浅谈单元式幕墙的防水设计

【摘要】本文简单介绍了单元式幕墙的防水设计，从单元式幕墙的防水原理、防水构造、防排结合以及防水设计要点等几方面进行了分析和探讨

【关键词】单元式幕墙；防水设计；水密性

一、概述

单元式幕墙，是指在工厂车间内将加工好的各种构件和饰面材料组装成一层或多层楼高的单元板块，运至工地进行整体吊装，现场直接挂接的幕墙。它具有加工精度高，安装便捷，工期短等优点，所以现在大多数超高层建筑广泛采用这种幕墙形式。但从诞生之初开始，围绕它的话题中最突出的就是水密性问题，很多单元式幕墙都存在漏水渗水现象。

二、单元幕墙防水设计原理分析

众所周知，幕墙产生渗漏要具备三个条件：（1）幕墙面上要有缝隙；（2）缝隙周围要有水；（3）要有使水通过缝隙进入幕墙内部的作用。这三个必要条件中如果缺少一项渗漏将不会发生。在构件式幕墙的设计中，一般采用封堵法防水，即采用密封胶和胶条等密封材料对所有幕墙面上的缝隙进行封堵以达到防水作用，其目的就是消除渗漏必要条件中的缝隙。这种防水方式并不可靠，它依赖于密封材料的质量寿命、变形能力和相容性、施工条件和施工工艺等等。需要控制的因素非常多，一旦一个环节出了问题，幕墙面没有缝隙这一点就无法保证，就会导致幕墙渗漏。而在单元式幕墙设计中，在控制缝隙使水无法达到内缝隙的同时最主要运用构造防水，通过消除压力差来使水不通过外壁缝隙进入等压腔。

消除压力差是单元式幕墙防水设计的关键，幕墙外表面的雨水，除了必须有裂缝存在，还必须要求室外的压力比室内压力大。如果室内的压力与室外压力相等，甚至大于室外压力，即使有裂缝存在，水分也不会进入幕墙内部。

三、单元幕墙的防水构造的设计

单元幕墙的三道密封线：（1）尘密线：为阻挡灰尘设计的一道密封线，一般由相邻单元的胶条相互搭接实现，起到阻挡灰尘和披水的作用。（2）水密线：它是单元幕墙的重要防线，通过幕墙表面的少量漏水可以越过这条线，进入单元幕墙的等压腔，通过合理的结构设计，进入等压腔水将被有组织的排出，没有继续进入室内的能力，达到阻水的目的。有时为了提高幕墙的水密性能，也可能同时设置多道水密线。（3）气密线：它也是单元幕墙的重要防线，由于水密线和气密线之间的等压腔和室外基本上是相通的，因此水密线不能阻止空气的渗透，阻止空气的渗透任务由气密线来完成。

四、单元式幕墙防排结合的设计

为了保证单元式幕墙的水密性，除了要进行前面所述的防水构造的设计外，还需要进行排水构造的设计，做到防排结合。因为在幕墙的使用中，外壁的压力主要来源于风，而风随着时间和空间会不断变化，外壁的内外侧的压力会随着风的波动而变化，这就致使外壁与等压腔难以达到前面所述的理想等压状态。为了达到等压的效果，需要通过空气流通来达到平衡，这样就可能在空气流通的带动下，将水带入到等压腔内。风压在幕墙外表的分布也是不平衡的，风压随高度增加，大面与角部风压也相差较大，当缝隙的两个开口处风压不等或一处为正风压另一处为负风压时，雨水总是沿着压力小的方向渗入，外侧压力大于等压腔压力的开口处就会有雨水通过水密线渗入到等压腔。因此设计中必须考虑如何将已渗入等压腔的水即时排出至室外。避免出现大量的雨水堆积，进而越过气密线进入室内。可见，对单元式幕墙的防水处理，既要从防水着手，又要从排水着手，做到防排结合。在实际的构造设计中，一般是采用在横（竖）向接缝的外侧设置雨披，仅在两单元组件连接处留一个小开口，使等压腔与室外空气流通，以维持压力平衡，这样形成一个自上而下、自左到右一个连续的外壁（雨幕），雨披沿接缝全长阻止大量雨水渗入幕墙内部，仅开口处有少量雨水渗入，用封口板（集水槽）将沿竖框空腔下落的水分层集水并即时排至室外面板表面下泄。而进入到等压腔的渗漏水，会逐层聚集到每层的横向等压腔内，通过上横型材等压线上预留的泄水孔重新排到外面。

五、单元幕墙防水系统设计要点

单元式幕墙系统设计具有较高的技术含量，直接关系到幕墙的水密性能。单元板块是在厂房里制作、组装完成的，能在现场直接安装到建筑主体结构上。无论是插接还是对接，单元板块在上下左右以及板块“十字”接口处均需要密封处理。如何从系统设计中处理好这些自由缝是解决单元式幕墙水密性的关键。下面仅以型材及胶条为例简单分析：

5.1单元式幕墙型材断面构造设计的合理性

（1）在断面设计时应充分考虑板块安装后插接件之间有足够的的搭接长度，以便有能力适应层间变位和安装误差。

（2）应合理设计型材端面，控制好横、竖型材的水密线的相对搭接位置，保证水密线的严密性。笔者推荐横后竖前形式。

（3）横向主型材截面的横竖气密线应形成闭合，禁止在气密线腔壁上开工艺孔。如特殊情况无法避免，必须重新严密填堵工艺孔。

（4）应充分考虑主型材在外荷载作用下的变形导致的间隙变位，尽可能避免气密线胶条参与传力。

（5）断面设计中应尽避免开工艺孔留下漏水隐患。

（6）断面设计时应考虑预留安装软披水胶条的槽口，以便板块安装后在缝隙处形成阻水屏障。

（7）型材断面设计时应考虑到尽可能减少零件的组合量，以便减少板块组装所形成的缝隙。

5.2 胶条合理设计

在单元式幕墙的防水性能的设计中，胶条的设计也至关重要， 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。设计可遵循以下原则：

（1）慎重选择胶条的材质。选用的材质必须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、耐腐性等，可以长期在阳光、潮湿、寒冷、强腐蚀的自然环境中使用。

（2）胶条在设计时应结合型材配合合理确定断面形状、断面空洞及配合间隙。

（3）在胶条设计时，应合理确定压缩比和硬度。

（4）根据工程所在地的不同区域的气候特点，应合理选用不同的胶条牌号。

（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。

六、结束语

本文简单介绍了单元式幕墙的防水设计，从单元式幕墙的防水原理、防水构造、防排结合以及防水设计要点等几方面进行了分析和探讨。单元式幕墙从诞生到现在，很多单元式幕墙都存在漏水渗水现象，所以笔者认为单元式幕墙的防水设计必须引起广大幕墙设计师更大的关注，最大限度的提高其防水性能，为幕墙行业的可持续发展注入活力。

参考文献：

[1]玻璃幕墙工程技术规范102-2003

[2]单元式幕墙防水构造设计要点：姜仁