探析單元式幕墻的設(shè)計要點(diǎn)

文/周志貴 浙江中南建設(shè)集團(tuán)有限公司 浙江杭州 310052

幕墻為建筑物的一種外墻維護(hù)結(jié)構(gòu)，不對主體結(jié)構(gòu)的荷載進(jìn)行承受，是有著裝飾效果的輕質(zhì)墻體。其中，結(jié)構(gòu)框架與鑲嵌板材共同構(gòu)成了單元式幕墻，相對主體結(jié)構(gòu)在平面當(dāng)中有著相應(yīng)的微動能力。建筑幕墻會隨著建筑層數(shù)的增加而增多，幾乎所有的高層建筑都對幕墻進(jìn)行了應(yīng)用，所以對于單元式幕墻的設(shè)計要點(diǎn)要給予詳細(xì)的分析和探究。

1、單元式幕墻與框架式幕墻之間的比對分析

框架式幕墻的主要特征為：應(yīng)用的全支撐結(jié)構(gòu)材料全部都是散件，在將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場之后，可對其進(jìn)行依次安裝。但是，當(dāng)前市場對其進(jìn)行生產(chǎn)的規(guī)模非常大，所以屬于技術(shù)比較成熟的傳統(tǒng)幕墻形式[1]。根據(jù)面板外部的具體結(jié)構(gòu)形式，可將其詳細(xì)分為：隱框幕墻、半隱框幕墻以及明框幕墻。

單元式幕墻包括：單元式幕墻和半單元式幕墻，其中又可以將半單元式幕墻分為：窗間墻單元式幕墻、立梃分片單元組合式幕墻。

針對兩種幕墻的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)分析，如表1

2、單元式幕墻的主要特征

其一，在工廠當(dāng)中針對幕墻單元進(jìn)行制作和加工，對工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)有著重要的幫助作用，并對人工費(fèi)用進(jìn)行了降低，有益于對單元質(zhì)量進(jìn)行控制[2]。由于大量的加工準(zhǔn)備工作都是在工廠內(nèi)部完成的，所以現(xiàn)場施工周期有所減少，贏得了更多的經(jīng)濟(jì)收益和效益；其二，單元與單元之間的陰陽鑲嵌連接，能夠與主體的機(jī)構(gòu)位移產(chǎn)生良好的適應(yīng)性，可對地震作用、溫度變化以及層間位移進(jìn)行有效的吸收，所以在高層建筑當(dāng)中的應(yīng)用非常合適；其三，接縫處應(yīng)用了膠條，保障了密封性。對于膠條的應(yīng)用，不會受到天氣情況的影響，容易對工期進(jìn)行良好的控制；其四，因?yàn)閱卧侥粔χ饕窃谑覂?nèi)進(jìn)行相應(yīng)的安裝施工，所以主體結(jié)構(gòu)并沒有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，所以在剪力墻以及窗間墻當(dāng)中的應(yīng)用不合適；其五，需要制定相應(yīng)的施工組織管理，在施工過程中，要有相應(yīng)的施工順序，依照具體的對插次序?qū)嵤┫嚓P(guān)的安裝工作。同時，施工應(yīng)用的相關(guān)機(jī)械設(shè)備放置需要有相應(yīng)的限制，以免對整個工程的安裝造成影響。

表1 兩種幕墻的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)分析表

3、單元式幕墻設(shè)計的主要要點(diǎn)

3.1 單元幕墻密封系統(tǒng)的主要構(gòu)成

首先，可以將單元幕墻的整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)看成是完整的建筑外墻系統(tǒng)，所以幕墻產(chǎn)生的密閉性十分關(guān)鍵。其中，幕墻產(chǎn)生的密閉性是由不同功能的密封線共同構(gòu)成的，通常來說，單元幕墻當(dāng)中的密封系統(tǒng)有密封線、水密線以及氣密線等，如圖1所示。對于幕墻的防水要求非常高，所以，在幕墻的單元系統(tǒng)當(dāng)中有非常多的水密線，這樣便產(chǎn)生了不同的等壓腔，依靠產(chǎn)生的壓力差，可以對水的動能進(jìn)行抵擋，實(shí)現(xiàn)高效的防水效果。具體來說，單元幕墻當(dāng)中的密封線有周邊連續(xù)的、多道密封膠條，對于密封線的相對設(shè)置，可以挑選型材腔體準(zhǔn)確以及重要的位置，應(yīng)用不同的形狀以及不同硬度膠條，并對其進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證，便可對密封性給予保障。

