单元式幕墙防水设计

摘要：伴随经济建设的发展以及需要，建筑工程施工建设已经进入到了高速发展的全新时期，这在一定程度上也极大了推进了建筑工程技术设计的改进与发展，单元式幕墙设计是我国建筑工程设计工作中的重要内容，作为单元式幕墙，其防水设计是关键，如何做好单元式幕墙的防水设计对于工程质量具有重要的影响，本文通过对单元式幕墙方式设计中的原理、要点以及优化等问题进行了详尽的阐释，以期通过相关叙述强化对于单元式幕墙的防水设计，以进一步确保工程质量。

关键词：单元式幕墙防水设计

中图分类号：TU2文献标识码： A

前言：在当前新时期经济态势下，建筑工程行业正在面临全新的发展机会以及挑战，这就要求建设单位能够全面的认清当前的市场形势，建设高质、高量的工程项目，从而在激烈的市场竞争中获得发展与壮大。单元式幕墙作为建筑工程项目中对于施工质量具有重要影响的施工环节，其防水设计极为重要，这就要求建设施工企业能够强化对于单元式幕墙的防水设计，并在已有基础上进行科学优化，使其为整个工程项目建设质量提供重要的保障。

一、幕墙防水原理

1、雨水渗漏的机理

幕墙产生漏水现象，必须有以下三个条件：幕墙表面上要有缝隙；缝隙周围要有水；有使水通过缝隙进入幕墙内部的作用。这三个因素中如果缺少一个，渗漏就不会发生。水和缝隙是不能消除的因素，只有从使水通过缝隙进入幕墙内部的作用入手，消除使雨水进入室内的各种作用。

2、等压原理

我们利用下面图例说明等压原理，图中所示的左侧为室外，右侧为室内。示意图1说明，当外侧具有较高的压力时，水会在外侧压力的驱动下具有水平方向的动能而从外壁面上的开口部位的流入内侧，而当内外侧的压力相等时，具有水平方向的动能的水会由于内侧的压力对水形成阻力，从而迫使水滴或水流改变运用方向，不进入室内。

图1：外部气压高于内部气压 图2：外部气压等于内部气压

3、雨幕原理

“雨幕原理”是在幕墙表面处设置的一个密封层，使其形成一个雨水的屏障，阻止雨水渗入幕墙内部。“雨幕原理”是与“等压原理”配合应用的设计原理。等压原理中的核心内容，是在接缝部位内部设有空腔，在其外表面的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。

二、单元幕墙防水原理分析

单元式幕墙一般基于“等压原理”和“雨幕原理”进行密封防水设计。多采用多道密封形成多个等压腔，以实现多级减压，合理排水，确保密封防水的可靠性。具体的密封原理和构造设计原理如下：

1、单元幕墙密封系统构成

我们将整个单元幕墙结构体系作为一个系统，那么单元幕墙的密封系统的构成则是由发挥着各自作用的各道密封线组成，一般单元幕墙的密封系统由单元最外侧起挡水防风作用的尘密线、形成等压腔的水密线及气密线组成，个别对防水要求高的单元系统可在密封系统中适当增加一道或两道水密线，及形成多个等压腔来消除动能水的作用。

2、单元幕墙的密封线

（1）尘密线。为了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。尘密线可以阻止大量的灰尘及雨水的进入，起到批水屏障的作用，即所谓“雨幕”或“雨屏”。如图3所示。

（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。如图4所示。

图3：单元密封线1 ―― 尘封线 图4：单元密封线2 ―― 水密线

图5：单元密封线3 ―― 气密线

3、单元幕墙排水原理

单元幕墙分层的排水方式大致可分为两种：即自排水和错层排水。

（1）自排水

自排水方式就是将每层积累的水当层排出，由于单元的打底横框不能再进行错层排水，所以自排水成为打底横框常用的排水形式。这种排水方式的排水流向和幕墙外的风压方向相向，且水流动力不足，水较易被积累。可以在打底横框和其对应的下横装饰条上多开几个相应的排水孔，尽量的增加排水的路径，从而达到打底横框排水的目的。自排水路线如图6右侧水流方向所示。

