2）。

圖2 電伴熱系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖

本項目在裝飾條內(nèi)部鋪設(shè)伴熱電纜，對于圓形裝飾條來說每根裝飾條外布置2條電伴熱線，使用金屬卡槽將伴熱線緊貼在裝飾條外壁上（詳見圖3）。對于梭形裝飾條每根裝飾條外布置4條伴熱線，使用金屬卡槽將伴熱線緊貼在裝飾條外壁上（詳見圖4）。

圖3 圓形裝飾條伴熱線安裝節(jié)點圖

圖4 梭形裝飾條伴熱線安裝節(jié)點圖

根據(jù)室外裝飾條融冰化雪系統(tǒng)的設(shè)計方案，安裝與固定應(yīng)重點考慮以下幾點要求：①電伴熱帶的安裝應(yīng)能滿足在額定功率下，管道表面不會被凍結(jié)。②固定材料為不可導(dǎo)電的難燃材料。③電伴熱帶應(yīng)緊貼管道表面，以利散熱。④電伴熱配電系統(tǒng)應(yīng)具有過載、短路、漏電保護功能。

3 室外裝飾條融冰化雪的安裝步驟

室外裝飾條融冰化雪的安裝步驟主要有：①裝飾條上下扣蓋的拆除，②電伴熱自上而下放入裝飾條內(nèi)側(cè)，③金屬卡槽自下往上安裝。

同時，電氣控制同步進行安裝，包括：①溫濕度感應(yīng)器安裝，②信號電纜安裝，③電伴熱配電箱安裝，④電纜橋架、線管安裝，⑤動力電纜安裝。最后，動力電纜與伴熱線在分線盒上進行匯總安裝。

本文主要簡介室外裝飾條融冰化雪的安裝步驟，電氣方面的安裝不在此論述。本項目裝飾條上下之間只有25mm 間隙，并且安裝有裝飾條扣蓋，裝飾條扣蓋通過螺釘固定到裝飾條上，實現(xiàn)裝飾條扣蓋的拆除和安裝，并能安裝牢固。我們需要通過圖紙理論模擬和現(xiàn)場試驗等方式進行驗證，確保拆除和安裝過程能夠順利實現(xiàn)。

第一步：裝飾條上下扣蓋的拆除，使用定制小尺寸的轉(zhuǎn)角螺絲刀拆除裝飾條的上下扣蓋（詳見5）。

裝飾條上下扣蓋拆除時先使用直角轉(zhuǎn)角螺絲刀將扣蓋螺絲拆除，由于裝飾條之間的縫隙只有25mm，需要定制小尺寸的轉(zhuǎn)角螺絲刀，以便在狹窄空間內(nèi)操作，圖6為專用工具圖片。

圖6

圖5 圓形裝飾條上、下扣蓋拆除

第二步，伴熱線安裝。伴熱線根據(jù)設(shè)計分段要求按定長訂購生產(chǎn)，安裝時由一人在屋頂將伴熱線沿著自制滑輪系統(tǒng)放入裝飾條內(nèi)部，在重力作用下伴熱線往下延伸。擦窗機內(nèi)兩人在層間裝飾條對接位置做一下引導(dǎo)，讓伴熱線順利進入下一層裝飾條內(nèi)部，依此重復(fù)。伴熱線米重為150g，按設(shè)計要求100m 長的伴熱線重量為15kg，屋頂人員完全可以將伴熱線一步穿到位。放伴熱線時應(yīng)沿裝飾條內(nèi)壁由上往下放線，避免使用大力拉扯加熱電纜。在放線過程中，應(yīng)避免腳踏或者將重物、雜物放置在加熱電纜上。

因T1 塔樓電伴熱線安裝后，電伴熱線在裝飾條內(nèi)晃動會發(fā)出異響。因此，電伴熱線每層有兩個固定點，用扎帶捆綁固定，并套有保溫降噪棒，且裝飾條腔內(nèi)為密封空間，隨大樓的擺動有限，不會發(fā)出異響（詳見圖7及圖8）。

