單元式幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的若干問題探討

彭群

【摘 要】現(xiàn)階段，國內(nèi)單元式幕墻設(shè)計(jì)通常會(huì)出現(xiàn)各類問題，并對幕墻功能造成不同程度的影響。本文基于此探討了單元式幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的若干問題，提出了單元式幕墻節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)策略。

【關(guān)鍵詞】單元式幕墻；節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；若干問題；對策

前言：

單元式幕墻具有著比較嚴(yán)格的設(shè)計(jì)制作要求，技術(shù)含量較高，早年在國內(nèi)應(yīng)用較少，而近年來，逐漸在國內(nèi)市場興起。單元式幕墻的優(yōu)勢明顯，幕墻加工實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，有效縮短現(xiàn)場的施工工期。同時(shí)，單元板塊的加工精度及表面平整度高，并具有極佳的結(jié)構(gòu)防水效果。另外，幕墻支座的三維可調(diào)設(shè)計(jì)，可適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)位移變形，并實(shí)現(xiàn)安裝誤差的有效調(diào)節(jié)。

1、單元式幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀分析

幕墻方案節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是否合理，直接影響幕墻工程的整體防排水效果及成本造價(jià)。因此，施工單位針對這些問題，對單元式幕墻的設(shè)計(jì)、加工及安裝等多項(xiàng)施工內(nèi)容的進(jìn)行研究改良。單元式幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)是制作工藝中關(guān)鍵的部分，工廠加工好的單元板塊運(yùn)往施工現(xiàn)場后，發(fā)生如下狀況，例如：幕墻整體系統(tǒng)無法形成固定、統(tǒng)一的閉合狀態(tài)、單元板塊安裝后出現(xiàn)漏水狀況等等。由此可見，單元式幕墻的施工效果和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和合理性以及規(guī)范性有著密切的關(guān)系。

目前，大多數(shù)高層或者超高層建筑都開始選用單元式幕墻系統(tǒng)，對于經(jīng)驗(yàn)尚淺的設(shè)計(jì)人員，單元式幕墻的適用位置的選取、節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)及安裝工藝等問題都會(huì)成為嚴(yán)峻地挑戰(zhàn)。針對這些方面，筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，提出相應(yīng)的解決、控制、管理對策。

2、單元式幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

2.1排水系統(tǒng)

2.1.1單元梁等壓設(shè)計(jì)原理。等壓原理是單元式幕墻設(shè)計(jì)運(yùn)用的主要原理，主要是運(yùn)用雨幕原理進(jìn)行防水，設(shè)計(jì)上使等壓腔的壓力Pc等于或接近室外壓力Po，即水密線兩側(cè)的風(fēng)壓基本相等，消除或減輕了風(fēng)壓的作用，使水不通過或很少通過塵密線和水密線進(jìn)入等壓腔。要想避免雨水滲漏，提高單元系統(tǒng)的防排水性能，達(dá)到不滲漏的目的，則要使水淋不到氣密線，消除滲漏三要素中水的因素，由于通過塵密線和水密線的水很少或沒有，加上合理的組織排水，就沒有水淋到氣密線，氣密線縫隙周圍沒有水，就不會(huì)發(fā)生滲漏，從而使單元式幕墻對插部位具有良好的防水能力。上述設(shè)計(jì)均能提高幕墻的防水性能。

2.1.2單元體的防排水設(shè)計(jì)。單元立柱的內(nèi)外腔也可加人多種防水設(shè)計(jì)內(nèi)容，在幕墻還未確定排水功能需求時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)最大限度地提升幕墻的排水能力。單元立柱是貫穿幕墻高層到底層的主體結(jié)構(gòu)，如果立柱長時(shí)間被水浸泡，其材料性能和結(jié)構(gòu)剛度都會(huì)受到影響。因此，應(yīng)在單元立柱內(nèi)腔設(shè)置排水下泄裝置，讓雨水從內(nèi)腔排水管道中流出。單元體橫梁、單元體立柱是單元式幕墻的核心結(jié)構(gòu)，處在單元體上端的橫梁承擔(dān)排水作用，雨水順單元體立柱內(nèi)腔進(jìn)入單元板之后，單元板應(yīng)利用上橫梁的坡度改變雨水流向，將雨水轉(zhuǎn)移到單元式幕墻結(jié)構(gòu)之外。

2.2單元式幕墻的塵密性、水密性和氣密性

2.2.1塵密線。為阻擋灰塵設(shè)計(jì)的一道密封線，一般由相鄰單元的膠條相互搭接實(shí)現(xiàn)，起到阻擋灰塵和披水的作用。

2.2.2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(shí)為了提高幕墻的水密性能，也可能同時(shí)設(shè)置多道水密線。

2.2.3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（有時(shí)在連通孔上放置防止灰塵的海棉），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-氣密線來完成。

2.3防滲漏措施。大面積單元式幕墻是由多個(gè)單元板塊拼接構(gòu)成的，在單元結(jié)構(gòu)穿插安裝中，很容易遇到結(jié)構(gòu)錯(cuò)位、伸縮位移變小、構(gòu)造變形等現(xiàn)象上述現(xiàn)象的形成原因，主要是因?yàn)閱卧侥粔雎粤朔罎B漏設(shè)計(jì)因此單元結(jié)構(gòu)應(yīng)采用縱橫接縫的方法進(jìn)行穿插安裝，利用多腔截面構(gòu)造形式，增大各單元板之間連接的緊密性，增加排水設(shè)施、封閉系統(tǒng)的密閉性和防水性。

