建筑外維護系統(tǒng)單元式幕墻的設計分析

魯向南　劉正華

摘要：隨著建筑市場快速發(fā)展，加劇了幕墻市場對高水平幕墻設計的需求，為此幕墻設計單位就應以豐富的幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式來適應和引導市場的需求，其中比較具有代表性的就是單元式幕墻。文章將具體分析一下，建筑外圍護系統(tǒng)單元式幕墻設計。

關鍵詞：外圍護系統(tǒng)；單元式幕墻；設計

由于單元式幕墻工廠化程度高，材料是在工廠進行生產(chǎn)的，加工、組裝精度高；工地只需完成吊裝工作，可以多個工作面同時作業(yè)，安裝周期短。由于具有這些優(yōu)點，單元式幕墻在現(xiàn)代高檔建筑外裝飾上越來越多地被采用。

1.單元式幕墻簡介

單元式幕墻，是指由各種墻面板與支承框架在工廠制成完整的幕墻結(jié)構(gòu)基本單位，直接安裝在主體結(jié)構(gòu)上的建筑幕墻。在工廠要加工豎框、橫框等元件，還要將這些元件拼裝成單元組件框，并將幕墻面板安裝在單元組件框的相應位置上，形成單元組件。就一個單元組件來說，它已具備了這個單元的全部幕墻功能和構(gòu)造要求。一個個單元組件上、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。

2.單元式幕墻設計需要考慮的幾個問題分析

2.1單元式幕墻系統(tǒng)防水設計問題

在單元式幕墻系統(tǒng)的設計中，型材斷面的設計非常重要，它不僅決定單元式幕墻的安全性、工藝性，同時還決定了單元式幕墻的水密性和氣密性。幕墻型材斷面，除了考慮結(jié)構(gòu)力學的安全性，還應該考慮型材斷面對水密性和氣密性的貢獻。型材斷面雖然形態(tài)各異，但是其斷面的設計是有規(guī)律的，將其安全性、工藝性和結(jié)構(gòu)防水同步考慮以滿足幕墻性能。單元式幕墻通過板塊的上下左右對插完成系統(tǒng)的拼接，在四個板塊交叉的“十”字路口處將形成一個內(nèi)外貫穿的孔洞，必須對此孔洞進行嚴密的封堵以確保系統(tǒng)的水密性和氣密性。

2.2單元幕墻的埋件、板塊掛接方式

單元幕墻的埋件常見有槽式埋件和板式埋件兩種。通常板式埋件比槽式埋件造價成本低，槽式埋件施工方便，縮短施工周期。采用槽式埋件時安裝單元板塊的掛件只需把加工好的鋼件用T形螺栓與槽式埋件連接，現(xiàn)場不需要焊接，大大減少了現(xiàn)場工作量，受到了幕墻公司和業(yè)主的歡迎。T形螺栓與槽式埋件連接時要把T形螺栓旋轉(zhuǎn)90度才能與槽式埋件有效連接。

2.3單元板塊的設計時幕墻防火系統(tǒng)的現(xiàn)場施工問題

現(xiàn)場的結(jié)構(gòu)剪力墻、后砌磚墻或內(nèi)裝的施工是在幕墻施工之前進行的、由于單元板塊在室外施工的技術(shù)很成熟，這種情況是能滿足施工要求的，但還是要考慮好防火系統(tǒng)的現(xiàn)場施工、在單元板塊、室內(nèi)裝修都完成的情況下，現(xiàn)場無法滿足防火系統(tǒng)的安裝、為此，應在設計單元系統(tǒng)的過程中將結(jié)構(gòu)梁前面的面板設計成后裝系統(tǒng)，具體如下：將后裝的面板設計成小單元系統(tǒng)，當工廠加工完整個框架并組裝其他面板后，連同后裝的小單元板塊運至現(xiàn)場，然后吊裝單元板塊固定在結(jié)構(gòu)上，之后安裝防火系統(tǒng)，最后將小單元板塊固定到單元板塊的相應位置并打膠密封，整套工作完成。

2.4系統(tǒng)的整體排水功能問題

有組織排水幕墻系統(tǒng)，在滲漏水進入橫向排水管后通過排水孔下泄到單元立柱的外腔、而目前較多設計人員隨意設計單元立柱的內(nèi)外腔，并未考慮好滲漏水的排放功能，滲漏水依然可能排放至單元立柱的內(nèi)腔，這樣雨水一直從最高層排到最底層，直至單元橫梁內(nèi)腔的水滿了之后通過最內(nèi)層的縫隙滲進室內(nèi)、因此，在設計單元立柱的時候必須考慮上述因素。

2.5橫豎膠條是否需要對齊的問題

早期的單元式幕墻大多為單腔體結(jié)構(gòu)，前后只有兩道密封，無法形成等壓腔，因此水密性、氣密性較差，后來很多單元式幕墻采用了雙腔體或多腔體結(jié)構(gòu)，前后共有三道以上的膠條密封，按照三道密封的功能不同，我們把這三道密封條所在的位置從外到里分別稱為防風防塵線、防水線、氣密線，形成三道密封的膠條分別位于公母立柱及上下橫梁上，毫無疑問第三道防線（氣密線）的橫向豎向膠條必須在同一位置才能保證幕墻的氣密性能。那么第二道防線（防水線）的橫向豎向膠條是否應在同一位置，最外側(cè)第一道防線起防風防塵作用的橫向豎向膠條是否應在同一位置，筆者認為第一道第二道膠條對齊與否要根據(jù)節(jié)點構(gòu)造的需要，對齊不對齊都可以，因為第一道膠條的主要作用是防塵防風，并不是用來防水的，第一道膠條后側(cè)的腔體我們稱為前腔，也是等壓腔，等壓腔里是可以進水的，因為前腔里的氣壓與外界相通，進來的水也可以排出去。

2.6結(jié)構(gòu)梁下部的中橫梁設置集水及排水構(gòu)造的問題

一般情況下，結(jié)構(gòu)梁前面會增加內(nèi)襯板作為外觀裝飾或輔助防水、隔熱材料、內(nèi)襯板與外立面的面板之間在室內(nèi)外存在溫差或外立面面板未注膠的情況下，很容易出現(xiàn)有水滴或滴入的情況、因此，單元式幕墻系統(tǒng)應在結(jié)構(gòu)梁下部的橫梁上部設置集水及排水功能，通常該單元中橫梁是在內(nèi)襯板前面設置弧形集水孔，而兩端的單元立柱在該橫梁集水孔范圍內(nèi)也應設置排水孔，以將集水孔的水排到單元立柱外腔，從而實現(xiàn)水外泄。

3.結(jié)語

單元式幕墻近些年在國內(nèi)高速發(fā)展，其構(gòu)造形式也遠比框架幕墻復雜、多樣，這就要求廣大的幕墻設計師多多熟悉各種單元幕墻形式，經(jīng)常相互交流，提高幕墻設計水平，為我國的幕墻事業(yè)做出貢獻。