探析單元式幕墻的設計要點

文/周志貴 浙江中南建設集團有限公司 浙江杭州 310052

幕墻為建筑物的一種外墻維護結構，不對主體結構的荷載進行承受，是有著裝飾效果的輕質墻體。其中，結構框架與鑲嵌板材共同構成了單元式幕墻，相對主體結構在平面當中有著相應的微動能力。建筑幕墻會隨著建筑層數的增加而增多，幾乎所有的高層建筑都對幕墻進行了應用，所以對于單元式幕墻的設計要點要給予詳細的分析和探究。

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：應用的全支撐結構材料全部都是散件，在將其運輸到現場之后，可對其進行依次安裝。但是，當前市場對其進行生產的規模非常大，所以屬于技術比較成熟的傳統幕墻形式[1]。根據面板外部的具體結構形式，可將其詳細分為：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。

針對兩種幕墻的優點以及缺點分析，如表1

2、單元式幕墻的主要特征

其一，在工廠當中針對幕墻單元進行制作和加工，對工業化生產的實現有著重要的幫助作用，并對人工費用進行了降低，有益于對單元質量進行控制[2]。由于大量的加工準備工作都是在工廠內部完成的，所以現場施工周期有所減少，贏得了更多的經濟收益和效益；其二，單元與單元之間的陰陽鑲嵌連接，能夠與主體的機構位移產生良好的適應性，可對地震作用、溫度變化以及層間位移進行有效的吸收，所以在高層建筑當中的應用非常合適；其三，接縫處應用了膠條，保障了密封性。對于膠條的應用，不會受到天氣情況的影響，容易對工期進行良好的控制；其四，因為單元式幕墻主要是在室內進行相應的安裝施工，所以主體結構并沒有很強的適應能力，所以在剪力墻以及窗間墻當中的應用不合適；其五，需要制定相應的施工組織管理，在施工過程中，要有相應的施工順序，依照具體的對插次序實施相關的安裝工作。同時，施工應用的相關機械設備放置需要有相應的限制，以免對整個工程的安裝造成影響。

表1 兩種幕墻的優點以及缺點分析表

3、單元式幕墻設計的主要要點

3.1 單元幕墻密封系統的主要構成

首先，可以將單元幕墻的整個結構系統看成是完整的建筑外墻系統，所以幕墻產生的密閉性十分關鍵。其中，幕墻產生的密閉性是由不同功能的密封線共同構成的，通常來說，單元幕墻當中的密封系統有密封線、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，在幕墻的單元系統當中有非常多的水密線，這樣便產生了不同的等壓腔，依靠產生的壓力差，可以對水的動能進行抵擋，實現高效的防水效果。具體來說，單元幕墻當中的密封線有周邊連續的、多道密封膠條，對于密封線的相對設置，可以挑選型材腔體準確以及重要的位置，應用不同的形狀以及不同硬度膠條，并對其進行相應的試驗驗證，便可對密封性給予保障。

圖1 單元幕墻當中的密封系統有密封線、水密線以及氣密線示意圖

3.2 單元幕墻當中的自排水與錯層排水

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

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

3.3 型材斷面構造設計的合理性

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

（1）對于型材斷面以及型材咬合位置的設計，一定要合理科學，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揮。

（2）針對咬合位置的型材需要在制作時，預防出現開工藝孔。同時，氣密線腔壁當中，也要禁止對工藝孔進行開設，在對斷面進行設計時。需要對豎向構件當中的傳遞荷載設置實施綜合分析，全面考慮。

（3）在對插接式單元幕當中的斷面進行設計的過程中，要在板塊安裝后插件之間的搭接長度超過15mm實施綜合全面的分析，以便使其能夠對不同的變位情況進行適應。

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

（5）單元幕墻當中的等壓腔需要經細致并且詳細的進行考慮[4]。

3.4 合理設計膠條

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

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

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

（3）膠條的硬度。在對膠條進行設計時，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生閉合。

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

結語：

總之，防水設計屬于幕墻系統當中的關鍵性環節，產生的防水性能與幕墻的工藝、安全、功能等有著直接的關系，如果幕墻發生了漏水的情況，則很難對問題進行排查。因此，對于幕墻的設計一定要嚴格，以便使幕墻的設計更加合理、科學。