单元式幕墙系统防水设计的探讨

摘要:以单元幕墙为例，浅谈其密闭分类及等压原理，并重点针对水密性阐述单元幕墙设计过程中对型材、胶条等的合理设计方式。水密性一直是建筑幕墙节点设计的重要问题。就这一问题许多专家学者对防水原理进行了研究和实验，总结出完整的防水设计理论。比较著名的是“雨幕原理”和在实际应用中常用的“等压原理”。

关键词：原理分析； 幕墙设计；防水设计 ；排水

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、概述

单元式幕墙是由各种墙面板与支撑框架在工厂内制作成完整的幕墙基本单元，直接安装在主体结构上的建筑幕墙。因此单元式幕墙可以实现工厂化的加工，具有安装便捷、工期短等优点，近年来在国内外的高端建筑上得到了广泛的应用。但其水密性一直是倍受关注的问题，很多工程在幕墙水密性能试验过程中都会出现过问题。我司通过多年的实践，对防水原理进行了研究和实验，总结出相对完整的防水设计理论。

二、单元幕墙防水原理的几点分析

1.单元幕墙的三道密封线

（1）尘密线：单元式幕墙为阻挡灰尘设计的一道密封线，通常采用胶条挡水，它的作用是披挡灰尘及大部分的雨水进入型腔。

（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。

（3）气密线：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，因此阻止空气的渗透任务由气密线来完成。

2.单元幕墙防水机理分析

（1）等压腔设定：参见附图01及02

a在挡水胶条的室外侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅰ与室外环境形成等压。

b在挡水胶条的室内侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅱ与等压腔Ⅰ形成等压。

c在上横框的第一道插接刺上开设排水孔，使等压腔Ⅲ与等压腔Ⅱ形成等压。

压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因，如果室内的压力与室外压力相等，甚至大于室外压力，即使有破口或是裂缝存在，水份也不会进入墙内。防水进入室内的方式，是用对雨水疏导的方式，引水入等压腔内，再引水流出墙体。为了达到等压，我们将部分或所有接缝维持开放，但是等压腔并不是一个通气的空间，它必须限制在一定范围的通气空间，才能有效地产生等压效应。

（2）排水路径示意：参见附图03

通过横框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以通过挡水胶条室外侧挡刺上的排水孔排出，另一部分进入等压腔Ⅱ的雨水也会在重力作用下通过挡水胶条上的排水孔直接排出，还会有极少量雨水进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。通过竖框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以直接落到上横框的披水胶条或披水板上，随横框等压腔Ⅰ中的雨水一起排出。另一部分进入等压腔Ⅱ的大部分雨水也会在重力作用下流到上横框的披水胶条或披水板上,随横框等压腔Ⅱ中的雨水一起排出。还会有少量雨水会在风压下进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。

三、单元幕墙防水系统设计要点

单元幕墙无论是插接还是对接，单元板块在上下左右以及单元板块“十字”接口处均需要密封处理。由于缝隙腔内外的气压差是雨水渗漏的主要动力，因此要求缝隙空腔内的气压与室外气压相等，以防止内外空气压力差将雨水压入腔内。在此仅以型材及胶条为例简单分析：

1.型材断面构造设计的合理性

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。设计可遵循以下原则：

（1）型材断面及型材咬合位置合理，尽量将水密线与气密线分离，使等压腔发挥作用。

（2）断面上尽可能避免在制作过程中开工艺孔，气密线腔壁上禁止开工艺孔。

（3）针对断面设计时，应考虑在竖向（或横向）构件上是否设置传递荷载与作用的专用装置的客观问题。

（4）关于插接式单元幕墙在断面设计时，应考虑板块安装后插接件之间它们有不小于15毫米的搭接长度,以便有能力适应层间变位和吸收现场安装产生的误差。

（5）断面设计时考虑预留安装软披水胶条槽口，以便板块安装后缝隙处形成阻水屏障。

（6）单元幕墙的气密线应形成闭合。

2.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。设计可遵循以下原则：

（1）在北方地区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，以便于安装和使用。

（2）胶条在设计时必须确定合理的断面形式，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。

（4）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、结束语

防水结构一直是幕墙结构设计的重点，直接关系到幕墙的安全性、工艺性、功能性、施工及可维护性。但是幕墙的防水设计并没有达到理想的程度，很多方法仍然需要安装人员的技术水平及责任心作为保证，因此还需要进行进一步的探索和研究。

参考文献

[1]张芹.建筑幕墙与采光顶设计施工手册.中国建筑工业出版社.2002.10。

[2]姜仁.建筑幕墙防水概念透析.国建筑工业出版社.2005.9。

[3]张芹.新编建筑幕墙技术手册.山东科学技术出版社.2004。