浅谈单元式幕墙设计

摘要：本文首先介绍了单元式幕墙的特点，然后分析了单元式幕墙考虑加工、安装快捷设计，最后探讨了单元式幕墙防水设计。

关键词：单元式；幕墙；设计

中图分类号：S611文献标识码： A

随着我国城镇化进程的加快，以及建筑业的蓬勃发展，城市土地资源越来越稀缺，这直接促使了高层建筑建设的迅猛发展。幕墙正是在高层建筑建设热潮的背景中应运而生，因其装饰效果好、形式变化多样而被广泛采用于高层建筑物的外墙。单元式幕墙是根据幕墙安装方式进行分类的其中一种，该形式幕墙具有传力简洁、构造和安装简便、安装速度较快、能够有效缩短工期、便于管理控制整体质量、施工安全等优点，因此在近年来备受建设方和设计师的青睐。

1单元式幕墙的特点

单元式幕墙是按幕墙的结构及安装施工方法进行分类中的一种，单元式幕墙的设计理念就是将幕墙产品即单元板块的制作与加工在加工厂全部完成，从而使得单元板块在项目建设现场安装实现高效。具体做法为将单元式板块的玻璃、铝板、石材等面板材料与龙骨先在工厂内加工成型，并组装成单元体，最后将密封胶涂缝，并将单元板块运至项目施工现场，将单元板块整体安装在项目的主体结构上。一般单元板块的高度是以建筑物的层高为准，宽度则以一个或多个分格宽度为准。单元板块的龙骨连接采用公母料插接。单元式幕墙的施工时间可与主体结构同步进行，可与土建结构工程交叉作业，同时施工。由单元式幕墙的安装特点可见，单元式安装法不同于一般的框架式安装。框架式安装法是将工厂加工后的立柱、横梁等构件运到工地逐件安装至主体结构上，再在龙骨之间镶嵌玻璃、金属板、石材或瓷板等面材，最后密封打胶形成幕墙体系。而单元式安装法是在工厂将立柱、横梁等构件加工组装，然后安装镶嵌件（玻璃、金属板、石材或瓷板），再将密封胶涂缝而形成单元件，最后将其运到工地整块安装。

单元式幕墙在近年来因优点突出而被广泛应用于高层与超高层建筑，其优点主要表现为以下几方面：单元式幕墙气密性、水密性能好，将传统的密封胶堵水优化为导水，并以一个单元板块的高度或宽度作为气室分割单位，有利于保持压力均衡，从而提高气密性和水密性。

单元式幕墙的单元板块高度为层高，故传力简洁，构造和安装简便。幕墙单元板块是在工厂加工、制作、组装，受天气等环境因素的影响小，促进了建筑工业化程度，加快了安装速度，缩短了建设周期。幕墙单元板块在工厂加工、制作，各工序便于管理控制，整体质量高，有利于幕墙工程的整体强度。

幕墙单元板块的安装连接接口为横向及纵向对插形式，能吸收层间变位和单元板块变形，对超高层建筑和钢结构类型建筑特别有利。

单元式幕墙无需室外搭设脚手架，无需吊篮（剪力墙位置除外），可以省去该部分费用，也减少了同其他工程之间协调的工作量，施工更安全。

单元式幕墙单元板块之间接缝处无需注胶，硅酮胶易遭受周围污染物之污染，易受紫外线、有害化学物的侵蚀而质量恶化，不仅对环境造成污染，而且需要定期修补和更换，否则极易产生渗水现象，采用单元式，这些缺点均能得以克服，更能体现环保意识。

2单元式幕墙考虑加工、安装快捷设计

2.1单元式幕墙加工快捷设计

单元式的幕墙在加工组装过程中打胶是关键的工序，在玻璃四周压板采用可拆结构，玻璃均可在同一面平台打胶，待打胶完成后再安装玻璃四周的压板，避免了单元板块因打胶而需将板块翻转（由于重量重，板块大，单元板块不易翻转），从而缩短了打胶工序时间。

