黎紹 蔡廣劍

摘要：近年來，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，高層和超高層項目的不斷增加，越來越多的項目開始采用單元式幕墻。但是由于設計和施工的良莠不齊，單元式幕墻的質(zhì)量問題也令人擔憂，其中最突出的問題就是單元式幕墻水密性系統(tǒng)設計上的缺陷，本人根據(jù)多年的設計和施工經(jīng)驗，對單元式幕墻防水構(gòu)造設計的要點提出一些自己的看法和意見，供幕墻設計工作人員進行參考。

關鍵詞：單元式幕墻；防水原理特點；設計

前言

如今，建筑幕墻是目前國內(nèi)建筑工程主要的外墻結(jié)構(gòu)，是集功能、技術(shù)與藝術(shù)為一體的綜合性建筑外圍護結(jié)構(gòu)。隨著社會經(jīng)濟和建筑市場的不斷發(fā)展，各種幕墻形式層出不窮，通過多方面的比較分析，單元式幕墻以先進性構(gòu)造防水理念和先進性施工理念成為幕墻設計工作人員研究的重點，從而成為引導市場、指導發(fā)展的關鍵。但是就目前單元式幕墻的開發(fā)設計而言，由于幕墻企業(yè)工作方式和技術(shù)水準還存在著一定的差異，已建的部分項目中存在著嚴重的漏水問題，極大地限制了單元式幕墻在當前建筑工程項目中的推廣與應用。

1.單元式幕墻的設計理念

單元式幕墻在國內(nèi)高層和超高層項目中運用廣泛，相對其他類型的幕墻來說，單元式幕墻具有加工質(zhì)量高，防水性能好，施工周期短的特點，所以保證單元式幕墻的高質(zhì)量、高效益具有重要的現(xiàn)實意義。因此我們必須完善技術(shù)設計，針對問題進行分析、創(chuàng)新以彌補不足，爭取研究更先進的技術(shù)使單元式幕墻在保證質(zhì)量的同時向環(huán)保節(jié)能方向發(fā)展，為人類創(chuàng)造更大的便利和效益。

2.單元式幕墻防水設計原理

水密性一直以來都是建筑工程項目設計與施工的重點，尤其是在幕墻節(jié)點工程中，這種現(xiàn)象表現(xiàn)的尤為明顯，其水密性高低直接影響著工程質(zhì)量與施工效率。根據(jù)目前的工程項目統(tǒng)計數(shù)據(jù)，多數(shù)工程項目在施工的過程中仍存在著水密性不佳和漏水現(xiàn)象。為了解決幕墻工程中存在的水密性問題，多數(shù)學者與工作人員對防水原理進行了深入總結(jié)與分析，并提出了相對完整的設計理論和知識。目前較為常見的主要有雨幕原理和壓力平衡原理。

單元幕墻系統(tǒng)設計基于雨幕和等壓原理，在接縫部位內(nèi)部設有空腔，在其外表面即“雨幕”的內(nèi)側(cè)的壓力在所有部位上一直要保持和室外氣壓相等，以使外表面兩側(cè)處于等壓狀態(tài)。要取得壓力平衡需有意使開口處于敞開狀態(tài)，使外壁后面留有的空腔與室外空氣流通，來達到壓力平衡。

幕墻發(fā)生滲漏要具備三個要素：①幕墻面上要有縫隙；②縫隙周圍要有水；③有使水通過縫隙進入幕墻內(nèi)部的作用力。這三個要素中如果缺少一項目滲漏就不會發(fā)生，如果將這三個要素的效應減少到最低程度，則滲漏可降低到最小程度。在外壁，水和縫隙是無法消除的，只有通過消除作用力來使水不通過外壁縫隙進入等壓腔。在內(nèi)壁，縫隙和作用（特別是壓差）不能消除，要達到內(nèi)壁不滲漏，則要使水淋不到內(nèi)壁，這正好由外壁（雨幕）發(fā)揮的效應來達到，外壁內(nèi)、外側(cè)等壓，水進不了等壓腔，就沒有水淋到內(nèi)壁，內(nèi)壁縫隙周圍沒有水，內(nèi)壁就不會發(fā)生滲漏，這樣單元式幕墻對插部位就不會有水滲入室內(nèi)了。這個設計的核心原理就是外壁（雨幕）內(nèi)、外側(cè)等壓，使雨水進不了等壓腔，達到內(nèi)壁縫隙周圍無水，即在內(nèi)壁消除滲漏三要素中水的因素來達到整體單元式幕墻接縫體系不滲漏。但是要達到完全等壓是困難的，甚至在某些情況下是做不到的，這是由于外壁上壓力是由風引起的，這種由風引起的壓力在時間上和空間上都是動態(tài)變化的。由陣風所形成的風壓變化，使外壁兩側(cè)的壓力隨之變化。在陣風波動的瞬間，外壁內(nèi)外兩側(cè)壓力是不等的（即等壓腔內(nèi)壓力與室外壓力不相等），要通過空氣流通來平衡，風壓隨高度增加，有時幕墻外表面也有局部（邊角、頂部）呈負風壓狀態(tài)，當兩個開口處風壓不等或一處為正風壓另一處為負風壓時，等壓腔內(nèi)壓力約為兩個開口處風壓（負風壓）的平均值，雨水總是沿著壓力降方向滲入，外側(cè)壓力大于等壓腔壓力的開口處就會有雨水滲入等壓腔，因此應該考慮雨幕層（外壁）必然有少數(shù)偶然滲漏的可能，這樣就要使已滲入等壓腔的水即時排出至室外。這樣單元式幕墻接縫處防水構(gòu)造要在外壁具有防止大量雨水滲入的能力，對少量滲入等壓腔的雨水能即時排出，使水淋不到內(nèi)壁，在內(nèi)壁消除滲漏三要素中水的因素，從而達到雨水不滲漏到室內(nèi)的目的。

