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外墙作业系统有哪些类型?

外墙作业系统有哪些类型?

外墙作业系统有哪些类型?

外墙作业系统主要分为几大类,每类都适用于不同的建筑高度、外墙几何形状和维护要求。对于中层和高层建筑而言,这些系统对于支持安全高效的外墙清洁、检查和维修至关重要。

从永久性建筑维护单元(BMU)到吊臂系统、单轨系统、悬挂式平台、绳索作业及支撑系统,每种解决方案在建筑外墙清洁和长期维护规划中都发挥着独特的作用。选择合适的系统取决于结构设计、作业频率和操作需求。本文涵盖了所有主要类别,并概述了影响系统选择的结构、法规及设计因素。

外墙作业系统在建筑安全与合规中的作用

外墙作业系统直接关系到作业人员安全、法规合规性以及长期维护成本。若在设计阶段未能整合合适的系统,往往会导致违规、采用不安全的临时解决方案,或在建筑生命周期后期进行昂贵的改造。

在许多地区,超过特定高度阈值的建筑依法必须配备永久性外墙作业系统。这些系统通过采用双绳悬挂、稳定装置及受控操作等工程化安全机制,显著降低了风险。它们还能确保外墙清洁作业的全面覆盖,消除可能导致长期劣化或保修问题的维护盲区。

永久性与临时性外墙作业系统

外墙作业系统主要分为两类:永久式和临时式。永久式系统包括建筑维护单元(BMU)、单轨系统、吊臂基座网络和拉索锚固系统,这些系统与建筑主体融为一体,可全年使用。它们只需定期检查和认证,而非每次搭建都需审批,因此长期来看效率更高。

临时系统,如移动式高空作业平台、脚手架、支腿式平台和绳索式装置,是按项目安装的,且每次使用前必须重新认证。虽然这些系统适用于短期任务,但对于需要定期进行商业外墙清洁或检查的建筑而言,其效率较低。

对于大多数中层和高层建筑而言,永久性系统能更好地满足合规要求,提升安全性,并降低生命周期成本。

何时需要永久性系统?

是否需要永久性外墙作业系统取决于几个关键因素。建筑高度是首要决定因素。

立面结构的复杂性是另一关键考量因素。具有曲面、内凹或悬挑设计的建筑通常需要工程化的作业解决方案,而临时系统无法安全满足这些需求。维护频率同样起着重要作用,因为需要定期清洁或检查的建筑将受益于随时可用的系统。此外,许多外墙承包商在提供保修前要求安装永久性作业系统,因此早期集成至关重要。

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外墙作业系统的主要类型

外墙作业系统种类繁多,涵盖大型永久安装的电动装置、轻型轨道系统、吊臂、单轨及绳索解决方案。这些系统支持广泛的应用场景,从常规建筑外墙清洁服务到复杂的检查和维修任务。每种系统均具备独特的功能、结构要求及操作优势。

1. 建筑维护单元(BMU)

建筑维护单元(BMU)是一种永久安装的电动系统,可使悬挂式平台在建筑外墙上进行垂直和水平移动。作为高层及复杂建筑的标准解决方案,BMU 具备全面覆盖和高效作业的能力。

作为阿利马克集团(Alimak Group)旗下品牌,立面作业解决方案(Facade Access Solutions)通过其CoxGomyl和Manntech品牌,已为哈利法塔、上海中心大厦和默德卡118等地标性项目提供了BMU系统。

紧凑型BMU专为外立面结构简单且屋顶空间有限的建筑设计。该系统可在屋顶轨道或混凝土跑道上运行,视觉影响小,且易于维护。

模块化BMU为几何结构更复杂的中高层至高层建筑提供了更大的灵活性。其可配置的设计允许进行调整,而无需更换整个系统。

定制型和伸缩式屋顶作业车专为建筑结构复杂或超高层建筑设计。这些系统可包含伸缩臂、铰接式平台以及与建筑设计融为一体的隐藏式停放解决方案。

2. 吊臂系统

吊臂系统是永久性安装外墙清洗设备的传统且经济高效的解决方案。它们由固定底座、旋转吊臂、悬挂式平台和安全生命线组成。

便携式吊臂是一种经济高效的解决方案,通常用于高度约90米(300英尺)以内的建筑,且在操作上允许手动重新定位。通过在屋顶轨道上配备动力吊臂滑车,同一系列设备在经过针对项目要求进行适当设计后,也可服务于高层建筑。

电动吊臂滑车系统通过使吊臂系统沿固定轨道移动,消除了手动重新定位的需求。这显著提高了维护需求频繁的中高层建筑的作业效率。

3. 单轨系统

单轨系统利用沿建筑立面或屋檐线安装的轨道,使小车和悬挂式平台能够水平移动。对于具有内凹立面、中庭或屋顶安装设备无法到达区域的建筑,此类系统尤为有效。

标准单轨轨道重量轻,对结构的负荷极小。高级配置可包含交叉点以扩大覆盖范围。

爬坡式单轨系统可沿倾斜或曲面移动,因此适用于斜屋顶或玻璃中庭等复杂建筑设计。

4. 悬挂式工作平台(动力平台)

悬挂式工作平台,又称摆动式工作台,是由屋顶安装系统支撑的电动吊篮。它们广泛应用于商业建筑的外立面清洁作业。

此类平台通常可承载两名作业人员,并支持沿外墙进行垂直移动。然而,水平位移需在使用前进行拆卸和重新定位,因此对于大型或复杂建筑而言效率较低。对于更高层建筑,通常更适合采用BMU(建筑维护单元)或动力吊臂系统。

