幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計施工技術(shù)

張云齊 中建科工集團(tuán)有限公司幕墻工程師

占曉暉 深圳市大地幕墻科技有限公司設(shè)計總監(jiān)

建筑幕墻作為建筑工程的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，主要由支撐體系與面板等組成，在建筑工程的裝飾施工以及建筑質(zhì)量和美觀性提升等方面，均具有十分重要的作用和影響[1]。由于我國建筑幕墻施工的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范等不夠完善，有關(guān)工程人員對建筑幕墻施工的設(shè)計與工藝技術(shù)了解不夠全面、幕墻施工的材料類型與工藝技術(shù)多樣化等因素，當(dāng)前的建筑幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工中容易存在按照傳統(tǒng)設(shè)計思維和習(xí)慣重視對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計和分析，但對幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計與施工明顯不足等問題，尤其是我國容易受到臺風(fēng)或暴雨侵襲的沿海城市及地區(qū)，極容易形成幕墻工程出現(xiàn)雨水滲漏情況，對建筑工程的整體質(zhì)量也會產(chǎn)生較大的不利影響，應(yīng)引起重視[2]。下文將結(jié)合工程實(shí)例，從建筑幕墻工程的滲漏原因出發(fā)，根據(jù)建筑幕墻工程防雨水滲漏設(shè)計與施工的基本原理，對其具體設(shè)計與施工的有關(guān)技術(shù)措施進(jìn)行研究，以供參考。

1 建筑幕墻工程的雨水滲漏原因分析

建筑幕墻工程的雨水滲漏是指受風(fēng)和雨的同時作用影響，使雨水透過幕墻，引起的一系列滲漏問題。雨水滲漏是評價建筑幕墻物理性能的一項重要指標(biāo)，同時也是影響建筑幕墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量與安全的重要因素，需要在建筑幕墻設(shè)計與施工中引起重視。

結(jié)合建筑幕墻工程的雨水滲漏問題及其影響，在建筑幕墻工程的設(shè)計與施工中，為促進(jìn)幕墻工程的防雨水滲漏性能提升，需要結(jié)合其雨水滲漏發(fā)生的原因，進(jìn)行綜合分析與有效防控。其中，對于建筑幕墻工程的雨水滲漏原因，可從以下3 個因素進(jìn)行分析，即建筑幕墻面存在縫隙，建筑幕墻面的縫隙周圍有雨水積聚，具有能夠使水透過縫隙進(jìn)入幕墻內(nèi)部的作用。解決任一個因素，就能夠有效避免建筑幕墻的雨水滲漏問題發(fā)生，如果將上述3 項因素的作用效應(yīng)控制在最低，其在建筑幕墻中引發(fā)的雨水滲漏問題及其影響也能夠控制在最低程度。

針對上述導(dǎo)致幕墻工程雨水滲漏發(fā)生的3 個因素，對建筑幕墻面的縫隙問題，在具體設(shè)計與施工中可采用密封方法，通過對各種具有良好性能的密封材料的設(shè)計和應(yīng)用，達(dá)到較好的建筑幕墻面密封效果。還可采用開放式縫隙技術(shù)，即外側(cè)密封方法，通過對幕墻面縫隙的密封處理，來有效避免幕墻工程雨水滲漏發(fā)生。而針對建筑幕墻面縫隙周圍的雨水積聚及其對幕墻工程的雨水滲漏影響，在具體設(shè)計與施工中可以通過設(shè)置擋水雨條或者抵消檐等方法進(jìn)行控制，但需要注意在實(shí)際工程中建筑幕墻面的雨水并不能完全避免。

另外，對造成雨水透過縫隙進(jìn)入建筑幕墻內(nèi)部的作用力，主要包含風(fēng)與雨同時作用條件下的重力、動能以及建筑幕墻工程中的表面張力、壓力差和毛細(xì)作用、氣流作用等，針對上述作用力，需要建筑幕墻工程的有關(guān)設(shè)計與施工人員在具體操作中對各項作用力及其特點(diǎn)進(jìn)行充分了解，從而采取有效的對策進(jìn)行解決和控制。針對上述作用因素中的壓力差和氣流作用，由于這兩項作用均是由于風(fēng)作用產(chǎn)生的，并且對其作用影響的控制難度較大，就需要在建筑幕墻工程的節(jié)點(diǎn)設(shè)計與現(xiàn)場裝配施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而有效降低其作用效應(yīng)。

