1、建筑外维护系统单元式幕墙的设计分析摘要：单元式幕墙是国际上近年出现的高档建筑外维护系统。本文采用了先进、成熟的单元式幕墙结构，通过对其细部构造的精心改进，使幕墙在保证建筑立面要求的前提下,不仅具有优良的气密性、水密性、风压变形及平面变形能力，而且达到了较高的环保节能要求，充分展示了现代幕墙的建筑技术。同时通过精心的施工组织，严格的过程控制，从而使幕墙达到了很好的效果。 关键词：单元式幕墙；收口设计；防水；结构设计 中图分类号：TU57 文献标识码：A 一、工程概况 本文介绍的工程是一幢高档商业办公楼，工程地下 3 层，地上 10 层，建筑总高度 149.5m，总建筑面积约 103000。工程主
2、要幕墙系统为单元式幕墙。 二、系统描述 工程从塔楼 3 层到屋顶均采用单元式幕墙系统。整个系统依据雨幕和等压原理进行设计，单元式幕墙支座设计为三向六自由度调节、横滑型构造，所有密封和防水措施均连续构造，同时确保能容纳所有建筑位移、温度变形以及加工和施工误差等因素带来的影响。系统可视区域采用蓝灰色 8mm 玻璃+12mm 空气层+6mm 中空双银 Low-E 钢化玻璃，玻璃由硅酮结构胶粘接固定； 窗间墙位置也采用 8mm 玻璃+12mm 空气层+6mm 中空双银 Low-E 钢化玻璃，同样由硅酮结构胶粘接固定，玻璃内侧设置2.5mm 厚氟碳喷涂铝合金背板， 背板内衬 50mm 厚背带铝箔的保温岩
3、棉，铝背板表面四涂三烤氟碳喷涂处理。 三、系统构造设计 3.1 系统支座设计 单元式幕墙系统采用三向六自由度调节的连接支座系统。通过槽式预埋件槽的左右走向，实现支座左右方向的调节。支座与预埋件固定位置，在支座上设置长条孔，实现板块前后方向的调整，调节到位后，通过齿垫与支座上的齿牙咬合达到固定的目的。板块挂件上设置有高度调节螺钉，通过调节螺钉，实现板块高度方向的调节。通过以上三向六自由度的调节，完全可以消除由于结构施工或板块加工产生的误差，有效地保证幕墙安装精度。 3.2 系统结构设计 单元式幕墙系统竖龙骨采用闭口铝合金型材，阴阳龙骨前后两道胶条插接设计，不论是正风压还是负风压，均能保证前后腔都
4、有胶条压紧密封，使中间腔在任何时候都是完整的密封腔，有效保证了单元式幕墙的气密性和水密性。阴阳竖龙骨通过胶条插接，能实现左右相对位移10mm，用于容纳温度变形、加工误差等引起的位移。 单元式幕墙系统横龙骨同样采用前后两道胶条插接设计，横向密封线与竖向密封线贯通相接，形成完整的密封体系。横向龙骨通过胶条插接，也能实现上下相对位移 10mm，有效容纳建筑层间变形位移。 3.3 系统防水设计 在单元式幕墙系统的设计中，型材断面的设计非常重要，它不仅决定单元式幕墙的安全性、工艺性，同时还决定了单元式幕墙的水密性和气密性。但幕墙设计师们往往只通过力学计算重点考虑了型材断面的设计安全性，而忽视了型材断面对
5、水密性和气密性的贡献，因此单元幕墙的雨水渗漏现象非常突出。单元板块间的自由缝现场堵胶就成了幕墙厂家在工程现场排故过程中常用的主要手段。型材断面虽然不是固定不变的，但是其断面的设计是有规律的，必须将其安全性、工艺性和结构防水同步考虑。单元式幕墙通过板块的上下左右对插完成系统的拼接，在四个板块交叉的“十”字路口处将形成一个内外贯穿的孔洞，必须对此孔洞进行严密的封堵以确保系统的水密性和气密性。在进行铝型材断面设计时，需要通过型材断面构造，使孔洞封堵方便、可行，同时还要考虑系统的排水路径，最后再通过结构计算来确定断面的形状。本工程采用横滑型单元式幕墙构造，通过在下单元的横料对接位置中设置横滑槽和封口板