5. 绳索作业与回拉锚固系统

绳索作业系统允许技术人员借助固定在结构锚点上的安全带和绳索,沿建筑外墙上下移动。可设计出适合绳索作业的系统,通过布置符合应用需求、设计要求或绳索作业规程的回拉锚点来实现。

此类系统最适用于短期作业或难以触及的区域。与永久性系统相比,其劳动密集型操作可能导致长期成本更高。

6. 门式架、滚动梯和走道

门式架、滚动梯和走道是用于进入玻璃屋顶、中庭及内部立面的专用系统。门式架沿轨道移动,提供安全的步行通道;而滚动梯则为维护作业提供倾斜定位。

走道是集成于建筑结构中的永久性通道,可进行安全检查和轻度维护。这些系统通常在确保安全通行同时,兼顾建筑美学设计。

如何为您的建筑选择合适的外墙清洁系统

最有效的方法是利用FAS集成设计服务(IDS),或在设计初期就引入幕墙通行专家。这可确保从一开始就考虑结构要求、屋顶荷载及系统集成。以下因素将决定最合适的解决方案。

建筑高度与幕墙复杂度

建筑高度和立面几何形状是系统选型的主要因素。

建筑类型 推荐系统 关键考虑因素
低层建筑(低于130英尺(39.6米)) 拉索锚点、便携式吊臂 确认屋顶锚点的荷载要求;绳索作业需根据每次使用情况重新认证
中层建筑(130 英尺(39.6 米)至 300 英尺) 带动力平台的吊臂系统 130 英尺以上需设置稳定锚;基座间距与结构网格对齐
高层(300 英尺至 490 英尺) 电动吊臂小车或紧凑型BMU 无需人工重新定位;需确认屋顶承重能力
超高层或复杂几何结构 模块化或定制BMU、伸缩式屋顶轿厢 需在早期设计阶段进行整合;需要定制工程设计
屋顶空间有限 单轨系统 轻量化型材可减轻结构负荷;可隐藏于建筑结构之中
玻璃中庭或玻璃屋顶 龙门架、滚动梯或走道 轨道沿屋顶轮廓铺设;提供手动或电动选项
适用于改造项目或既有建筑 吊臂系统或单轨系统 制定规格前需进行结构评估

 

立面几何形状进一步影响系统选择。带有曲线、退台或不规则轮廓的建筑通常需要定制工程解决方案或多种系统的组合,以实现全面覆盖。

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外墙清洁与维护频率

清洁频率较高的建筑适合采用永久性系统,以最大限度地减少安装时间和运营成本。用于每周或每月建筑外墙清洁服务的系统必须高效且易于部署。

维护频率较低的建筑可采用更简易的系统,但必须始终考虑全生命周期成本。吊臂系统和锚点网络还能为包括检查和维修在内的多种维护功能提供灵活性。

屋顶空间与结构承载能力

每种外墙作业系统都会对建筑结构施加特定荷载。这些荷载必须在设计阶段由结构工程师进行验证。

吊臂系统在基点施加局部荷载,而BMU(建筑维护单元)根据配置不同,重量可达数吨。单轨系统提供了一种低荷载的替代方案,常用于屋顶承重能力受限的场合。

对于改造项目,必须仔细评估所有安装方法,以确保与现有结构的兼容性。

法规与安全合规

所有外墙通行系统必须符合适用的安全标准。在北美,这包括 OSHA 及当地法规;加拿大遵循 CSA 标准;欧洲则遵循 EN 1808 标准。

根据OSHA 1910.66(g)(2)、EN 1808 §9和ASME A120.1 §10的规定,永久性系统需由合格人员进行定期检查。载荷测试应在系统投入使用时以及任何影响载荷路径的改动、维修或搬迁后进行——而非每年进行。

不确定您的建筑需要哪种幕墙作业系统?

作为 Alimak 集团旗下公司,Facade Access Solutions 拥有超过 80 年的行业经验,在全球已安装超过 16,000 套系统。公司拥有遍布德国、西班牙、卢森堡、多伦多、迪拜和新加坡的工程团队,可为项目提供从早期设计到安装的全流程支持,确保符合规范并实现长期稳定运行。我们还提供集成设计服务 (IDS),协助设计出最安全、最实用且最具经济效益的解决方案。欢迎咨询我们的IDS服务。

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常见问题

高层建筑中最常见的外墙作业系统是什么?

建筑维护单元是高层建筑中最常用的系统,因为它能全面覆盖建筑立面,操作高效,并为日常维护提供高安全标准。

外墙作业系统应多久检查一次?

永久性系统必须按照当地法规规定的频率进行检查,并在重大事件或结构变更后进行额外检查,以确保持续符合规范。

现有建筑能否加装永久性外墙作业系统?

可以,许多建筑均可加装吊臂或单轨等系统。但需进行结构评估以确认承重能力并确定合适的安装方法。

吊臂系统与BMU有何区别?

吊臂系统采用固定底座搭配便携式或轨道式吊臂,而BMU则是一种完全集成的电动系统,能够自动在建筑物上移动。

外墙作业系统是否需要认证?

是的,所有系统都必须通过认证以符合安全标准。认证包括由合格的专业人员进行的检查、载荷测试及文件记录。

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