1、建筑单元式幕墙设计要点分析探讨摘要：建筑幕墙是集建筑技术、功能和艺术于一体的建筑物外围护结构，作为一种高级建筑外墙，它倍受建筑师和开发商的喜爱。随着建筑市场的快速发展，加剧了幕墙市场对高水平幕墙设计的需求，为此幕墙设计单位就以丰富的幕墙系统结构形式来适应和引导市场的需求。比较具有代表性的就是单元式幕墙技术的应用和发展。本文在此以某工程为例对单元式幕墙的设计要点做了一定的探讨。 关键词：幕墙；单元式幕墙； Abstract: The building curtain wall is a set of architectural technology, function and art in on
2、e of the building envelope, as a senior building exterior wall, it is the architects and developers alike. With the rapid development of the construction market, exacerbated by the curtain wall market demand for high level design of curtain wall, curtain wall design in the form of this unit curtain
3、wall system structure to adapt to rich and demand guide market. Compared with the application and development of representative is the unit type curtain wall technology. This paper discussed in this paper taking a project as the design points of the unit type curtain wall cases. Key words: unit type
4、 curtain wall curtain wall; 中图分类号：TU2 一、工程概况 综合建筑群由中心主楼和四个配楼组成,总建筑面积 15 万 m2,最大檐高 99.262m,结构为框架剪力墙结构.外立面建筑做法为全建筑幕墙体系,以单元式幕墙为主,天然石材、玻璃、铝材为主要材料.幕墙工程总面积约 8 万 m2,其中单元幕墙面积约 4 万 m2.单元式幕墙在工厂加工程度最高一种类型.对以往单元式幕墙设计不足进行了改进，采用先进材料并通过精心的施工组织达到国内先进水平. 二、主要材料 铝材：选用国产优质铝合金,状态为 6063A-T5,型材表面银灰色氟炭喷涂处理.玻璃：6+12+6mm 中空玻
5、璃：外片浅绿色本体钢化,内片 LOW-E透明钢化中间充氩气.具有良好的隔音降噪、阳光控制、减少热传递、抗冲击等适应和改善建筑环境的功能.石材：25mm 厚光面宝金石花岗石,采用同一矿脉的石板.铝板：国产防锈铝板,厚度 3.0mm.表面氟炭喷涂,膜层厚度不小于 40m;涂层磨损系数40;抗化学性、耐湿性、耐盐水腐蚀性符合要求.结构胶及密封胶：GE 公司 SSG4400 硅酮结构胶,良好粘着力和延伸率、抗气候变化、抗紫外线破坏、抗撕裂和抗老化等性能.密封垫和密封胶条：胶条选用 EPDM 胶条即三元乙丙胶条.抗老化性能好,制造容易,无污染,造价低廉.密封垫挤压成块、密封胶条挤压成条,邵氏硬度为 70
6、5具有 20%至 30%压缩度. 三、单元式幕墙设计 根据建筑设计效果分格确定单元板块宽度,根据楼层高度确定单元板块高度,在组装厂中制成单元组件,一个单元板块即为一个受力单元.安装时将单元板块固定在结构楼板上,采用上挂点设计,受力形式比较明确、合理.对比其他单元式幕墙,本工程具有如下特点. 1、板块连接 本系统型材插接处为三道胶条密封形成 A、B 两等压腔.板块竖向多功能插芯连接定位,安装可行易保证板块竖向拼缝直线度和整幅幕墙平整度.等压腔内高外低,保证幕墙室内冷凝水可以顺利导向室外,保证室外雨水不会倒流入室内，增加此处密封性能,实现结构防水. 2、与结构间连接 采用比较先进槽形预埋件,结构施
7、工时同步预埋.。预埋在结构梁侧面通过 T 型螺栓与转接件相连.经过现场拉力检验结果分别达到26.5KN、23.9KN、24.4KN 而未见破坏,满足设计18.0KN 要求.该种埋件与平板埋件比较具有如下特点：安全可靠,产品质量稳定,拉拔力破坏荷载可达 72KN.调节性能好,特殊连接方式吸收较大土建误差,平板埋件调节余量相对较小.连接灵活：可与多种转接系统直接简单连接,减少施工工序.平板埋件灵活性差,与系统连接时需搭焊角钢或钢板,增加工序.无需焊接：通过 T 型螺栓连接,现场无需焊接,减少工序,降低成本,缩短工期且无火灾隐患.易于埋设：体积小,重量轻,加强工字钢最长 110mm 且三根成一字排列
