浅谈框架式建筑幕墙气密性能

齐鑫 王发忠

摘要：本文简单介绍了框架式建筑幕墙气密性的结构设计，通过对定型密封材料和非定型密封材料的合理选用和设计，能够实现建筑物密封的防护功能要求，对于降低能耗环保意义重大。

关键词：幕墙气密性能框架幕墙 气密性结构设计

中图分类号： TU318 文献标识码： A

一、幕墙气密性能对社会生活的影响

随着人们生活水平的不断提高，对居住、办公、娱乐等公共环境的要求也越来越高， 在满足使用功能的前提下提高建筑物的保温节能性能成为了现代建筑发展的方向。建筑门窗是建筑外围护结构中保温性能最薄弱的部位，其长期使用能耗可以占到整个建筑长期使用能耗的50%以上，而由于气密性能引起的门窗能耗又占整个门窗能耗的50％，因此提高建筑外窗的保温性能对降低建筑物长期使用能耗具有重大意义。建筑外窗气密性能的节能效果如何，将直接影响到建筑物的保温节能性能。

通风换气是建筑门窗的主要功能之一，窗本身一般具有开启扇，打开时进行室内外空气对流，但在关闭时的开启缝隙不是绝对密闭的，另外型材的拼接缝隙、玻璃镶嵌缝隙都会产生渗漏。

在北方寒冷地区，冬季室内外温差较大，当室外刮风时形成压力差，冷空气通过缝隙进入室内，造成室温剧烈波动，影响室内环境并消耗大量热能，这种现象我们称之为“冷风渗透”；在南方炎热地区，夏季多采用空调制冷，空气流动产生的热风通过缝隙进入室内，导致制冷能耗增加。

由此可见，提高幕墙气密性，有效减缓使用空调时室内冷暖气泄漏室外的时间、减少冷暖气空气渗透量，可以减少空调的电能耗；阻止沙尘进入，有利于保持室内清洁。

二、气密性的结构设计

由于幕墙结构的多样性，可以分为很多种类。按照有无气密、水密要求划分：有气密水密要求的幕墙和开放式幕墙（无气密水密要求）；按照施工方式划分：框架式幕墙和单元式幕墙。虽然各种不同类型的幕墙的气密性能都各有不同，除了开放式幕墙（无气密水密要求）以外，其它有气密水密要求的幕墙其主要密封材料均由定型密封材料（密封条和压条等）和非定型密封材料（密封膏或嵌缝膏等）组成。

我们将框架式玻璃幕墙分为固定部分和开启部分分别进行讲述。

固定部分气密结构

建筑室内空间与室外空间是由中空玻璃和耐候密封胶分隔开来。此两种材料就直接决定了幕墙气密性能的高低。 中空玻璃通过建筑结构胶与铝合金副框连接，通过铝合金压板与幕墙龙骨连接固定。其面材本身具有防水、防气作用。幕墙气密性能高低的关键就集中在耐候结构胶密封部位。此部位影响气密性的主要因素有两个：幕墙密封结构设计、幕墙密封材料特性。

本文主要探讨一下幕墙密封结构设计。幕墙密封结构设计应遵循下列原则：密封槽口底部应采用聚乙烯发泡材料填塞，保证耐候胶的注胶充实性。幕墙的横向和纵向胶缝深度应保持一致，保证在建筑立面上由耐候胶形成闭合的环形密封体系，靠耐候密封胶固有的密封性能来保证幕墙的气密性能。耐候胶的断面的变形尺寸应大于接缝处在各种因素下的位移量（如热位移、载荷运动、框架弹性形变、材料蠕变、结构公差等）。 密封胶的形状系数在密封接缝设计中也很重要，即接缝宽度和深度的比例应限定在一定范围内，保证密封胶处于合适的受力状态，否则将会减弱密封胶适应位移的能力。对于构件式幕墙硅酮建筑密封胶的施工厚度应大于3.5mm，施工宽度不宜小于施工厚度的2 倍；较深的密封槽口底部应采用聚乙烯发泡材料填塞。但幕墙玻璃之间的拼接胶缝宽度应能满足玻璃和胶的变形要求，并不宜小于10mm；硅酮建筑密封胶在接缝内应两对面粘结，不应三面粘结。在正确的选择好幕墙密封结构的同时，在选择密封材料时还应注意以下因素： 硅酮建筑密封胶必须在有效期内使用。 明框玻璃幕墙用中空玻璃的二道密封宜采用聚硫类中空玻璃密封胶，也可采用硅酮密封胶。

开启部分气密结构

如图1所示，开启部位边框采用耐候密封胶与幕墙龙骨之间严密密封，开启部分幕墙结构的气密性能保证主要靠开启边框上的双道密封胶条与开启扇紧密接触来实现。此部位两道密封胶条的作用各有不同。第一道密封胶条沿着开启边框周圈布置，在开启扇框底部位置设置排水孔，故第一道密封胶条对于幕墙气密性能的保证有一定的积极作用；第二道密封胶条也是沿着开启边框周圈布置，与第一道密封胶条不同， 为连续通长胶条，包括转角位置。它是幕墙开启部位最重要的气密防线，其材质的优劣和结构设计的合理性直接影响到开启位置气密性能的高低。

图1 幕墙开启部位节点

为保证幕墙气密性能，在结构设计上应注意以下几个方面： 1）应在开启边框上设置与密封胶条相配合的专用胶条槽口，保证密封胶条在开启边框专用胶条槽口内的紧固。 2）开启边框的密封胶条必须沿着开启边框边缘，形成连续闭合的密封线路。保证密封胶条连续闭合的常用措施有：密封胶条在连接处采用专用胶粘接或热融连接。 3）在开启窗关闭时，开启边框和开启扇框不能发生相对位移，影响幕墙气密性能。 4）开启部位密封胶条应选择耐候性能好、具有良好的弹性和抗压缩变形性能、具有一定美观性能的密封胶条，如三元乙丙胶条（EPDM）、硅橡胶或氯丁橡胶。 5）对于开启窗,应通过结构计算，校核开启窗扇框强度及刚度；按照幕墙气密要求， 通过计算确定锁点位置和数量；一般情况下开启窗宽度大于900mm 时,设置锁闭点不应少于两个。 6）开启部位的开启附件 （如开启执手、多点锁、支撑）要有一定的使用年限，且开启锁闭安全可靠。

三、幕墙气密结构发展方向与时代发展相适应。

随着时代的发展，各种资源的日益紧张。在国家倡导绿色经济，人民呼吁低碳生活的当代社会，环保、美观、高强度、能耗小、安装便捷的新型幕墙越来越受到欢迎。 幕墙的节能要求有：减少温差传热的热负荷损失、降低太阳辐射的负荷强度、提高幕墙的气密性。由此可见气密性能好，则建筑物能耗损失小，更有利于环保节能。所以我们在进行幕墙气密性能结构设计时应选择污染小、耐候性能好、使用年限长、易于生产加工的材料；选择质量控制强、加工质量高、生产效率高、易于现场管理的先进幕墙结构。

参考文献

1、《建筑幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003）。

2、《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》（GBT15277-2007）。

3、《建筑幕墙》（GBT20086-2007）。