2 建筑幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計與施工技術(shù)

2.1 工程實(shí)例

圖1 深圳市第三代指揮中心項目的幕墻系統(tǒng)示意圖

深圳市第三代指揮中心位于深圳市羅湖區(qū)解放路4018 號，深圳市公安局大院機(jī)關(guān)大院內(nèi)西北角，總面積為25821.81 m2，室內(nèi)裝修區(qū)域面積9117.5 m2，是一座地上6 層、地下4 層、抗震設(shè)防烈度為7 度的建筑項目。該項目中，地上6 層的總面積為12130.64 m2，裝修面積為9117.5 m2。一層設(shè)計為大堂、科技展廳；二層為接處警中心；三層為決策指揮作戰(zhàn)中心，三層夾層為觀摩平臺；四層為聯(lián)合情報中心；五層為數(shù)據(jù)應(yīng)用中心；六層為城市應(yīng)急聯(lián)動中心。其建筑一層至六層的功能用房主要包括電梯廳、衛(wèi)生間、茶水間、消防前室和弱電特機(jī)房等。此外，該項目的幕墻面積約15000 m2，其幕墻及泛光照明工程主要包括埋件及連接件的制作及安裝、玻璃幕墻、石材幕墻、鋁板幕墻、雨篷工程、幕墻門窗工程（平移門、地彈門、開啟扇及相關(guān)設(shè)備）、鋁合金百葉系統(tǒng)、應(yīng)急擊碎玻璃、警徽、陽臺玻璃欄板、幕墻防雷、幕墻與其他項目連接處防火封堵、收邊收口以及外墻泛光照明等。圖1 為該項目的幕墻系統(tǒng)示意圖。

由圖1 可以看出，該項目的主要幕墻系統(tǒng)包括石材幕墻系統(tǒng)、玻璃幕墻系統(tǒng)與其他幕墻系統(tǒng)。其中，石材幕墻系統(tǒng)主要分布在東、西面，面材主要有30 mm 天山白麻火燒面、30 mm 褐色火燒面2 種石材；而玻璃幕墻系統(tǒng)主要分布在南、北面，主要形式分為橫明豎隱、豎明橫隱、全玻玻璃幕墻3 種類型，面材主要由8（HS）+1.52pvb+6（HS） 三 銀low-e+12A+10（TS）鋼化夾膠中空玻璃、10（HS）+1.52PVB+10（HS）三銀low-e+16A+10（HS）+1.52PVB+10（HS）鋼化中空夾膠玻璃、12（HS）+1.9PVB+12（HS）+1.9PVB+12（HS）鋼化夾膠玻璃、10（HS）low-e+12A+10（HS）鋼化夾膠中空玻璃組成；其他幕墻系統(tǒng)則包含鋁合金格柵、鋁合金百葉、玻璃欄桿、雨蓬等系統(tǒng)。

2.2 建筑幕墻工程的防雨水滲漏基本原理

結(jié)合上述工程實(shí)例，根據(jù)建筑幕墻雨水滲漏的原因，在進(jìn)行建筑項目幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計施工中，當(dāng)前較為常見的2種施工方法為外側(cè)密封法和等壓法。其中，外側(cè)密封法在幕墻工程防雨水滲漏設(shè)計施工中的應(yīng)用，是通過對幕墻縫隙進(jìn)行密封處理，以避免雨水滲漏發(fā)生。而對幕墻縫隙的密封處理，需要進(jìn)行處理的縫隙不僅包含玻璃板幕墻的四周接縫、橫梁與立柱的接縫、窗框與橫梁立柱框架的四周接縫、立柱之間的伸縮縫、窗扇和窗框四周的接縫等[3]，并且在對各縫隙的密封處理中所采用的密封材料也各不相同，需要從密封膠與接觸材料之間的良好相溶性等方面進(jìn)行分析與選擇，同時要注意對密封處理部位進(jìn)行有效清理、確保密封完整無裂口存在等，保證其密封處理效果。等壓法在建筑幕墻防雨水滲漏設(shè)計施工中的應(yīng)用，是利用幕墻外側(cè)壓力和幕墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空氣空間壓力呈平衡狀態(tài)，能夠有效防止幕墻外側(cè)雨水向內(nèi)側(cè)滲入的原理，來實(shí)現(xiàn)較好的建筑幕墻防雨水滲漏設(shè)計施工效果。