8、,易于与主体结构连接. 3、转接系统 楼板结构区域幕墙板块采用挂轴挂钩式结构,结构具有三维空间调节功能,能有效吸收建筑误差保证单元板块安装平整度.特点为该系统受力状态合理,能使幕墙与主体结构保持柔性连接,提高抗震性能,可避免板块安装同时任何焊接工作.为防止由于幕墙释放水平方向温度应力使转接系统发出摩擦声使用一种 PVC 防爆声装置,装配在挂钩上有效地缓冲震动和防止摩擦噪声. 4、幕墙节能设计 现代幕墙不仅满足抗风压、水密性、气密性等基本性能,幕墙环保节能越来越成为现代人衡量幕墙品质指标,热量损失等都会对建筑及环境产生较大影响.建筑幕墙热交换途径主要是热传导,降低幕墙的热传导率是节能幕墙最主要课
9、题. 4.1 透光部分 采用热损失最小 LOW-E 中空玻璃,导热系数 k 值在 1.8 w/m2.k 以下,不透光部分在面板后面设置 50mm 厚硬质玻璃纤维保温板并与面板和建筑主体间留出空隙增加整体热阻值,经计算导热系数 k=0.77w/m2.k.两种型式幕墙导热系数均在幕墙允许最大导热系数之内. 4.2 隔热断桥型材 铝框导热性能成为幕墙难以继续忽视传热途径，将室内热量源源不断地导向室外,加大取暖负荷.根据工程幕墙特点采用热阻值较大聚酰胺尼龙断热条，将铝型材室外部分与室内部分隔开.材料与铝材等强,膨胀系数与铝型材相近,耐久性好,因此能连同铝材共同工作. 4.3 密封性能良好 板块间通过插
10、接关系连成整体,通过三道密封胶条密封,根据试验空气渗透性能可达到级,保证幕墙密闭性达到节能要求. 5、方便独立更换功能 由于玻璃是易碎品，幕墙工程完工交付使用后在阳光照射下清洗过程中均可能损坏.方便、安全地更换玻璃是相当重要,更换时只需在室内拆下内罩板 A 和 B 即可换下玻璃. 6、胶条合理设计 在单元式幕墙的系统设计中，胶条的设计也是非常重要的一个环节。它决定了单元式幕墙的水密性、气密性以及幕墙防水性能的耐久性。目前工程上所用的胶条大多存在一些问题。究其原因是对胶条的产品性能缺乏了解，胶条的断面设计存在不合理现象。事实上胶条的材质、延伸率、压缩量以及断面形式都很关键。单元式幕墙密封性胶条主
11、要是三元乙丙（EPDM）胶条，这种材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐气候老化性、耐热老化性、耐水性，还具有较好的耐化学药品性，可以长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。EPDM 橡胶有很多种牌号，不同的牌号各有不同的特点，因此可以说三元乙丙橡胶的化学成分及配方决定了胶条的使用环境和工作性能。 幕墙用三元乙丙胶条的基本成分为三元乙丙胶，碳黑，活性剂，增塑剂，硫化促进剂等。其中胶条的含胶率控制在 35左右，含胶率过低，材料的力学性能特别是拉伸强度、回弹性、耐老化性等变差，使用寿命大为缩短。但含胶率过高，成本会提高，同时材料的性能也同样变差。其中补强剂，硫化剂，增塑剂并不仅仅起到降低成本的作用，只要加
12、入适量，比例得当，能够改善材料的性能。 根据不同的气候特点，应选用不同的 EPDM 牌号。总结近些年的应用经验，胶条的设计可遵循以下原则： （1）在北方地区，温差大，冬天温度很低，最好选用部分充油牌号，在配方设计中充分考虑材料的低温脆性，这样硬度对温度的依赖性小，便于安装和使用。 （2）胶条在设计时必须确定合理的断面形式，选择合适的 EPDM 橡胶牌号，胶条的位置和作用不同，其断面形式也应该不同。 （3）在胶条设计时，必须合理确定压缩比和硬度。如图所示，胶条1 和胶条 7 的硬度要求高，胶条 3 和胶条 5 的硬度要求低。胶条 1、胶条3、胶条 8 属于水密线胶条，胶条 2、胶条 4、胶条 5
13、、胶条 6 属于气密线胶条。 （4）对有特殊环境要求的胶条，有必要与胶条供应商进行联合设计，弥补设计人员知识面的不足，充分利用胶条材料的优良性能。 （5）对接型单元幕墙的气密线胶条竖横应相同，确保胶条在板块四角周圈形成闭合。 四、幕墙系统性能检测 在单元幕墙施工前进行四项性能检测：空气渗透、雨水渗漏、风压变形、平面内变形性能,检测依据 GB/T 15225-15228-94 GB/T 18250-2000,检测环境：气温 310k,气压 100.20kPa.样件特征,样件由四个单元板块组成,其中包括二个典型的石材板块和二个典型的玻璃铝板板块.高度方向包含二个层高,样件尺寸为 42007875mm,玻璃最大尺寸为12501750mm.包含四个可开启部分。 参考文献： 【1】中华人民共和国行业标准，玻璃幕墙工程技术规范S.北京：中国建筑工业出版社,2003. 【2】赵西安;建筑幕墙和采光顶设计与施工要点(一)J;四川建筑科学研究;2001 年 01 期 【3】玻璃幕墙工程技术规范 JGJ102-96.
