淺談框架式建筑幕墻氣密性能

齊鑫 王發忠

摘要：本文簡單介紹了框架式建筑幕墻氣密性的結構設計，通過對定型密封材料和非定型密封材料的合理選用和設計，能夠實現建筑物密封的防護功能要求，對于降低能耗環保意義重大。

關鍵詞：幕墻氣密性能框架幕墻 氣密性結構設計

中圖分類號： TU318 文獻標識碼： A

一、幕墻氣密性能對社會生活的影響

隨著人們生活水平的不斷提高，對居住、辦公、娛樂等公共環境的要求也越來越高， 在滿足使用功能的前提下提高建筑物的保溫節能性能成為了現代建筑發展的方向。建筑門窗是建筑外圍護結構中保溫性能最薄弱的部位，其長期使用能耗可以占到整個建筑長期使用能耗的50%以上，而由于氣密性能引起的門窗能耗又占整個門窗能耗的50％，因此提高建筑外窗的保溫性能對降低建筑物長期使用能耗具有重大意義。建筑外窗氣密性能的節能效果如何，將直接影響到建筑物的保溫節能性能。

通風換氣是建筑門窗的主要功能之一，窗本身一般具有開啟扇，打開時進行室內外空氣對流，但在關閉時的開啟縫隙不是絕對密閉的，另外型材的拼接縫隙、玻璃鑲嵌縫隙都會產生滲漏。

在北方寒冷地區，冬季室內外溫差較大，當室外刮風時形成壓力差，冷空氣通過縫隙進入室內，造成室溫劇烈波動，影響室內環境并消耗大量熱能，這種現象我們稱之為“冷風滲透”；在南方炎熱地區，夏季多采用空調制冷，空氣流動產生的熱風通過縫隙進入室內，導致制冷能耗增加。

由此可見，提高幕墻氣密性，有效減緩使用空調時室內冷暖氣泄漏室外的時間、減少冷暖氣空氣滲透量，可以減少空調的電能耗；阻止沙塵進入，有利于保持室內清潔。

二、氣密性的結構設計

由于幕墻結構的多樣性，可以分為很多種類。按照有無氣密、水密要求劃分：有氣密水密要求的幕墻和開放式幕墻（無氣密水密要求）；按照施工方式劃分：框架式幕墻和單元式幕墻。雖然各種不同類型的幕墻的氣密性能都各有不同，除了開放式幕墻（無氣密水密要求）以外，其它有氣密水密要求的幕墻其主要密封材料均由定型密封材料（密封條和壓條等）和非定型密封材料（密封膏或嵌縫膏等）組成。

我們將框架式玻璃幕墻分為固定部分和開啟部分分別進行講述。

固定部分氣密結構

建筑室內空間與室外空間是由中空玻璃和耐候密封膠分隔開來。此兩種材料就直接決定了幕墻氣密性能的高低。 中空玻璃通過建筑結構膠與鋁合金副框連接，通過鋁合金壓板與幕墻龍骨連接固定。其面材本身具有防水、防氣作用。幕墻氣密性能高低的關鍵就集中在耐候結構膠密封部位。此部位影響氣密性的主要因素有兩個：幕墻密封結構設計、幕墻密封材料特性。

本文主要探討一下幕墻密封結構設計。幕墻密封結構設計應遵循下列原則：密封槽口底部應采用聚乙烯發泡材料填塞，保證耐候膠的注膠充實性。幕墻的橫向和縱向膠縫深度應保持一致，保證在建筑立面上由耐候膠形成閉合的環形密封體系，靠耐候密封膠固有的密封性能來保證幕墻的氣密性能。耐候膠的斷面的變形尺寸應大于接縫處在各種因素下的位移量（如熱位移、載荷運動、框架彈性形變、材料蠕變、結構公差等）。 密封膠的形狀系數在密封接縫設計中也很重要，即接縫寬度和深度的比例應限定在一定范圍內，保證密封膠處于合適的受力狀態，否則將會減弱密封膠適應位移的能力。對于構件式幕墻硅酮建筑密封膠的施工厚度應大于3.5mm，施工寬度不宜小于施工厚度的2 倍；較深的密封槽口底部應采用聚乙烯發泡材料填塞。但幕墻玻璃之間的拼接膠縫寬度應能滿足玻璃和膠的變形要求，并不宜小于10mm；硅酮建筑密封膠在接縫內應兩對面粘結，不應三面粘結。在正確的選擇好幕墻密封結構的同時，在選擇密封材料時還應注意以下因素： 硅酮建筑密封膠必須在有效期內使用。 明框玻璃幕墻用中空玻璃的二道密封宜采用聚硫類中空玻璃密封膠，也可采用硅酮密封膠。

開啟部分氣密結構

如圖1所示，開啟部位邊框采用耐候密封膠與幕墻龍骨之間嚴密密封，開啟部分幕墻結構的氣密性能保證主要靠開啟邊框上的雙道密封膠條與開啟扇緊密接觸來實現。此部位兩道密封膠條的作用各有不同。第一道密封膠條沿著開啟邊框周圈布置，在開啟扇框底部位置設置排水孔，故第一道密封膠條對于幕墻氣密性能的保證有一定的積極作用；第二道密封膠條也是沿著開啟邊框周圈布置，與第一道密封膠條不同， 為連續通長膠條，包括轉角位置。它是幕墻開啟部位最重要的氣密防線，其材質的優劣和結構設計的合理性直接影響到開啟位置氣密性能的高低。

圖1 幕墻開啟部位節點

為保證幕墻氣密性能，在結構設計上應注意以下幾個方面： 1）應在開啟邊框上設置與密封膠條相配合的專用膠條槽口，保證密封膠條在開啟邊框專用膠條槽口內的緊固。 2）開啟邊框的密封膠條必須沿著開啟邊框邊緣，形成連續閉合的密封線路。保證密封膠條連續閉合的常用措施有：密封膠條在連接處采用專用膠粘接或熱融連接。 3）在開啟窗關閉時，開啟邊框和開啟扇框不能發生相對位移，影響幕墻氣密性能。 4）開啟部位密封膠條應選擇耐候性能好、具有良好的彈性和抗壓縮變形性能、具有一定美觀性能的密封膠條，如三元乙丙膠條（EPDM）、硅橡膠或氯丁橡膠。 5）對于開啟窗,應通過結構計算，校核開啟窗扇框強度及剛度；按照幕墻氣密要求， 通過計算確定鎖點位置和數量；一般情況下開啟窗寬度大于900mm 時,設置鎖閉點不應少于兩個。 6）開啟部位的開啟附件 （如開啟執手、多點鎖、支撐）要有一定的使用年限，且開啟鎖閉安全可靠。

三、幕墻氣密結構發展方向與時代發展相適應。

隨著時代的發展，各種資源的日益緊張。在國家倡導綠色經濟，人民呼吁低碳生活的當代社會，環保、美觀、高強度、能耗小、安裝便捷的新型幕墻越來越受到歡迎。 幕墻的節能要求有：減少溫差傳熱的熱負荷損失、降低太陽輻射的負荷強度、提高幕墻的氣密性。由此可見氣密性能好，則建筑物能耗損失小，更有利于環保節能。所以我們在進行幕墻氣密性能結構設計時應選擇污染小、耐候性能好、使用年限長、易于生產加工的材料；選擇質量控制強、加工質量高、生產效率高、易于現場管理的先進幕墻結構。

參考文獻

1、《建筑幕墻工程技術規范》（JGJ102-2003）。

2、《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》（GBT15277-2007）。

3、《建筑幕墻》（GBT20086-2007）。