6、，达到集水和封口， 而又不影响板块的相互位移的目的，同时，型材断面还设计成向室外有一定倾斜度的斜面，利于少量可能进入的雨水的排出。 为保证靠近室内侧的空腔与室外形成等压腔，就必须使该空腔的空气与室外的空气形成连通，以减小两者的压力差，因此须在内外腔之间的横梁外伸臂上设置通气孔。由于该通气孔位置可能会有少量的渗入水排出，为保障渗入水排出时不因水的表面张力现象而出现堵塞，因此将该孔设计为长条形孔。幕墙系统最直接的使用功能就是建筑外围护，因此必须具有良好的防水功能。系统设计时，采用疏堵结合的设计理念来进行系统的防水设计。在竖向龙骨上设计有三道密封线，幕墙外表面的少量漏水可以越过第一道密封线，进入单元
7、幕墙的 等压腔，通过合理的结构设计，进入等压腔的水将被有组织的排出，失去继续进入室内的能力，达到阻水的目的。 横向龙骨的密封与竖向龙骨类似，通过型材断面构造的合理设计，实现横向密封线和竖向密封线的有效贯通和无断连接。单元式幕墙采用每层断水设计，每层的少量漏水越过第一道密封线进入等压腔后，将会落入下端横龙骨的中间槽内，通过横龙骨上设计的排水孔排出室外，不会进入室内，也不会进入下一楼层，排水路径清晰。 四、系统板块安装顺序及收口设计 单元式幕墙系统的设计不仅仅是系统结构安全和建筑功能的设计，还包括系统的安装顺序和收口设计。 4.1 板块的安装顺序 单元式幕墙依靠板块的上下左右插接完成安装和封闭，因
8、此必须严格按照板块对插的顺序自下而上进行安装，在安装工作开展前需要设计可行的板块安装顺序。 本工程塔楼四个转角有内凹造型，因此宜先完成转角板块的安装工作。转角部位的板块均采用相邻板块两两插接的方式进行安装，为方便转角板块安装，局部采用逆时针顺序安装方式。 具体的安装顺序为：先安装四个转角的右侧板块，之后逆时针方向依次安装其他转角板块，再由转角位置向两侧的立面安装，最后在立面中间或施工电梯位置收口；安装完一层后再安装上一层。 4.2 板块的收口 收口板块的安装设置在立面中间或施工电梯位置，具体安装方案为：先将收口板块左右两侧板块向两侧平移（步骤一） ，待收口板块安装空间预留足够后，再将收口板块由
9、上向下插接固定。 （步骤二） ，如图 1 所示。图 1 收口板块安装步骤示意图一 板块插接就位后，按理论位置进行固定（步骤三） ， 之后再将左右两侧平移的板块调节至原位即完成安装（步骤四） ，如图 2 所示。 图 2 收口板块安装步骤示意图二 五、单元式幕墙系统的优点 1、安装速度快，工地施工工期短，特别适用于高层建筑。由于单元板块（通常为一层楼高）的龙骨及面板是预先组装好的，现场只需安装支座，将单元板块吊装到相应的位置挂接到支座上即可。安装简便、施工快捷； 2、幕墙表面平整度高，装饰效果好。单元板块间采用插接式结构，定位精度高，幕墙表面平整度高，相邻板块间的阶差可控制在 0.5mm 内，外视
10、效果好； 3、横滑型单元式幕墙上下两层单元体通过插接式连接，相邻两层单元体之间在层间错位变形下能发生相对滑移，抗层间位移能力强； 4、面板与龙骨之间采用硅酮结构胶连接，与封边板之间采用硅酮耐候胶连接，使得面板具有良好的相对变形能力，完全满足面板热胀冷缩以及外力作用下的变形要求； 5、密封胶条采用三元乙丙舌状胶条，有较好的弹性、耐久性和耐高低温性能。在-40150范围内其基本物理性能不变； 6、系统采用雨幕及等压原理实现结构性防水，水密性和气密性稳定可靠； 7、采用三向六自由度连接支座，有效地确保幕墙安装精度。同时各构件插接位置均为柔性胶条接触，方便安装及调整； 8、单元板块的各组成构件均采用电脑控制的加工中心在工厂内加工完成，加工及组装精度易于控制，产品质量稳定、可靠。 六、结束语 单元式幕墙设计的推广应用，提高了我国的建筑幕墙设计水平。这种新技术的应用，带动大量的工程建设，保证了建筑幕墙的质量。在提高人们生活水平的同时，达到节能环保的效果。因此，随着幕墙设计水平的不断完善，单元式幕墙设计在未来的建筑幕墙设计中能有很大的发展空间。 参考文献： 1陈志敏.浅析建筑幕墙结构设计计算J.山西建筑. 2007(25) 2邓勇.浅析眉山体育广场幕墙设计J.四川建筑.2007(05)
