探析单元式幕墙的设计要点

文/周志贵 浙江中南建设集团有限公司 浙江杭州 310052

幕墙为建筑物的一种外墙维护结构，不对主体结构的荷载进行承受，是有着装饰效果的轻质墙体。其中，结构框架与镶嵌板材共同构成了单元式幕墙，相对主体结构在平面当中有着相应的微动能力。建筑幕墙会随着建筑层数的增加而增多，几乎所有的高层建筑都对幕墙进行了应用，所以对于单元式幕墙的设计要点要给予详细的分析和探究。

1、单元式幕墙与框架式幕墙之间的比对分析

框架式幕墙的主要特征为：应用的全支撑结构材料全部都是散件，在将其运输到现场之后，可对其进行依次安装。但是，当前市场对其进行生产的规模非常大，所以属于技术比较成熟的传统幕墙形式[1]。根据面板外部的具体结构形式，可将其详细分为：隐框幕墙、半隐框幕墙以及明框幕墙。

单元式幕墙包括：单元式幕墙和半单元式幕墙，其中又可以将半单元式幕墙分为：窗间墙单元式幕墙、立梃分片单元组合式幕墙。

针对两种幕墙的优点以及缺点分析，如表1

2、单元式幕墙的主要特征

其一，在工厂当中针对幕墙单元进行制作和加工，对工业化生产的实现有着重要的帮助作用，并对人工费用进行了降低，有益于对单元质量进行控制[2]。由于大量的加工准备工作都是在工厂内部完成的，所以现场施工周期有所减少，赢得了更多的经济收益和效益；其二，单元与单元之间的阴阳镶嵌连接，能够与主体的机构位移产生良好的适应性，可对地震作用、温度变化以及层间位移进行有效的吸收，所以在高层建筑当中的应用非常合适；其三，接缝处应用了胶条，保障了密封性。对于胶条的应用，不会受到天气情况的影响，容易对工期进行良好的控制；其四，因为单元式幕墙主要是在室内进行相应的安装施工，所以主体结构并没有很强的适应能力，所以在剪力墙以及窗间墙当中的应用不合适；其五，需要制定相应的施工组织管理，在施工过程中，要有相应的施工顺序，依照具体的对插次序实施相关的安装工作。同时，施工应用的相关机械设备放置需要有相应的限制，以免对整个工程的安装造成影响。

表1 两种幕墙的优点以及缺点分析表

3、单元式幕墙设计的主要要点

3.1 单元幕墙密封系统的主要构成

首先，可以将单元幕墙的整个结构系统看成是完整的建筑外墙系统，所以幕墙产生的密闭性十分关键。其中，幕墙产生的密闭性是由不同功能的密封线共同构成的，通常来说，单元幕墙当中的密封系统有密封线、水密线以及气密线等，如图1所示。对于幕墙的防水要求非常高，所以，在幕墙的单元系统当中有非常多的水密线，这样便产生了不同的等压腔，依靠产生的压力差，可以对水的动能进行抵挡，实现高效的防水效果。具体来说，单元幕墙当中的密封线有周边连续的、多道密封胶条，对于密封线的相对设置，可以挑选型材腔体准确以及重要的位置，应用不同的形状以及不同硬度胶条，并对其进行相应的试验验证，便可对密封性给予保障。

图1 单元幕墙当中的密封系统有密封线、水密线以及气密线示意图

3.2 单元幕墙当中的自排水与错层排水

（1）自排水简单来说便是本层进行排水，是将单元幕墙当中的水进行排出，利用后墙将其导入到前腔当中，之后再将其从墙体排出室外。对于该种排水方式的应用，便是将当层渗漏，累积的水从改层直接排出。在单元的打底横框当中，对其的应用非常广泛。

（2）错层排水。简单来说，便是单元排水当中应用非常普遍的一种形式，是上层上横后腔当中所渗漏积累的水进行组织，利用相应的设计手段，对压力腔进行建立之后，根据水产生的重力作用，途经上横壁后下落到下层单元当中的上横前腔。在这一过程当中会使水产生相应的动能，之后顺势排出[3]。但是，在设计的过程中，不可以涉及过多的排水错层，一般情况下会设计五层。

3.3 型材断面构造设计的合理性

在对单元幕墙进行设计的过程中，型材断面也是非常重要的一项设计内容，对幕墙的安全性以及工艺性会产生决定性影响。同时，还能对其他物理性能产生直接的作用，所以对其的设计需要遵循几点原则：

（1）对于型材断面以及型材咬合位置的设计，一定要合理科学，尽量隔开水密线，尘密线以及气密线，这样能够使压腔的重要作用得到最大程度的发挥。

（2）针对咬合位置的型材需要在制作时，预防出现开工艺孔。同时，气密线腔壁当中，也要禁止对工艺孔进行开设，在对断面进行设计时。需要对竖向构件当中的传递荷载设置实施综合分析，全面考虑。

（3）在对插接式单元幕当中的断面进行设计的过程中，要在板块安装后插件之间的搭接长度超过15mm实施综合全面的分析，以便使其能够对不同的变位情况进行适应。

（4）在设计断面的过程中，要充分考虑软披水胶条槽口的相关安装工作，以便对板块的安装，能够在缝隙处对阻水屏障进行保障。

（5）单元幕墙当中的等压腔需要经细致并且详细的进行考虑[4]。

3.4 合理设计胶条

单元式幕墙胶条设计，可直接影响幕墙的气密性以及水密性、耐久性。所以，在设计过程中，需要遵循的原则为：

（1）所在区域的天气条件。在北方区域，需要尽量对部分充油牌号进行选择。针对配方的设计，需要对材料在寒冷温度下的性能进行考虑，以便之后的安装以及应用。

（2）胶条的使用。在对胶条进行设计当中，需要合理选择断面形式。如果胶条的位置和作用是不同的，那么需要应用不同的断面形式。

（3）胶条的硬度。在对胶条进行设计时，需要合理确定压缩比和硬度。

（4）密封闭合性。对接型单元幕墙当中的气密线胶条竖横需要有一致性，以便对胶条可以在板块四周产生闭合。

（5）胶条的工艺性。在安装胶条时，要对错位和间隙进行充分的考虑，以免对密封质量造成影响。

结语：

总之，防水设计属于幕墙系统当中的关键性环节，产生的防水性能与幕墙的工艺、安全、功能等有着直接的关系，如果幕墙发生了漏水的情况，则很难对问题进行排查。因此，对于幕墙的设计一定要严格，以便使幕墙的设计更加合理、科学。