简述单元式幕墙的关键设计之封口技术

摘要：单元式幕墙的出现是建筑幕墙发展史上的一个创新，对于推动幕墙技术的发展具有重要作用。本文就单元式幕墙的封口技术进行分析探讨。

关键词：单元式幕墙 封口技术

中图分类号：X703文献标识码： A

一 、单元式幕墙的概念

单元式幕墙是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。

二、单元式幕墙的优缺点

1、单元式幕墙的优点

安装速度快，施工工期短，特别适用于现代超高层建筑；工厂化生产，加工质量好；构造性防水设计，水密性能可靠；采用胶条密封，表面污染小；幕墙表面平整度高，装饰效果好；可吸收更大的变形，抗震性能好；可节省脚手架的成本及排除安全隐患；融合多种幕墙技术于一体，为建筑师发挥现象力提供了更广阔的空间。

2、单元式幕墙的缺点

无论是现场工地还是工厂需较大的占地空间；加工、运输成本高；施工组织较复杂；实现复杂造型的功能有一定局限；单元式幕墙与主体结构的连接和安装在室内进行，对于剪力墙位置不适用。

三、单元式幕墙接缝的特点

构件式幕墙的接缝均在一个整体杆件上，这个杆件挤压时就是一个整体杆件，上墙安装时先安装杆件，此时由于尚未安装面板，人可在外侧操作，对杆件进行调整、定位后固定，在杆件安装定位固定后再安装面板。单元式幕墙在工厂已将单元组件制作完成，即面板已安装在单元组件框上，而单元组件与主体结构的连接构件安装在单元组件内侧，在吊装时单元组件与主体结构的连接必须在内侧操作。单元组件间接缝靠相邻两单元组件相邻框对插组成组合杆完成接缝，即它不是在一个整体杆件上接缝，而是靠对插组成组合杆完成接缝。

四、单元式幕墙的关键设计中的封口技术

封口技术结构类型有两大类：插接方式及对接方式；插接方式又细分为横滑型和横锁型

(1)、插接方式

单元式幕墙通过对插完成接缝，这样在上、下、左、右四个单元连接点上必然有一个四个单元组件对插件均不能到达的地方，此处必然有一个内外贯穿的洞，如何堵好这个洞是单元式幕墙设计中必须解决好的问题，即在设计型材前就要将封口的构造设计好，在设计型材断面时就要将封口构造体现在型材上，挤压出的型材断面就包含有封口构造要求，如果在设计时不考虑好封口构造，将造成不可弥补的损失。

由于单元板块安装时在四个相邻板块间会形成一个内外惯穿的空洞（如下图），对这个空洞的不同处理方式决定了单元幕墙的类型：

①、插接方式之横滑型：

横滑型是在下单元上框中设封口板，此封口板除了具有封口功能外，还是集水槽和分隔板（把竖框分隔成每层一个单元）。横滑型封口板嵌在下单元上框母槽内，它比上单元下框公槽大，上单元下框可以在封口板槽内自由滑动，在主体结构层间变位时原来上下一一对齐的两单元组件，在主体结构层间变位影响下，上下两层发生相对位移，这时候上单元组件不再定位在原来对齐的下单元组件上框中，而有可能局部滑入相邻组件的上框，由于这种滑动，在地震中单元组件本身平面内变形比主体结构层间位移小。但在地震时单元式幕墙不像拟静力试验中只有同向运动而是随机运动，即在地震发生的最初阶段是同向运动，以后陆续发生异向运动，即相向运动和背向运动，相向运动时可能会发生相邻两单元接缝处杆件碰撞；背向运动时，相邻两单元接缝拉开，由于三维地震作用影响，拉开后恢复时杆件错位而碰撞，因此《高层钢结构设计施工规程》第九章规定幕墙与主体结构连接设计应考虑防碰撞问题。横滑型封口板的集水、排水功能比较成熟，如果设计得好，则可大大提高幕墙水密性能，即可以达到超高性能（2500Pa）水平。但这种封口板只能用于相邻两单元180度对插，即只能用于处于一个平面上的单元组件，如果两单元组件成折线或90度对插，封口板就无法使用，同时这种封口板搁在上框底板上，两相邻组件上框底板构造厚度部份封口板无法封口，要采用辅助封口措施（用胶带纸粘贴在竖框顶端形成底板，再注胶密封）。

横滑型的排水说明：

大量的水由最外层的密封胶条阻挡，少量的水由后置挡水板阻挡；经二道防水作用后，最后只有微量的水进入封口板内经单元板块上横框之排水路径导入竖框前腔内，每层设外披水板，将水导出幕墙外。面板后的少量结露水汽由上横框之结露槽收集，经由竖框侧壁的排气孔导入竖框前腔内。

②、插接方式之横锁型：

横锁型是在接缝处竖框空腔中设一个多功能插芯，这种插芯由两部份组成，对插的封口部份和一个向上开口其它五面封闭的集水壶组成，对插部份位于四单元交接处，集水壶位于下部，它集封口、集水、分隔于一身（分隔将横向空腔分成每一单元组件宽一单元）,横锁型由于位于上下两单元交接处，将上下两单元组合成一个整体，左右相邻两单元不能滑动，且单元组件固定在主体结构上，它的平面内变形与主体结构的层间变位几乎相同。从试验情况看，它的集水排水功能尚不理想，但它可用于单元组件任何角度对插，且由于插芯将上下两单元固定，左右两单元组件不能运动，所以不会发生碰撞。

横锁型的排水说明：

大量的水由最外层的密封胶条阻挡，少量的水由左右插芯排水孔导入，经右插芯收集，最后经单元板块右框及右插芯之底排水孔导入竖框前腔内排出。

横滑型与横锁型的特点：

横滑型单元幕墙应用普遍，它的集水、排水功能比较成熟，水密性能高；由于横向可滑动，它的平面内变形比主体结构的层间位移小，适用于平面上的单元组件。同时横滑型单元应用更灵活，上下单元的竖龙骨分格线可以不一致，使建筑立面更富有变化的空间。

横锁型单元幕墙由于横向锁定，它的平面内变形与主体结构的层间变位几乎相同，适用于弯弧或折线形式；但是该系统集水排水功能尚不理想，同时插芯造价较高，实际中应用不多。

(2)、对接方式：

对接方式的板块均为独立安装，可自由安装、拆卸，消除了插接式单元幕墙不可拆卸的缺点，比较方便幕墙的维修；同时还可实现局部的无序安装，给现场电梯口、运输通道的后安装提供了方便。但此种结构虽然给安装提供了一定的便利，但其密封方式是依靠胶条的对接来实现的，因此对施工的精度要求较高，以确保胶条在压缩状态下的正常工作，胶条对接处要粘接牢固以确保密封效果。

新型胶条插接方式：

此单元系统采用全胶条搭接密封设计，现场理论上不用打密封胶，单元体间的插接和密封防水都是有三元乙丙胶条EPDM来实现，节点的热工性更优。

结束语：建筑幕墙在我国随着高层、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单元式幕墙。我们应注重单元幕墙设计的这个关键点，即封口技术的应用。

参考文件：

[1]杜东新，董俊德.单元式幕墙设计原理判断优劣[J].门窗，2013，01:2-7.

[2]张伟基，温嘉励.浅谈单元式幕墙的构造设计[J].广东建材，2010，01:61-63.