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(xiàng)目的不斷增加，越來越多的項(xiàng)目開始采用單元式幕墻。但是由于設(shè)計(jì)和施工的良莠不齊，單元式幕墻的質(zhì)量問題也令人擔(dān)憂，其中最突出的問題就是單元式幕墻水密性系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的缺陷，本人根據(jù)多年的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，對單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)提出一些自己的看法和意見，供幕墻設(shè)計(jì)工作人員進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：單元式幕墻；防水原理特點(diǎn)；設(shè)計(jì)

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(hù)結(jié)構(gòu)。隨著社會經(jīng)濟(jì)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(jìn)性構(gòu)造防水理念和先進(jìn)性施工理念成為幕墻設(shè)計(jì)工作人員研究的重點(diǎn)，從而成為引導(dǎo)市場、指導(dǎo)發(fā)展的關(guān)鍵。但是就目前單元式幕墻的開發(fā)設(shè)計(jì)而言，由于幕墻企業(yè)工作方式和技術(shù)水準(zhǔn)還存在著一定的差異，已建的部分項(xiàng)目中存在著嚴(yán)重的漏水問題，極大地限制了單元式幕墻在當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目中的推廣與應(yīng)用。

1.單元式幕墻的設(shè)計(jì)理念

單元式幕墻在國內(nèi)高層和超高層項(xiàng)目中運(yùn)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(diǎn)，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(shí)意義。因此我們必須完善技術(shù)設(shè)計(jì)，針對問題進(jìn)行分析、創(chuàng)新以彌補(bǔ)不足，爭取研究更先進(jìn)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(shè)計(jì)原理

水密性一直以來都是建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工的重點(diǎn)，尤其是在幕墻節(jié)點(diǎn)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(xiàng)目統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，多數(shù)工程項(xiàng)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(xué)者與工作人員對防水原理進(jìn)行了深入總結(jié)與分析，并提出了相對完整的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)基于雨幕和等壓原理，在接縫部位內(nèi)部設(shè)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(dá)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(jìn)入幕墻內(nèi)部的作用力。這三個要素中如果缺少一項(xiàng)目滲漏就不會發(fā)生，如果將這三個要素的效應(yīng)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(jìn)入等壓腔。在內(nèi)壁，縫隙和作用（特別是壓差）不能消除，要達(dá)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(yīng)來達(dá)到，外壁內(nèi)、外側(cè)等壓，水進(jìn)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(shè)計(jì)的核心原理就是外壁（雨幕）內(nèi)、外側(cè)等壓，使雨水進(jìn)不了等壓腔，達(dá)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(dá)到整體單元式幕墻接縫體系不滲漏。但是要達(dá)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(fēng)引起的，這種由風(fēng)引起的壓力在時間上和空間上都是動態(tài)變化的。由陣風(fēng)所形成的風(fēng)壓變化，使外壁兩側(cè)的壓力隨之變化。在陣風(fēng)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(fēng)壓隨高度增加，有時幕墻外表面也有局部（邊角、頂部）呈負(fù)風(fēng)壓狀態(tài)，當(dāng)兩個開口處風(fēng)壓不等或一處為正風(fēng)壓另一處為負(fù)風(fēng)壓時，等壓腔內(nèi)壓力約為兩個開口處風(fēng)壓（負(fù)風(fēng)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(yīng)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(dá)到雨水不滲漏到室內(nèi)的目的。

3.單元式幕墻防水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

目前，單元式幕墻在設(shè)計(jì)中存在著各種不同程度的難題與隱患。就設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(shè)計(jì)工作還存在著一定的缺陷與不足，需要我們在工作中進(jìn)行深入總結(jié)與分析。單元式幕墻防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮塵密線、水密線和氣密線的設(shè)計(jì)。

1）塵密線。為阻擋灰塵設(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)入單元幕墻的等壓腔，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)入等壓腔水將被有組織的平常排出，沒有繼續(xù)進(jìn)入室內(nèi)的能力，達(dá)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(shè)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(wù)由最后一道防線一氣密線來完成。我們通過設(shè)置氣密膠條和閉孔海綿條來達(dá)到氣密要求。

4.為防止單元式幕墻滲漏在設(shè)計(jì)及施工中注意的關(guān)鍵點(diǎn)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?yàn)閱卧侥粔κ峭ㄟ^對插完成接縫，所以在上、下、左、右四個單元連接點(diǎn)上必然有一個四個單元組件對插件均不能到達(dá)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(shè)計(jì)中必須解決好的問題。我們可以從以下2個方面進(jìn)行分析：

4.1在斷面構(gòu)造設(shè)計(jì)上要科學(xué)合理

材料的斷面的設(shè)計(jì)相當(dāng)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(shè)計(jì)師在幕墻設(shè)計(jì)過程中往往只是重點(diǎn)考慮了型材斷面的設(shè)計(jì)安全性，而忽視了型材斷面對其他性能的貢獻(xiàn)。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(jìn)行密封處理，設(shè)計(jì)型材斷面時應(yīng)同步考慮安全性、工藝性和結(jié)構(gòu)防水性。

1）在設(shè)計(jì)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(yīng)包含有封口構(gòu)造要求。

