单元式幕墙系统水密性设计

单元式幕墙系统水密性设计

张磊

上海沈飞新型幕墙工程有限公司 上海 201601

摘要：单元式幕墙系统是现行幕墙行业比较常见的系统，多数应用于超高层建筑的外立面幕墙。随着建筑外立面的发展，越来越多的单元系统带一些特殊的造型，如带凹槽等，单元系统各项性能参数，如风压、水密性、气密性、节能性能、隔音性能等等，是幕墙系统的关键性能指标。其中水密性能是最难把控的，也是所有单元系统重点控制的一项性能参数。本文从设计、加工、安装等方面，尤其重点从设计方面详细阐述了单元式幕墙系统的水密性保证措施。

关键字：幕墙系统；单元式；水密性

单元式幕墙系统的幕墙工程主要从以下几方面控制，保证单元系统的整体水密性能：

系统设计

加工、组装

现场施工

其中幕墙设计阶段是解决单元式幕墙系统水密性的根本。下文分别从设计、加工、安装三方面介绍单元式幕墙系统的水密性保证措施。

1、系统设计

1.1单元体内的防水及排水设计

单元式玻璃幕墙的防水是根据等压腔雨幕原理来设计的。即在相邻两单元板块接缝部位内部设有空腔，使其外表面内侧的压力在所有部位上一直要保持和室外气压相等，以使外表面两侧处于等压状态，其中的外表面即所说的“雨幕”。而压力平衡是使内外腔处于敞开状态，使空腔与室外空气流通，以达到压力平衡。这样便可以利用“雨幕”来阻挡落到空腔缝隙周围的水，利用等压腔使落入内腔的水能够留出来，从而达到单元式幕墙系统的整体水密性。

从根本上讲，单元式幕墙系统的水密性是靠“导、排”来实现，而非“封、堵”。

按照雨幕原理，单元体间插接型材部位设计有两道三元乙丙橡胶条，并通过单元体间的插接构成等压腔。单元体上的胶条形成一个封闭环，这样可将大部分雨水阻挡在室外，等压腔将减弱雨水进入室内的压力，并将已进入到等压腔中的少量雨水及时排到室外。

单元式幕墙的排水方式一般为外排水和内排水两种形式，其中内排水方式对等压腔的要求更高。外排水方式为逐层排水，内排水方式为2~3层设一外排构造措施。

总体的做法为在水平相邻单元体上横梁通过水槽穿接使之连通，并在水槽底部及四周施打密封胶使之贯通，单元竖缝和横缝相交处设水平向披水胶条，阻断单元竖缝雨水进入下层单元，而将雨水通过披水胶条引到室外。进入竖缝等压腔的少量雨水通过接水槽分别引入相邻两侧的单元体上横梁等压腔中，通过横梁设置的排水口排到室外。单元体横梁上设计有泄水孔和进气孔，保证单元系统的整体等压，从而保证雨水层层排出。如下图为单元系统排水方式。

单元系统的集水、排水功能如果设计得好，则可大大提高幕墙水密性能。

1.2 单元体十字缝封口设计

单元式幕墙通过对插完成接缝，这样在上、下、左、右四个单元接缝处必然有四个单元组件对插件均不能到达的一个内外贯穿的洞，如何堵好这个“洞”是单元系统水密性的关键，同时在设计型材截面形状时将封口构造体现在型材上，挤压出的型材断面就包含封口构造的要求。

在单元系统型材模具设计时，“单元防水线”是型材模具设计的重点，它直接关系到单元十字缝拼接密实性。“单元防水线”为单元公母立柱的后腔壁与下横梁槽口前壁必须在同一水平线，在单元组框后，使上横梁的第一道防水胶条可连续延伸到单元边。如下图

如果单元系统带凹槽效果，就需要有2道防水线。第一道防水线是标准单元插接时的防水线，如上图所示。第二道防水线是凹槽单元插接时的防水线。

由于凹槽单元系统需要保证立面的凹槽效果，故，带凹槽的单元上下横梁较小，但，同样需要有这道防水线。按照此理论倒推到公母立柱，则带凹槽单元系统的公母立柱需要有3个腔体，2道防水线。一道为标准单元插接时的防水线，一道为凹槽单元插接时的防水线。如下图所示：

无论是否有凹槽或其他造型，此防水线设计是单元系统十字缝封口技术的关键，完成此设计后，再加上相关的封堵措施、排水孔、等压孔的设计，共同完成单元体十字缝的封口技术。

单元式幕墙在安装时要横向按次序逐一对插，当中不能留空位，所以最后一个单元如何与相邻单元连接便成了一个难点。因为已经安装固定的左右两单元组件之间距离净空比单元组件实际宽度要小，这个组件无法在水平方向推入空位，也不能先插入一侧，再插入另外一侧。这样在设计时，对最后一个单元组件的组装就要考虑好接缝方法。而目前在施工安装过程中，最后一个单元板块一般是从上而下插入空位的。同时在安装施工时，还应该考虑各种施工机具与主体结构连接点对安装工作的影响。

1.3 单元体挂件设计

单元体板块的安装工艺对单元体板块的加工质量和加工精度以及现场的挂接系统的要求都比较高。所以，单元体挂件系统要保证单元体能够三向自由度的调节，同时还要有可靠的安全度。因为整块的单元体有较大的自重且受荷面积较大，所以一般工程中采用了高精级铝合金挂接系统。单元体通过铝合金挂件挂在外伸悬壁上，外伸悬臂通过螺栓与牛腿相连，牛腿通过螺栓与预埋件连接在一起。悬臂件通过牛腿上的长孔实现幕墙相对于结构梁的进出水平调节，牛腿通过预埋件上的长孔和螺栓实现幕墙的侧向水平调节，通过牛腿上的长孔实现幕墙的竖直方向的调节。

2、单元体板块的加工

单元板块的加工是设计实现的第一步，加工过程中除对常规的形状尺寸做严格的把控外，粘接玻璃的结构胶施打是加工组装的重点，浸水试验的实施是保证单元水密性的重要环节，也是检验结构胶施打是否合格的标准。下图为浸水试验图片。

单元板块横竖料连接时，必须在横料端头四周抹胶，保证框料之间连接的密实性。如下图：

另外，加工时单元框上的工艺孔的封堵，装饰条料头封堵等也是保证单元幕墙水密性的重要措施。在单元封堵时，一般遵循上端封堵，下端不封堵的原则。下图为框料工艺孔封堵示意。

3、单元式玻璃幕墙的安装

单元式玻璃幕墙通常都用于体形大而高的建筑，一般情况下业主为了要求工期都要求施工单位进行主体施工与幕墙安装交叉施工，所以，安装工作是一个难点。一般的单元式玻璃幕墙的安装方法是先将单元板块运送到指定楼层，再从楼层将单元体板块推出，然后进行安装调节。安装过程中需控制的几个要点：

转接件的定位；

单元的插接与标高

单元闭水试验

单元十字缝封堵

下图为几个单元式幕墙安装过程中的图片：

如果单元在安装过程中，对设计缝隙、单元插接深度要求、设计要求密封等安装不到位，将直接影响单元式幕墙的整体水密性。

结论

单元式幕墙系统的水密性控制主要还是依赖于设计，系统设计是根本，工厂加工生产有效控制成品，现场安装是整个工厂品质保证。三者之间的默契配合完成最终工程。

参考文献：

《上海市幕墙工程技术规范》DGJ08-56-2012

《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ102-2003

《建筑幕墙》GB21086-2007