高度百米以上的石材幕墙

1 早在80年前就有高度超过300m石材幕墙

其实,超高石材幕墙并不是新鲜事物。早在80年前,1930年美国纽约就建成洛克菲勒大厦,其花岗岩石材幕墙高度达319m(图1)。1931年,帝国大厦的花岗岩幕墙高度达381m,至今这个石材幕墙的最大高度已经保持了70年(图2)。此后40年间,正值第二次世界大战和战后经济恢复时期,超过300m的石材幕墙没有再建过。

1973年美国芝加哥石油大厦采用346m高的花岗岩幕墙开始(图3),到1994年建成高度超过300m的石材幕墙工程7座。除美国外,我国台湾高雄市的东帝士大厦也在其中(图4~图10)。

  东帝士大厦花岗岩幕墙高度331m,经历过19999.21大地震而安全无恙;高度296m的日本横滨里程碑大厦接近300m,也经受了1995年阪神大地震的考验(图10)。

至于高度300m以下的国外石材幕墙工程实在太多,这里不再一一列举。

2 国内高度超过100m的石材幕墙1997年建成

在《金属与石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133编制期间,笔者参与设计施工的深圳蛇口新时代广场于1997年建成,这是当时国内最高的花岗岩幕墙,高度达175m,石板厚度30mm,通槽铝挂板连接。施工过程中遭遇14级强台风袭击而安全无恙。表明建造超高石材幕墙是完全可能的(图11)。接着1999年笔者参与了高度为195m的广州合银大厦花岗岩幕墙工程,为国内石材幕墙新高度。该幕墙采用短槽连接,方钢管立柱,角钢横梁,装饰柱外挑达1m(图12)。这两座建筑是国内最早的超高石材幕墙工程。

3 2000年后超高石材幕墙各地兴建

2000年以后,我国经济腾飞,金融机构迅速发展,要求新建高层办公楼。石材具有稳重、长远、耐久、可靠的性格,从来都是银行建筑的首选外装材料,于是超高石材幕墙需求猛增。尤其是上海、广东、福建等金融业发达地区,新建了不少150m以上的石材幕墙工程(图13~18)。由于高度超出了JGJ 133-2001的适用范围,这些工程都进行了专家论证,并采取了加强措施。

2007年,广州的广东发展银行采用四川绿砂岩建成第一座非花岗岩超高石材幕墙,但所用的砂岩抗弯强度高达18N/mm2,这是极其少见的。连接采用背栓。


2008年建成的北京银泰中心由一座249m和两座189m花岗岩幕墙建筑组成,石板厚度38mm,采用背栓连接。它是目前内地已经建成的最高石材幕墙

2008年天津地铁大厦用抗弯强度仅为6N/mm2的伊朗黄洞石建成175m高的洞石幕墙。笔者参与了这个工程,为确保幕墙安全,石材面板厚度取40mm,背槽连接,石板背面贴玻璃纤维布,板缝用耐候胶嵌缝(图20)。这是目前国内最高的洞石幕墙,从已知的资料看,国外也没有拿洞石盖这么高的幕墙,我们认为今后超高幕墙还是少用这么低强度的石材为好。

4 2010年超高石材幕墙大量出现

2010年超高石材幕墙大量兴建,而且多数都超过200m的高度(图21~30)。目前在建设中最高的石材幕墙工程是广州广晟大厦(图21),建筑高度313m,花岗岩幕墙高度280m,背栓连接。

青岛财富中心(图24)的石灰岩幕墙高达241m,是目前内地最高的非花岗岩幕墙工程。采用的德国石灰岩抗弯强度极高,达11N/mm2,石板厚度为35mm,背栓连接。

除了不断走高以外,石材幕墙工程的外形也复杂变化。图27为广西北海的北部湾一号,酒店和公寓的外形代表广西的桂林山水,高低起伏,带有溶洞。用石材幕墙显示山的质感。

5 超高石材幕墙应用的技术措施

十多年来,我们通过大量的工程实践已经积累了超高石材幕墙丰富的设计施工经验。应该可以说,现在超高石材幕墙的设计施工技术已经相当成熟。因此 JGJ 133 规范的修订中,第1.0.2条已修改为“本规范适用于…….设防烈度不大于8度的民用建筑石材幕墙工程”,JGJ 133规范将适用于全部高度。修订本正式颁布后,将不会再有“超高石材幕墙”这个说法了。但是,目前应用超高石材幕墙还需要有相应的技术措施。

1.应对高度超过100m的工程采用石材幕墙进行专家论证,对其设计方案进行可行性分析,对其加强措施作出结论性意见。

2.确保石材的质量:

1.1 认真考察石材原矿,确保石材有足够储量,有挑选的余地。石材各项物理力学指标经检验合格。

1.2 花岗岩抗弯强度平均值不小于12N/mm2,最小值不小于10N/mm2;其他石材抗弯强度平均值不小于6N/mm2,最小值不小于5N/mm2

1.3 花岗岩吸水率不大于0.6%;其他石材经防水处理后,吸水率不大于1.0%

1.4 石材面板不得有裂缝、软弱矿脉;洞石不得有密集孔洞、大洞,不得有穿透孔洞。


3.加强进场石材检验,每批进场石材均须做抗弯强度检验;每块石板均须进行外观检查。

4.石板最小厚度,花岗岩为30mm,其他石材为40mm

5.花岗岩石板150m以下宜采用背栓连接,150m以上应采用背栓连接;其他石板应采用背栓连接。背栓不锈钢材质不应低于A4S316)。不推荐采用尼龙材料和不锈钢混用的背栓。

6. 安全措施

6.1 采用注胶式板缝时花岗岩石板背部宜加贴玻璃纤维布等材料以防石板破碎坠落;其他种类石板背部应加贴这些材料。采用胶条嵌缝和开放式板缝时,所有石板背面均应加贴玻璃纤维布。

6.2 附着于主板上的小块石板应设金属件与主板连接,宜采用角码背栓连接。

6.3 造型线条、窗口上方的倒挂石板宜采用铝蜂窝复合石板。采用实心石板时应采用背栓连接。

6.4 宜采用注胶板缝。

6.5 石材幕墙下方2m~3m范围内宜设置绿化、水池等隔离带,不宜设置停车位和可能吸引行人停留的商业设施。出入口应设雨蓬。(文-赵西安)