圖1 單元幕墻當(dāng)中的密封系統(tǒng)有密封線、水密線以及氣密線示意圖

3.2 單元幕墻當(dāng)中的自排水與錯層排水

（1）自排水簡單來說便是本層進(jìn)行排水，是將單元幕墻當(dāng)中的水進(jìn)行排出，利用后墻將其導(dǎo)入到前腔當(dāng)中，之后再將其從墻體排出室外。對于該種排水方式的應(yīng)用，便是將當(dāng)層滲漏，累積的水從改層直接排出。在單元的打底橫框當(dāng)中，對其的應(yīng)用非常廣泛。

（2）錯層排水。簡單來說，便是單元排水當(dāng)中應(yīng)用非常普遍的一種形式，是上層上橫后腔當(dāng)中所滲漏積累的水進(jìn)行組織，利用相應(yīng)的設(shè)計手段，對壓力腔進(jìn)行建立之后，根據(jù)水產(chǎn)生的重力作用，途經(jīng)上橫壁后下落到下層單元當(dāng)中的上橫前腔。在這一過程當(dāng)中會使水產(chǎn)生相應(yīng)的動能，之后順勢排出[3]。但是，在設(shè)計的過程中，不可以涉及過多的排水錯層，一般情況下會設(shè)計五層。

3.3 型材斷面構(gòu)造設(shè)計的合理性

在對單元幕墻進(jìn)行設(shè)計的過程中，型材斷面也是非常重要的一項設(shè)計內(nèi)容，對幕墻的安全性以及工藝性會產(chǎn)生決定性影響。同時，還能對其他物理性能產(chǎn)生直接的作用，所以對其的設(shè)計需要遵循幾點(diǎn)原則：

（1）對于型材斷面以及型材咬合位置的設(shè)計，一定要合理科學(xué)，盡量隔開水密線，塵密線以及氣密線，這樣能夠使壓腔的重要作用得到最大程度的發(fā)揮。

（2）針對咬合位置的型材需要在制作時，預(yù)防出現(xiàn)開工藝孔。同時，氣密線腔壁當(dāng)中，也要禁止對工藝孔進(jìn)行開設(shè)，在對斷面進(jìn)行設(shè)計時。需要對豎向構(gòu)件當(dāng)中的傳遞荷載設(shè)置實(shí)施綜合分析，全面考慮。

（3）在對插接式單元幕當(dāng)中的斷面進(jìn)行設(shè)計的過程中，要在板塊安裝后插件之間的搭接長度超過15mm實(shí)施綜合全面的分析，以便使其能夠?qū)Σ煌淖兾磺闆r進(jìn)行適應(yīng)。

（4）在設(shè)計斷面的過程中，要充分考慮軟披水膠條槽口的相關(guān)安裝工作，以便對板塊的安裝，能夠在縫隙處對阻水屏障進(jìn)行保障。

（5）單元幕墻當(dāng)中的等壓腔需要經(jīng)細(xì)致并且詳細(xì)的進(jìn)行考慮[4]。

3.4 合理設(shè)計膠條

單元式幕墻膠條設(shè)計，可直接影響幕墻的氣密性以及水密性、耐久性。所以，在設(shè)計過程中，需要遵循的原則為：

（1）所在區(qū)域的天氣條件。在北方區(qū)域，需要盡量對部分充油牌號進(jìn)行選擇。針對配方的設(shè)計，需要對材料在寒冷溫度下的性能進(jìn)行考慮，以便之后的安裝以及應(yīng)用。

（2）膠條的使用。在對膠條進(jìn)行設(shè)計當(dāng)中，需要合理選擇斷面形式。如果膠條的位置和作用是不同的，那么需要應(yīng)用不同的斷面形式。

（3）膠條的硬度。在對膠條進(jìn)行設(shè)計時，需要合理確定壓縮比和硬度。

（4）密封閉合性。對接型單元幕墻當(dāng)中的氣密線膠條豎橫需要有一致性，以便對膠條可以在板塊四周產(chǎn)生閉合。

（5）膠條的工藝性。在安裝膠條時，要對錯位和間隙進(jìn)行充分的考慮，以免對密封質(zhì)量造成影響。

結(jié)語：

總之，防水設(shè)計屬于幕墻系統(tǒng)當(dāng)中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，產(chǎn)生的防水性能與幕墻的工藝、安全、功能等有著直接的關(guān)系，如果幕墻發(fā)生了漏水的情況，則很難對問題進(jìn)行排查。因此，對于幕墻的設(shè)計一定要嚴(yán)格，以便使幕墻的設(shè)計更加合理、科學(xué)。