2）合理設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)應(yīng)考慮在豎向（或橫向）構(gòu)件上設(shè)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(shè)計(jì)時應(yīng)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(shè)計(jì)時應(yīng)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(yīng)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(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)中，膠條的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)存在不合理現(xiàn)象。事實(shí)上，膠條的材質(zhì)、延伸率、壓縮量以及斷面形式都很關(guān)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(xué)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(diǎn)，因此可以說三元乙丙橡膠的化學(xué)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(jìn)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(xué)性能特別是拉伸強(qiáng)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(bǔ)強(qiáng)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(diǎn)加以重視之后，利用新技術(shù)、設(shè)計(jì)理念的話，對解決單元幕墻水密性系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)行研究，集思廣益，將這一問題以最科學(xué)、最合理、最實(shí)用、最美觀的方法解決。

參考文獻(xiàn)：

[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

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(xiàng)目的不斷增加，越來越多的項(xiàng)目開始采用單元式幕墻。但是由于設(shè)計(jì)和施工的良莠不齊，單元式幕墻的質(zhì)量問題也令人擔(dān)憂，其中最突出的問題就是單元式幕墻水密性系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的缺陷，本人根據(jù)多年的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，對單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)提出一些自己的看法和意見，供幕墻設(shè)計(jì)工作人員進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：單元式幕墻；防水原理特點(diǎn)；設(shè)計(jì)

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(hù)結(jié)構(gòu)。隨著社會經(jīng)濟(jì)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(jìn)性構(gòu)造防水理念和先進(jìn)性施工理念成為幕墻設(shè)計(jì)工作人員研究的重點(diǎn)，從而成為引導(dǎo)市場、指導(dǎo)發(fā)展的關(guān)鍵。但是就目前單元式幕墻的開發(fā)設(shè)計(jì)而言，由于幕墻企業(yè)工作方式和技術(shù)水準(zhǔn)還存在著一定的差異，已建的部分項(xiàng)目中存在著嚴(yán)重的漏水問題，極大地限制了單元式幕墻在當(dāng)前建筑工程項(xiàng)目中的推廣與應(yīng)用。

1.單元式幕墻的設(shè)計(jì)理念

單元式幕墻在國內(nèi)高層和超高層項(xiàng)目中運(yùn)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(diǎn)，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(shí)意義。因此我們必須完善技術(shù)設(shè)計(jì)，針對問題進(jìn)行分析、創(chuàng)新以彌補(bǔ)不足，爭取研究更先進(jìn)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(shè)計(jì)原理

水密性一直以來都是建筑工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工的重點(diǎn)，尤其是在幕墻節(jié)點(diǎn)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(xiàng)目統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，多數(shù)工程項(xiàng)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(xué)者與工作人員對防水原理進(jìn)行了深入總結(jié)與分析，并提出了相對完整的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)基于雨幕和等壓原理，在接縫部位內(nèi)部設(shè)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(dá)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(jìn)入幕墻內(nèi)部的作用力。這三個要素中如果缺少一項(xiàng)目滲漏就不會發(fā)生，如果將這三個要素的效應(yīng)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(jìn)入等壓腔。在內(nèi)壁，縫隙和作用（特別是壓差）不能消除，要達(dá)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(yīng)來達(dá)到，外壁內(nèi)、外側(cè)等壓，水進(jìn)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(shè)計(jì)的核心原理就是外壁（雨幕）內(nèi)、外側(cè)等壓，使雨水進(jìn)不了等壓腔，達(dá)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(dá)到整體單元式幕墻接縫體系不滲漏。但是要達(dá)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(fēng)引起的，這種由風(fēng)引起的壓力在時間上和空間上都是動態(tài)變化的。由陣風(fēng)所形成的風(fēng)壓變化，使外壁兩側(cè)的壓力隨之變化。在陣風(fēng)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(fēng)壓隨高度增加，有時幕墻外表面也有局部（邊角、頂部）呈負(fù)風(fēng)壓狀態(tài)，當(dāng)兩個開口處風(fēng)壓不等或一處為正風(fēng)壓另一處為負(fù)風(fēng)壓時，等壓腔內(nèi)壓力約為兩個開口處風(fēng)壓（負(fù)風(fēng)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(yīng)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(dá)到雨水不滲漏到室內(nèi)的目的。

3.單元式幕墻防水設(shè)計(jì)要點(diǎn)

目前，單元式幕墻在設(shè)計(jì)中存在著各種不同程度的難題與隱患。就設(shè)計(jì)要點(diǎn)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(shè)計(jì)工作還存在著一定的缺陷與不足，需要我們在工作中進(jìn)行深入總結(jié)與分析。單元式幕墻防水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)考慮塵密線、水密線和氣密線的設(shè)計(jì)。

1）塵密線。為阻擋灰塵設(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)入單元幕墻的等壓腔，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)入等壓腔水將被有組織的平常排出，沒有繼續(xù)進(jìn)入室內(nèi)的能力，達(dá)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(shè)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(wù)由最后一道防線一氣密線來完成。我們通過設(shè)置氣密膠條和閉孔海綿條來達(dá)到氣密要求。

4.為防止單元式幕墻滲漏在設(shè)計(jì)及施工中注意的關(guān)鍵點(diǎn)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?yàn)閱卧侥粔κ峭ㄟ^對插完成接縫，所以在上、下、左、右四個單元連接點(diǎn)上必然有一個四個單元組件對插件均不能到達(dá)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(shè)計(jì)中必須解決好的問題。我們可以從以下2個方面進(jìn)行分析：

5.結(jié)束語

綜上所述，在對以上的許多要點(diǎn)加以重視之后，利用新技術(shù)、設(shè)計(jì)理念的話，對解決單元幕墻水密性系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jìn)行研究，集思廣益，將這一問題以最科學(xué)、最合理、最實(shí)用、最美觀的方法解決。