圖7 伴熱線放入裝飾條內(nèi)腔示意圖（一）

圖8 伴熱線放入裝飾條內(nèi)腔示意圖（二）

下部預(yù)留足夠接線長度后，自下而上安裝伴熱線卡扣，卡扣為開模型材，通過螺絲將其牢牢卡在裝飾條內(nèi)，上下裝飾條之間預(yù)留30mm 長伴熱線，以防裝飾條變形或晃動引起伴熱線的拉伸。以此重復(fù)，直至屋頂層裝飾條，最后將伴熱線尾部放入屋頂幕墻壓頂鋁板內(nèi)。

第三步，金屬卡槽自下往上安裝。當圓形裝飾條的2條電伴熱線調(diào)整到位后，分別使用金屬卡槽將伴熱線緊貼在裝飾條外壁上，以保證伴熱線跟圓形裝飾條接觸良好（詳見圖9）。

圖9 圓形裝飾條伴熱線安裝圖

同樣，當梭形裝飾條的4 條伴熱線調(diào)整到位后，分別使用金屬卡槽將伴熱線緊貼在裝飾條外壁上，以保證伴熱線跟圓形裝飾條接觸良好（詳見圖10）。

圖1 現(xiàn)場結(jié)冰情況照片

圖10 梭形裝飾條伴熱線安裝圖

在裝飾條的下部預(yù)留足夠伴熱線的接線長度后，自下而上安裝伴熱線金屬卡槽，金屬卡槽為開模鋁型材，通過不銹鋼螺絲將其牢牢固定在裝飾條內(nèi)，上下裝飾條之間預(yù)留30mm長伴熱線，以防裝飾條變形或晃動引起伴熱線拉伸。首先安裝下部金屬卡槽（詳見圖11），然后調(diào)整伴熱線長度，接著安裝上部金屬卡槽（詳見圖12）。

圖11 下部金屬卡槽安裝圖

圖12 上部金屬卡槽安裝圖

伴熱線的金屬卡槽安裝到位后，需要安裝裝飾條扣蓋。裝飾條扣蓋在鋁板廠家生產(chǎn)好，并預(yù)留好避讓伴熱線的缺口（詳見圖13）。

圖13 裝飾條扣蓋安裝圖

裝飾條扣蓋安裝后，在四周施打密封膠，以防止大量雨水及灰塵進入到裝飾條內(nèi)壁，到此伴熱線安裝完成（詳見圖14、圖15）。

圖14 圓形裝飾條安裝完成

圖15 梭形裝飾條安裝完成

安裝后檢查加熱系統(tǒng)的所有附件安裝是否正確，外觀有否損壞。在外觀檢查合格后，方可對加熱系統(tǒng)進行系統(tǒng)絕緣測試。將加熱電纜的供電電纜對外金屬屏蔽進行搖試，必須對不合格的伴熱回路進行檢查并進行缺陷處理或者重新安裝該回路，然后再進行測試，直到合格為止。

在所有或分區(qū)內(nèi)的加熱回路安裝及分步檢驗合格后，方可進行系統(tǒng)或分區(qū)系統(tǒng)的總體試驗。加熱系統(tǒng)總體試驗合格后，須將系統(tǒng)的溫控器溫度調(diào)至設(shè)計參數(shù)，將加熱系統(tǒng)交付運行單位進入正式運行。

4 建議

隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，玻璃幕墻建筑越來越多，越建越高，玻璃幕墻基本上都安裝有或大或小的室外裝飾條。急冷急熱的天氣時有發(fā)生，室外裝飾在遇到這種惡劣天氣時可能會發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，冰塊遇熱后就會融化掉落，對人們生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生很大的威脅。本文通過對某工程塔樓室外裝飾條融冰化雪系統(tǒng)的介紹，為類似高層幕墻室外裝飾條融冰化雪的設(shè)計及施工提供一定的參考經(jīng)驗。