3.單元式幕墻防水設計要點

目前，單元式幕墻在設計中存在著各種不同程度的難題與隱患。就設計要點來看，其存在的水密性和氣密性問題較為突出。同時，這些問題的存在也表明單元式幕墻設計工作還存在著一定的缺陷與不足，需要我們在工作中進行深入總結(jié)與分析。單元式幕墻防水結(jié)構(gòu)設計中要重點考慮塵密線、水密線和氣密線的設計。

1）塵密線。為阻擋灰塵設計的一道密封線。我們通過單元板塊文詞外側(cè)的密封膠條和批水膠條來實現(xiàn)。

2）水密線。它是單元幕墻的重要防線，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(jié)構(gòu)設計，進入等壓腔水將被有組織的平常排出，沒有繼續(xù)進入室內(nèi)的能力，達到阻水的目的。有時為了提高幕墻的水密性能，也可能同時設置多道水密線。

3）氣密線。它也是單元幕墻的重要防線，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最后一道防線一氣密線來完成。我們通過設置氣密膠條和閉孔海綿條來達到氣密要求。

4.為防止單元式幕墻滲漏在設計及施工中注意的關鍵點位

單元式幕墻單元板塊在工廠完成加工組裝，在現(xiàn)場建筑主體結(jié)構(gòu)上直接掛裝。單元組件上、下框（左、右框）對插形成組合桿，完成單元組件間接縫，最終形成整幅幕墻。因為單元式幕墻是通過對插完成接縫，所以在上、下、左、右四個單元連接點上必然有一個四個單元組件對插件均不能到達的地方，此處必然有一個內(nèi)外貫穿的洞，如何處理好十字接縫位置的密封是單元式幕墻設計中必須解決好的問題。我們可以從以下2個方面進行分析：

4.1在斷面構(gòu)造設計上要科學合理

材料的斷面的設計相當重要，它決定了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。但是設計師在幕墻設計過程中往往只是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(xiàn)象非常多，單元板塊在上下左右以及單元板塊“十字”接口處必須進行密封處理，設計型材斷面時應同步考慮安全性、工藝性和結(jié)構(gòu)防水性。

1）在設計型材斷面時要將封口構(gòu)造體現(xiàn)在型材上，擠壓出的型材斷面應包含有封口構(gòu)造要求。

2）合理設計型材端面及型材咬合位置，盡量將水密線與氣密線分離，保證等壓腔發(fā)揮作用。

3）斷面的設計應考慮在豎向（或橫向）構(gòu)件上設置傳遞荷載與作用的專用裝置，盡可能避免氣密線膠條參與傳力。

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。

5）斷面設計時應盡可能考慮減少零件的數(shù)量，使構(gòu)件加工量和加工難度減小，從而保證板塊的組裝質(zhì)量。

6）幕墻板塊的型材斷面應考慮盡可能減少種類，同時也盡量減少零件的組合量，以便減少板塊組裝所形成的縫隙。

4.2合理的膠條設計

在設計中，膠條的設計也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。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。目前，工程上所用的膠條大多存在一些問題。究其原因是對膠條的產(chǎn)品性能缺乏了解，膠條的斷面設計存在不合理現(xiàn)象。事實上，膠條的材質(zhì)、延伸率、壓縮量以及斷面形式都很關鍵。單元式幕墻密封性膠條主要是三元乙丙（EPDM）膠條，這種材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐氣候老化性、耐熱老化性、耐水性，還具有較好的耐化學藥品性，可以長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用。EPDM橡膠有很多種牌號，不同的牌號各有不同的特點，因此可以說三元乙丙橡膠的化學成分及配方?jīng)Q定了膠條的使用環(huán)境和工作性能。幕墻用三元乙丙膠條的基本成分為三元乙丙膠，碳黑，活性劑，增塑劑，硫化促進劑等。其中膠條的含膠率控制在35%左右，含膠率過低，材料的力學性能特別是拉伸強度、回彈性、耐老化性等變差，使用壽命大為縮短。但含膠率過高，成本會提高，同時材料的性能也同樣變差。其中補強劑，硫化劑，增塑劑并不僅僅起到降低成本的作用，只要適量、合理的加入，是能夠改善材料性能的。

5.結(jié)束語

綜上所述，在對以上的許多要點加以重視之后，利用新技術(shù)、設計理念的話，對解決單元幕墻水密性系統(tǒng)設計上的缺陷及漏水質(zhì)量問題都是有著很大的幫助的，望大家共同進行研究，集思廣益，將這一問題以最科學、最合理、最實用、最美觀的方法解決。

參考文獻：

[1]趙西安.建筑幕墻工程手冊。

[2]玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范JGJ102-2003