淺談單元式幕墻防水構造

【摘要】分析了建筑幕墻水密性能的原理，介紹了等壓原理的應用技術，并闡述了幕墻防水設計的注意要點，以便以后在幕墻設計中提供幫助。

【關鍵詞】單元幕墻；防水；等壓原理

【中圖號】TU113.5+49【文獻標示碼】A【文章編號】1005-1074(2009)03-0098-01

水密性一直是建筑幕墻節點設計的重要問題。經不完全的統計，在實驗室中有90%幕墻樣品需經修復才能通過試驗。在實際工程應用中，也存在同樣的問題。為解決幕墻的防水問題，許多專家學者對防水原理進行了研究和實驗，總結出完整的防水設計理論，其中在實際應用中常用的是“等壓原理”。

1單元幕墻防水原理分析

1.1單元幕墻的三道密封線①塵密線。單元式幕墻為阻擋灰塵及大部分的雨水進入型腔而設計的一道密封線，通常采用膠條擋水，一般由相鄰單元的膠條相互搭接實現。②水密線。通過幕墻表面的少量漏水可以越過這條線進入單元幕墻的等壓腔，通過合理的結構設計，進入等壓腔水將被有組織的排出，達到阻水的目的。③氣密線。由于水密線和氣密線之間的等壓腔和室外基本上是相通的，因此水密線不能阻止空氣的滲透，阻止空氣的滲透任務由氣密線來完成。

1.2單元幕墻防水機理分析一般情況下，幕墻的插接型腔內存在至少兩個等壓腔。根據插接結構及擋水膠條的不同，還可以形成更多的等壓腔，如圖下中的等壓腔Ⅰ、等壓腔Ⅱ和等壓腔Ⅲ。①在擋水膠條的室外側擋刺開排水孔，使等壓腔Ⅰ與室外環境形成等壓。②在擋水膠條的室內側擋刺開排水孔，使等壓腔Ⅱ與等壓腔Ⅰ形成等壓。③在上橫框的第一道插接刺上開設排水孔，使等壓腔Ⅲ與等壓腔Ⅱ形成等壓。

壓力差是造成大部分幕墻接縫漏水的主要原因，幕墻外不論是雨水或洗窗水進入室內，除了必須有破口或是裂縫存在，還必須要求室外的壓力比室內壓力大。如果室內的壓力與室外壓力相等，甚至大于室外壓力，即使有破口或是裂縫存在，水份也不會進入墻內。防水進入室內的方式，是用對雨水疏導的方式，引水入等壓腔內，再引水流出墻體。為了達到等壓，我們將部分或所有接縫維持開放，但是等壓腔并不是一個通氣的空間，它必須限制在一定范圍的通氣空間，才能有效地產生等壓效應。為了達到完全等壓效應，\"等壓腔\"內的壓力必須隨時維持大于或等于室外的壓力。

排水路徑可參見下圖示意：通過橫框的擋水膠條搭接處進入等壓腔Ⅰ的水，一部分可以通過擋水膠條室外側擋刺上的排水孔排出，另一部分進入等壓腔Ⅱ的雨水也會在重力作用下通過擋水膠條上的排水孔直接排出，還會有極少量雨水進入等壓腔Ⅲ，然后通過上橫框的第一道插接刺上開設排水孔排到下層單元的等壓腔Ⅱ中，直至最后排出室外。通過豎框的擋水膠條搭接處進入等壓腔Ⅰ的水，一部分可以直接落到上橫框的披水膠條或披水板上，隨橫框等壓腔Ⅰ中的雨水一起排出。另一部分進入等壓腔Ⅱ的大部分雨水也會在重力作用下流到上橫框的披水膠條或披水板上，隨橫框等壓腔Ⅱ中的雨水一起排出。還會有少量雨水會在風壓下進入等壓腔Ⅲ，然后通過上橫框的第一道插接刺上開設排水孔排到下層單元的等壓腔Ⅱ中，直至最后排出室外。

2單元式幕墻防水系統設計要點

單元式幕墻單元板塊是在廠房里制作、組裝完成的，能在現場直接安裝到建筑主體結構上。無論是插接還是對接，單元板塊在上下左右以及單元板塊“十字”接口處均需要密封處理。如何從系統設計中處理好這些自由縫是解決單元式幕墻水密性的關鍵。由于縫隙腔內外的氣壓差是雨水滲漏的主要動力，因此要求縫隙空腔內的氣壓與室外氣壓相等，以防止內外空氣壓力差將雨水壓入腔內。下面從兩個方面進行闡述：

2.1型材斷面構造設計的合理性在單元式幕墻的系統設計中，型材斷面的設計非常重要。它不僅決定單元式幕墻的安全性，工藝性，同時還決定了單元式幕墻的其他物理性能。然而以往幕墻設計大多只通過力學計算重點考慮了型材斷面的設計安全性，而忽視了型材斷面對其他性能的貢獻。因此單元幕墻的雨水滲漏現象非常突出，單元板塊間的自由縫現場堵膠就成了幕墻廠家在現場工程排故過程中所用的主要手段。型材斷面雖然不是固定不變的，但是其斷面的設計是有規律的。它必須將其安全性、工藝性和結構防水同步考慮。由于工程上所用的幕墻節點形式很多，現就如下進行分析：①型材端面及型材咬合位置合理，盡量將水密線與氣密線分離，使等壓腔發揮作用。②斷面上盡可能避免在制作過程中開工藝孔，氣密線腔壁上禁止開工藝孔。③斷面設計時應考慮在豎向（或橫向）構件上設置傳遞荷載與作用的專用裝置。④插接式單元幕墻在斷面設計時應考慮板塊安裝后插接件之間有不小于15毫米的搭接長度，?以便有能力適應層間變位和吸收現場安裝產生的誤差。⑤斷面設計時考慮預留安裝軟披水膠條槽口，以便板塊安裝后縫隙處形成阻水屏障。⑥幕墻板塊的型材斷面種類應考慮盡可能的少，同時應考慮到盡可能減少零件的組合量，以便減少板塊組裝所形成的縫隙。⑦單元幕墻的氣密線應形成閉合。

2.2膠條合理設計在單元式幕墻的系統設計中，膠條的設計也是非常重要的一個環節，它決定了單元式幕墻的水密性、氣密性以及幕墻防水性能的耐久性。根據不同的氣候特點，應選用不同的三元乙丙（EPDM）膠條牌號，膠條的設計可遵循以下原則：①根據不同地區的溫差選擇相應的膠條牌號，在配方設計中充分考慮材料的低溫脆性，以便于安裝和使用。②膠條在設計時必須確定合理的斷面形式，選擇合適的橡膠牌號，膠條的位置和作用不同，其斷面形式也應該不同。③在膠條設計時，必須合理確定壓縮比和硬度。④對有特殊環境要求的膠條，有必要與膠條供應商進行聯合設計，充分利用膠條材料的優良性能。⑤對接型單元幕墻的氣密線膠條豎橫應相同，確保膠條在板塊四角周圈形成閉合。

防水結構一直是幕墻結構設計的重點，直接關系到幕墻的安全性、工藝性、功能性、施工及可維護性。但是，幕墻的防水設計并沒有達到理想的程度，很多方法仍然需要安裝人員的責任心作為保證，因此還需要進行更多的探索和研究。結構化防水設計是一個方向，相信未來一定能找到更好的解決方案。

參考文獻

[1]姜仁.建筑幕墻防水概念透析[M].國建筑工業出版社，2005，9

[2]張芹.新編建筑幕墻技術手冊[M].山東科學技術出版社，2004