单元式幕墙设计的几个关键点

摘要：随着我国社会的快速发展，越来越多的建筑物开始采用单元式幕墙，采用单元式幕墙的建筑从外面看起来十分美观，然而单元式幕墙在实际的施工中却并不容易做好，本文将具体分析一下，单元式幕墙在设计时的几个关键点。

关键词：单元式幕墙；设计关键；关键点分析

近些年来，我国经济水平迅速发展。建筑幕墙在我国随着高层或超高层建筑物的增多而增多，几乎哪里有高层建筑哪里就有各种幕墙。国外发达国家幕墙业经历百余年的历史，而在我国仅用了二、三十年的时间就迎头赶上。从大的城市直至部分乡镇，均可看到各种形式的幕墙。近几年单元式玻璃幕墙发展迅速，但是单元式幕墙在设计的时候一定要注意下几个关键点，这样做出来的单元式幕墙才能满足建筑的需求。

1、单元式幕墙简介

单元式幕墙，是指由各种墙面板与支承框架在工厂制成完整的幕墙结构基本单位，直接安装在主体结构上的建筑幕墙。在工厂要加工竖框、横框等元件，还要将这些元件拼装成单元组件框，并将幕墙面板安装在单元组件框的相应位置上，形成单元组件。就一个单元组件来说，它已具备了这个单元的全部幕墙功能和构造要求。一个个单元组件上、下框（左、右框）对插形成组合杆，完成单元组件间接缝，最终形成整幅幕墙。

2、单元式幕墙设计需要考虑的几个问题分析

2.1单元式幕墙系统防水设计问题

在单元式幕墙系统的设计中，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水密性和气密性。幕墙型材断面时，除了考虑结构力学的安全性，还应该考虑型材断面对水密性和气密性的贡献。型材断面虽然形态各异，但是其断面的设计是有规律的，将其安全性、工艺性和结构防水同步考虑以满足幕墙性能。单元式幕墙通过板块的上下左右对插完成系统的拼接，在四个板块交叉的“十”字路口处将形成一个内外贯穿的孔洞，必须对此孔洞进行严密的封堵以确保系统的水密性和气密性。在铝型材断面设计时，需通过型材断面构造，使孔洞封堵方便可行，同时还要考虑系统的排水路径，最后再通过结构计算来确定断面的形状。

2.2单元幕墙的埋件、板块挂接方式

单元幕墙的埋件常见有槽式埋件和板式埋件两种。通常板式埋件比槽式埋件造价成本低， 槽式埋件施工方便，缩短施工周期。采用槽式埋件时安装单元板块的挂件只需把加工好的钢件用T形螺栓与槽式埋件连接，现场不需要焊接，大大减少了现场工作量，受到了幕墙公司和业主的欢迎。T形螺栓与槽式埋件连接时要把T形螺栓旋转90度才能与槽式埋件有效连接。国外的哈芬槽埋件无论是哈芬槽还是T形螺栓都有严格的加工精度，当T形螺栓插入哈芬槽旋转90度变成竖向以后，T形螺栓就再也转不动了，当外侧的螺母拧紧以后T形螺栓始终处于竖直状态保证了可靠连接，而部分品牌的槽式埋件，T形螺栓在槽里是可以随意旋转，并不是只能旋转90度，此类产品没有严格精度和公差的配合控制，这是一个非常危险的现象，如果一个埋件上的两个T形螺栓安装完成后有一个处于横向状态，那这个螺栓将起不到任何连接的作用，将存在重大安全隐患。对此厂家在螺杆的头部铣了一个小槽，现场安装完成后去检查这个小槽是否处于竖直位置，完全依靠检查这个小槽来保证T形螺栓是否处于有效状态，一个工程有成千上万的T形螺栓，检查的工作量巨大，难保证万无一失。所以笔者建议如果选择槽式埋件，应采用哈芬槽同等配合精度的产品。

2.3 单元板块的设计时幕墙防火系统的现场施工问题

现场的结构剪力墙、后砌砖墙或内装的施工是在幕墙施工之前进行的、由于单元板块在室外施工的技术很成熟，这种情况是能满足施工要求的，但还是要考虑好防火系统的现场施工、在单元板块、室内装修都完成的情况下，现场无法满足防火系统的安装、为此，应在设计单元系统的过程中将结构梁前面的面板设计成后装系统，具体如下：将后装的面板设计成小单元系统，当工厂加工完整个框架并组装其他面板后，连同后装的小单元板块运至现场，然后吊装单元板块固定在结构上，之后安装防火系统，最后将小单元板块固定到单元板块的相应位置并打胶密封，整套工作完成。