需要注意的是，采用等壓法進(jìn)行建筑幕墻防雨水滲漏設(shè)計施工時，不僅應(yīng)注意對建筑幕墻的開口部位進(jìn)行雨水屏障設(shè)置，以對重力與動能、毛細(xì)作用、表面張力等在建筑幕墻雨水滲漏發(fā)生中的影響進(jìn)行充分考慮和控制，從而達(dá)到較好的防雨水滲漏設(shè)計施工效果[4]。此外，等壓法在建筑幕墻防雨水滲漏設(shè)計施工中的應(yīng)用，還應(yīng)重視幕墻內(nèi)部空氣空間設(shè)置及其內(nèi)側(cè)嚴(yán)格密封處理，同時針對建筑幕墻內(nèi)部的空氣空間間隙以及建筑幕墻工程的壓力引導(dǎo)、排水孔設(shè)置等內(nèi)容，進(jìn)行全面分析和嚴(yán)格控制，以確保其施工效果。

2.3 建筑幕墻防雨水滲漏設(shè)計施工技術(shù)措施

根據(jù)上述對建筑幕墻防雨水滲漏原因及技術(shù)原理的分析，在深圳市第三代指揮中心項目的幕墻工程防雨水滲漏設(shè)計施工中，主要從以下3 個方面對其幕墻工程中可能存在的雨水滲漏問題進(jìn)行防護(hù)措施設(shè)計：

2.3.1 建筑幕墻側(cè)邊的防雨水滲漏設(shè)計施工措施

結(jié)合建筑幕墻工程的雨水滲漏原因及影響，對于上述項目中幕墻側(cè)邊的防雨水滲漏設(shè)計施工，通過在幕墻的外側(cè)采用和側(cè)邊節(jié)點(diǎn)相適宜的同形狀與尺寸鋁連接板，將其作為支承進(jìn)行襯墊安裝后，對連接板和玻璃幕墻面之間以及連接板和建筑墻面材之間均使用密封膠進(jìn)行密封處理。同時，為確保建筑幕墻防雨水滲漏的有效性與持久性，還可以使用瀝青版對其進(jìn)行隔斷處理，然后在內(nèi)側(cè)以角鋁作為支承，進(jìn)行襯墊安裝后，對建筑墻體和立柱之間則使用密封膠進(jìn)行密封處理，從而保障該建筑幕墻的防雨水滲漏設(shè)計施工效果。

2.3.2 建筑幕墻頂部的防雨水滲漏設(shè)計施工措施

在建筑幕墻工程中，其頂部多采用鋁板折彎成型作為壓頂板進(jìn)行施工應(yīng)用，但是各壓頂板之間的縱向分段情況，會導(dǎo)致其縱向接縫密封處理不理想的情況下出現(xiàn)雨水滲漏問題。針對這一情況，在建筑幕墻頂部的設(shè)計施工中，可通過在建筑幕墻頂部的壓頂板接縫部位安裝應(yīng)用連接板，同時對連接板與壓頂板之間以及其接縫兩側(cè)均應(yīng)用密封墊或者密封膠，對其進(jìn)行密封處理，并且接縫之間需要保留一定的活動間隙，來避免建筑幕墻的雨水滲漏問題發(fā)生。除上述方法外，在建筑幕墻頂部的防雨水滲漏設(shè)計施工中，還可通過在壓頂板下進(jìn)行瀝青版或者防水卷材鋪墊施工，來提升其建筑幕墻的防雨水滲漏設(shè)計施工效果，避免建筑幕墻工程的雨水滲漏問題及其不利影響發(fā)生。