（2）错层排水

作为单元排水中最常见的一种形式，错层排水是将本层上横后腔积累的水进行有效的组织，通过合理的设计，让水在重力的作用下通过上横壁，落到下层单元的上横前腔，此时的水流具有较大的动能，可以顺势从单元前腔排到单元幕墙结构外，以此来实现后腔水的排出。错层排水路线如图6中间侧水流方向所示。

图6：单元式幕墙排水路线图（竖剖）

图7：错层排水排水路线图（横剖）

在利用错层排水方式进行设计时，应注意以下几点:

A: 上横框所开的排水孔的必须对应在单元竖框插接位置的外侧，以保证横框后腔的水能够落到竖框插接前腔内，并通过横向前腔排出；

B: 上横框开孔的大小建议为10×6mm以上的长圆孔或φ8~φ10mm的圆孔，这样可以避免由于水本身的张力而堵塞排水孔；

C: 应在上横框的表面设有排水坡度，尽可能保证水不滞留在上横框的后腔内；

D：左右单元插接时，两单元上横框的对接缝隙需用密封胶打死，这样可以避免横框后腔的水由缝隙落到竖框后腔。同时单元横向插芯对接处也需要用密封胶密封。

三、改进单元幕墙防水的优化措施

1、型材断面构造优化设计

在单元式幕墙的系统设计中，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其他物理性能。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：

(1)合理设计型材端面及型材咬合位置，尽量将水密线与气密线分离，保证等压腔发挥作用。

(2)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。

(3)单元幕墙的密封线应形成闭合。 在结构上必须防止十字界面处存在未闭合的通道，正如上面所讲的设置高压缩性高密度海绵胶条。

2、胶条选用及优化设计

单元式幕墙密封性胶条主要是三元乙丙(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。

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)在胶条设计时，必须合理确定压缩比和硬度。

(3)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。

3、密封胶的合理应用

密封胶性能的好坏直接影响单元幕墙的水密性及气密性。密封胶的使用应注意以下事项：

(1)选用优质结构硅酮密封胶、耐候硅酮密封胶，加强检验，防止过期使用。

(2)控制使用环境，严禁下雨天露天进行耐候硅酮密封胶施工。结构胶的施工车间要求清洁无尘土且室内温度及相对湿度适宜。

(3)胶必须作兼容性试验，并获取检验合格报告才允许施工。

4、边界部分的防水设计

单元式幕墙的边界部分的防水设计也很重要，如果处理不好将会导致大面积的渗漏，从而影响工程的正常施工。因此应根据位置不同，可将幕墙的边界处理划分为顶封修处理、底封修处理、边封修处理。

(1) 顶封修处理

顶封修的处理可采用较为常见的铝板包顶的封修方式，可在外铝板底端增加滴水，还可在铝板内增加保温岩棉，防止冷凝水的侵入。最好还可以在框后增加一道连续的镀锌板，将水气隔离在单元系统之外。

(2) 底封修处理

底封修的处于单元最下端，因此不能再采用错层排水的排水方式，所以打底横框处的接缝的位置尤为重要，10mm的左右缝隙采用密封胶密封（形式同例图8），在前腔的横向接缝处可增设泛水板，且泛水板的端口处需做打胶处理。

另外，可在外腔设置排水通道，增加水流出的路径。

图8：顶封修防水 图9：底封修排水路径

(3) 边封修处理

单元的边收口由于考虑到收口的插接关系，一般多以母竖框作为单元的边界框，以公竖框作为收口封边框，在交接位置处封边框建议采用独立立框，这样可以在接缝的位置处采用独立的打胶密封形式，保证密封性。

结语：综上所述，单元式幕墙的防水设计是建筑工程项目他、墙体设计中非常重要的组成部分，其防水效果的好坏对于施工质量具有重要的影响作用，加强单元式幕墙的防水处理以及设计，能够在很大程度上保障工程的防水性能，从而从根本上保障工程质量，为工程项目的稳定顺利进行提供重要的质量保障。

参考文献：

[1] 张芹.建筑幕墙与采光顶设计施工手册[M].中国建筑工业出版社，2002.

[2] 《玻璃幕墙工程技术规程》 （JGJ102-2003）