本文转自:中国建材报距离北京2022年冬奥会开幕还有不到一个月时间|杜晓辉:探秘“冰丝带”背后的玻璃材料( 二 )


尺寸半径150mm相比尺寸半径120mm的弯弧玻璃 , 同样的加热温度 , 加热时间相对较短 , 弧度合格 , 由于半径相对较小 , 玻璃表面存在麻点缺陷 , 变形相对较差 , 成型较难控制 。
对于尺寸半径175mm的夹层玻璃样品 , 采用同样的温度 , 加热时间最短 , 玻璃外观及视觉影像较好 , 较好的弯弧成型 , 弧度偏差最小 。 根据项目的设计要求 , 多台设备同时加工 , 可批量加工性较强 。 采用专用设备 , 每天(24h计算)可做46对成品 , 可以满足项目进度和要货计划需求 。
根据试验数据对比和现场视觉大样评估 , 通过对加工难度评估、加工过程中存在的质量缺陷对比、外观质量检查、不同半径产品的加工效率等方面进行分析和批量加工的可行性评估 , 认为:尺寸半径为175mm的“冰丝带”夹层玻璃质量相对较好 , 方案可行性最优 , 推荐其应用于国家速滑馆“冰丝带” 。
除了小半径长度以外 , 此次项目的曲面玻璃与传统曲面玻璃相比还有哪些不同呢?
杜晓辉:此次项目的曲面玻璃与传统曲面玻璃的不同之处主要有3点:
一是幕墙由平板玻璃、铝板幕墙及曲面玻璃一起 , 拟合自由曲面 , 而且曲面玻璃的每块尺寸均不完全一样 , 为了建筑外观效果 , 需要考虑平曲玻璃耦合技术 , 降低曲面玻璃数量 , 设计难度较大 。 因此 , 对曲面幕墙进行BIM整体建模 , 保证模型和施工图同步进行 , 协调设计 , 调整优化幕墙形状 , 在保证外观的前提下 , 合并面材相似尺寸 , 降低加工难度 。 需要综合考虑曲面玻璃的加工工艺和工程建造周期、成本 。
二是小半径弯弧玻璃与大规模线性LED照明一体化构造、配电系统设计 , 以及夏季玻璃腔内温度偏高对LED灯色温及显色性的影响等 , 如何实现立面照明的安全可靠和使用寿命长等目标是项目难点之一 。
三是玻璃加工困难 , 幕墙除了“冰丝带”弯弧玻璃 , 还有半径1500mm的曲面玻璃 , 由于加工尺寸均不相同 , 无法流水线生产大面弯弧 , 采用定制化磨具 , 幕墙安装精度在毫米级 , 所以对玻璃 , 尤其是弯弧玻璃的加工精度要求很高 。 同时 , 安装复杂 , 因为国家速滑馆平立面均不规则 , 标高控制点复杂 , 受外部环境影响 。 例如 , 风荷载温度变形影响较大 , 所以为保证玻璃幕墙每块玻璃安装质量精良 , 接缝横平竖直 , 并要满足气密性水密性等要求 。
“冰丝带”曲面玻璃经过了哪些测试?测试中发现的难题有哪些?又是怎样克服的?
杜晓辉:“冰丝带”曲面玻璃主要测试内容 , 一方面是关于曲面玻璃的面积占比测量 。 测量分三个阶段 , 分别是方案概念阶段、设计阶段与施工现场阶段 。 前两个阶段是通过参数化建模进行测量 , 难点主要是建模难度 , 这个没有什么简单办法 , 就是严格根据图纸 , 一点点建模 , 每一块曲面玻璃都要精细化建模 。 因为是椭圆形平面 , 按图纸将曲面玻璃幕墙划分为4部分 , 每部分按照轴号区域进行测量 。 每个区域有平板玻璃 , 有金属幕墙 , 也有曲面玻璃 , 先将曲面玻璃标识出来 , 然后在计算机模型中测试每块曲面玻璃尺寸 , 形成该区域曲面玻璃面积 , 以此类推 , 算出整个立面上所有曲面玻璃的面积 。 整个过程比较繁琐 , 需要非常耐心细致地进行 。
另一方面是关于曲面幕墙热工性能的测试 , 主要是传热系数 。 玻璃幕墙作为国家速滑馆建筑的外围护结构 , 占据速滑馆外表面大部分面积 , 是建筑物热交换、热传导最活跃的部位 , 也是建筑节能的薄弱环节 , 其热工性能尤其是传热系数的大小 , 直接影响建筑能耗 , 所以进行幕墙传热系数的检测是判断建筑能耗的重要部分 。