2.4單元體支座三維六自由度可調(diào)設(shè)計(jì)

單元式幕墻在水平和垂直位置上，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)安裝不平整現(xiàn)象，該現(xiàn)象發(fā)生的原因多半由于支座系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變形。三維設(shè)計(jì)是一種新型的設(shè)計(jì)理念，將這一理念引入支座設(shè)計(jì)可以大大增加幕墻支座結(jié)構(gòu)的可調(diào)節(jié)性，如果單元板出現(xiàn)安裝對縫問題，施工人員可以通過調(diào)節(jié)支座結(jié)構(gòu)，改變整體幕墻的安裝走向，以達(dá)到單元式幕墻三維安裝調(diào)節(jié)的作用。

3、單元式幕墻設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題

3.1單元式幕墻設(shè)計(jì)排水設(shè)計(jì)不合理

基于等壓原理，單元式幕墻設(shè)計(jì)利用幕墻橫梁與主梁之間的對插構(gòu)建出內(nèi)外空腔，兩個(gè)空腔利用幕墻橫梁泄水孔實(shí)現(xiàn)等壓。雨水在不受壓力差影響的情況下通常不會(huì)滲人內(nèi)腔，然而一旦室外風(fēng)壓出現(xiàn)變化，內(nèi)腔與外腔之間就會(huì)出現(xiàn)壓力差。此外幕墻單元板的制作與組裝均在工廠完成，板塊到達(dá)施工現(xiàn)場后，能夠在建筑主體結(jié)構(gòu)上直接安裝。而無論是對接或者插接，板塊上下左右以及十字接口區(qū)域必須實(shí)施密封處理。單元式幕墻設(shè)計(jì)要想確保自身水密性達(dá)標(biāo)，膠條之間的接縫處理是關(guān)鍵所在。導(dǎo)致雨水滲漏進(jìn)入內(nèi)腔的主要?jiǎng)恿碜钥p隙內(nèi)外腔之間的壓力差，所以，縫隙空腔內(nèi)部氣壓必須等同于室外氣壓，避免雨水受空氣壓力差影響滲入內(nèi)腔。

3.2型材截面缺乏合理性設(shè)計(jì)

在幕墻設(shè)計(jì)過程中，型材截面設(shè)計(jì)極為關(guān)鍵，這也是工程領(lǐng)域整體核心所在。型材截面設(shè)計(jì)對于單元式幕墻工程效益以及施工安全有著決定性影響，更與施工工藝以及幕墻功能發(fā)揮有著直接關(guān)聯(lián)。除此之外，幕墻板塊加工以及隱形力控制安裝也極為關(guān)鍵。如果幕墻板塊自身加工以及安裝質(zhì)量不合格，則會(huì)對幕墻板塊防滲漏功能產(chǎn)生直接影響。所以在幕墻設(shè)計(jì)過程中通常還需要全面總結(jié)幕墻物理特性，并展開深入分析，對其各項(xiàng)物理參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，為設(shè)計(jì)工作人員提供合理有效的數(shù)據(jù)參數(shù)。

4、單元式幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)策略

4.1防排水節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。單元式幕墻應(yīng)采用分層排水的方式比較合理，上一層的水經(jīng)立柱前腔落入下一層橫梁前腔，再直接排出；本層的水經(jīng)立柱后腔落入排水槽，又落入橫梁后腔，再從橫梁后腔流入橫梁前小腔體，最終由立柱前腔落入下一層橫梁前腔排出。單元式幕墻轉(zhuǎn)角部位應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)位單元幕墻一樣采用分層排水的方式，轉(zhuǎn)角位水槽及披水膠皮采用45°拼縫組合方式加工。

4.2型材加工設(shè)計(jì)。單元式幕墻型材加工主要涉及立柱橫梁加工，應(yīng)重視開孔、避位以及銑口的位置，在和不同型材組裝時(shí)應(yīng)注意預(yù)留1mm的縫隙.防止出現(xiàn)拼裝誤差.造成板塊不密合。

結(jié)束語：

通過對單元式幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)分析可知，在大型工程建設(shè)中，單元幕墻的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)非常復(fù)雜，針對每個(gè)施工細(xì)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)以實(shí)際施工情況為依據(jù)，充分理解其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和應(yīng)用重點(diǎn)內(nèi)容，從構(gòu)件設(shè)計(jì)和功能系統(tǒng)兩方面人手，落實(shí)關(guān)鍵的幕墻設(shè)計(jì)內(nèi)容。另外設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)幕墻的多層安裝條件，設(shè)計(jì)多個(gè)防水步驟，即使在建筑竣工之后，建筑管理人員也應(yīng)隨時(shí)監(jiān)督幕墻的使用性能和安裝情況，有效避免單元式幕墻因受外部環(huán)境影響而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致的滲水問題。綜上分析，單元式幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在單元板制作工藝、施工工藝中都起到了決定性的作用。

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