2.4系统的整体排水功能问题

有组织排水幕墙系统，在渗漏水进入横向排水管后通过排水孔下泄到单元立柱的外腔、而目前较多设计人员随意设计单元立柱的内外腔，并未考虑好渗漏水的排放功能，渗漏水依然可能排放至单元立柱的内腔，这样雨水一直从最高层排到最底层，直至单元横梁内腔的水满了之后通过最内层的缝隙渗进室内、因此，在设计单元立柱的时候必须考虑上述因素。

2.5横竖胶条是否需要对齐的问题

早期的单元式幕墙大多为单腔体结构，前后只有两道密封，无法形成等压腔，因此水密性、气密性较差，后来很多单元式幕墙采用了双腔体或多腔体结构，前后共有三道以上的胶条密封，按照三道密封的功能不同，我们把这三道密封条所在的位置从外到里分别称为防风防尘线、防水线、气密线，形成三道密封的胶条分别位于公母立柱及上下横梁上，毫无疑问第三道防线（气密线）的横向竖向胶条必须在同一位置才能保证幕墙的气密性能。那么第二道防线（防水线）的横向竖向胶条是否应在同一位置，最外侧第一道防线起防风防尘作用的横向竖向胶条是否应在同一位置，笔者认为第一道第二道胶条对齐与否要根据节点构造的需要，对齐不对齐都可以，因为第一道胶条的主要作用是防尘防风，并不是用来防水的，第一道胶条后侧的腔体我们称为前腔，也是等压腔，等压腔里是可以进水的，因为前腔里的气压与外界相通，进来的水也可以排出去。事实上即使在型材设计时把第一道横竖胶条对齐，公母立柱与上下横梁组成单元板块之后，第一道胶条也不能实现交圈，因为大多数单元板块横竖料组框都不是切45度拼接的，在立柱下端横向胶条是通不过去的，横竖胶条不可能交圈，而立柱下端断开的这一小段刚好实现了前腔与外界的气体流通，形成了等压腔，对防水还是有利的。第二道胶条所在的位置是防水线，它和第三条胶条之间的腔体称为后腔，后腔与前腔之间有排水孔相通，也是等压腔，这个腔体也是可以有少量进水的，通过上横梁下的排水孔排入前腔，所以第二道胶条无论对齐与否都是可以的。国外很多单元幕墙第一道、第二道胶条也是不对齐的，甚至还有单元幕墙最外侧不设胶条，这一点实际上和铝合金内倒内开窗最外侧不设胶条的道理是一样的，但如果单元幕墙最外侧不设胶条，在型材设计时应将公母料对插后的空缝应减小，并且应将缝隙留至侧面，尽量防止大量尘土和雨水进入前腔，正常情况下，尤其是在北方有沙尘暴的地区，建议保留最外侧胶条。

2.6结构梁下部的中横梁设置集水及排水构造的问题

一般情况下，结构梁前面会增加内衬板作为外观装饰或辅助防水、隔热材料、内衬板与外立面的面板之间在室内外存在温差或外立面面板未注胶的情况下，很容易出现有水滴或滴入的情况、因此，单元式幕墙系统应在结构梁下部的横梁上部设置集水及排水功能，通常该单元中横梁是在内衬板前面设置弧形集水孔，而两端的单元立柱在该横梁集水孔范围内也应设置排水孔，以将集水孔的水排到单元立柱外腔，从而实现水外泄。

2.7支座系统需考虑三维可调节性

由于现场结构系统无法实现真正意义的水平或垂直布置，一般会出现凸凹不平现象，幕墙的支座系统也只能跟随结构发生变化，为此支座系统的设计必须考虑其三维可调节性能、如设计出的支座系统未考虑好其三维可调性，则无法满足现场施工的要求。

3、结语

单元式目前虽然很好，到那时却也存在着自身的建筑隐患，在这个追求安全第一的社会中，我们只有在设计单元式幕墙的时候注重那几个关键点，才能做出符合时代要求的幕墙。

参考文献

[1]《玻璃幕墙工程技术规范》2001.9.1远方瑞

[2]《建筑幕墙》2012.9.2智向东

[3] 赵西安《建筑幕墙工程手册+上册》2008.6.1