2.3.3 建筑斜面幕墻的防雨水滲漏設(shè)計施工措施

在建筑幕墻設(shè)計施工中，由于其斜面中雨水積聚，加之風(fēng)壓與重力作用等因素影響，更容易出現(xiàn)雨水滲漏問題[5]。因此，在建筑幕墻的設(shè)計施工中，需要通過合理的排水設(shè)計來避免建筑斜面的幕墻施工中存在雨水滲漏問題。其中，針對建筑斜面的防雨水滲漏設(shè)計施工，可通過將建筑斜面的排水方向以隱框結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計應(yīng)用，而對明框結(jié)構(gòu)的排水設(shè)計，則可通過在建筑墻面的橫框兩端進(jìn)行排水溝槽設(shè)計，以便于墻面積水有效排出，從而達(dá)到較好的建筑幕墻防雨水滲漏設(shè)計施工效果。此外，可通過減少斜面上的開啟窗設(shè)置數(shù)量，或者提高斜面上的開啟窗設(shè)置位置，并在窗周圍設(shè)置擋水結(jié)構(gòu)等方法，來避免建筑斜面的幕墻工程雨水滲漏問題發(fā)生。

2.3.4 其他策略

除上述幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計策略外，在幕墻工程防雨水滲漏設(shè)計實(shí)踐中，還可以從壓力一致及外側(cè)密封設(shè)計等方面，對幕墻工程的雨水滲漏問題進(jìn)行有效預(yù)防和控制。

壓力一致的幕墻工程防雨水滲漏設(shè)計原則，主要是指在幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計中，保持墻體內(nèi)外部之間的壓力平衡，從而使建筑室內(nèi)外壓力變化相對穩(wěn)定的情況下，避免雨水受外部作用力的影響而向建筑墻體內(nèi)部灌入，引起建筑幕墻工程的滲漏情況發(fā)生，影響幕墻工程的施工質(zhì)量和效果。結(jié)合建筑幕墻工程的施工建設(shè)實(shí)際情況，為確保幕墻結(jié)構(gòu)的壓力一致性原則和要求得到滿足，需要在建筑幕墻工程中應(yīng)用雨水屏障，即在幕墻工程外部開口位置進(jìn)行相應(yīng)的屏障安裝和遮擋，以避免雨水在外部作用下順開口滲透進(jìn)來，對幕墻工程的防雨水滲漏效果產(chǎn)生影響。

此外，可以在幕墻工程設(shè)計和施工中采用壓力引導(dǎo)排水設(shè)計以及合理設(shè)定幕墻結(jié)構(gòu)中的空腔距離等方式，提高建筑幕墻的防雨水滲漏效果，避免雨水滲漏對幕墻結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

外側(cè)密封策略在幕墻工程防雨水滲漏設(shè)計中的應(yīng)用，是通過對幕墻外部存在的縫隙進(jìn)行有效密封與填補(bǔ)處理，以避免發(fā)生縫隙滲漏。尤其是在幕墻工程的玻璃板周圍區(qū)域縫隙以及窗框、窗扇周圍縫隙等防滲漏設(shè)計方面，可以通過外側(cè)密封方法對其進(jìn)行有效防護(hù)。例如，針對幕墻工程玻璃板周圍的縫隙，進(jìn)行防雨水滲漏設(shè)計時可以采用氯丁橡膠或者成型密封條等對進(jìn)行密封處理；對幕墻工程的橫梁和立柱之間的縫隙，則需要使用硅酮密封膠等材料進(jìn)行密封處理；對窗框與窗扇周圍的縫隙，采用高彈性的成型密封條進(jìn)行密封處理，效果比較顯著。此外，利用外側(cè)密封策略進(jìn)行幕墻工程防雨水滲漏設(shè)計時，不僅需要對其密封操作的具體過程進(jìn)行合理控制，而且應(yīng)做好充分的前期準(zhǔn)備以及密封完成后的驗收管理，從而保障施工質(zhì)量和效果。

3 結(jié)語

對建筑幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計施工技術(shù)進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)建筑幕墻工程的防雨水滲漏設(shè)計施工技術(shù)水平提升，有效避免雨水滲漏問題對建筑幕墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全產(chǎn)生不利影響，促進(jìn)建筑工程的整體質(zhì)量與效果提升，