2.2考虑单元式幕安装

墙安装快捷设计单元式幕墙通过板块的上下左右对插完成系统的拼接安装，所以如何在构造设计中考虑安装是缩短单元式幕墙安装工期的关键，在对插型材插接位置设计导向，胶条设计为有利于安装的单撇胶条，通过以上两点设计从构造上解决了单元式幕墙对插困难的难题，从而缩短了安装工期。

3单元式幕墙防水设计

单元式幕墙是在工厂完成板块加工组装，在工地现场再通过板块的上下左右对插完成系统的拼接安装，建筑靠单元式幕墙结构进行防水，因此单元式幕墙必须通过系统合理设计来进行防水，针对这个特点，通过疏（排水）堵(防水)结合的设计理念来进行系统的防水设计。

3.1第一道防水设计

单元式幕墙第一道防水主要考虑两个方面，一是单元对插缝与室外相通存在大量进水的可能，二是单元式幕墙中玻璃面板四周存在缝隙会有水渗入，第一道防水要做到阻止大量水进入等压腔。

1）单元对插缝处防水设计

在单元式幕墙横向和竖向对插缝中等压腔的前端设挡水胶条，可防止大量水从对插缝进入等压腔。

2）玻璃四周缝隙设计

在单元式幕墙玻璃面板四周设铝合金压板，压板与玻璃打胶密封，这样就保证只有少量水通过第一道防水进入等压腔。

3.2等压腔防水、排水设计

在单元式幕墙横向和竖向对插缝中等压腔的前腔设挡水胶条可防止大量水从对插缝进入等压腔，但会有少量水通过第一道防水进入等压腔，所以等压腔构造设计的思路一是要防止水进入封闭腔，二是将进入的水排出室外。

1）等压腔防水设计

为了防止室外通过第一道防水进入竖向等压腔（阴阳竖料形成与室外连通的腔）的水进入横向封闭腔，造成漏水，竖向等压腔水只能进入横向等压腔（上下横料形成的与室处连通的腔），而不能进入横向封闭腔，设计时将竖向第二道防水（等压腔与封闭腔之间的密封），盖过横向的第二道防水，即立柱上的密封胶条比横梁上的密封胶条更靠近室外侧。设有的两道胶条形成一个小腔，隔断水进入封闭腔的路径，起到防水的作用。

2）等压腔排水设计

进入等压腔的水不及时排出就可以进入封闭腔导致漏水，所以单元式幕墙构造是否会渗水，这也是一个关键。等压腔是指密封胶条的两侧能够有效的连通，以减小二者的压力差，同时保证单元式幕墙横向等压腔与竖向等压腔相通，这样进入竖向等压腔的水在重力作用下进入横向等压腔后，再由连通处及时排出室外。两个相临的单元板块上横梁接口处设连接封板，实现了接口处的连续密封和等压腔体的连续，这样就形成了逐层隔断排水，不会产生水在单元竖向及横向铝型材里累积造成水无法及时排出的现象，同时型材断面还设计为向室外斜度的斜面，使等压腔里的水排出。

3.3.封闭腔防水、排水设计

通过第一道防水线及等压腔的防水和排水，进入封闭腔的水已经降到很低，但还会很有少量水进入封闭腔，为了防止进入封闭腔的水进入室内，封闭腔要进行防水、排水设计。封闭腔的前边设计成一对胶条，防止水进入封闭腔。为了防止压力变化使水会通过等压腔胶条吸入封闭腔，在交接处设置两道密封胶条使形成一个小腔，有效地隔断等压腔与封闭腔渗水的途径，减小压强变化的幅度。避免由于压力差过大使水大量的被吸入。

为了阻止吸入的水由封闭腔进入室内导致漏水。首先同等压腔设计原理一样保证单元式幕墙横向封闭腔与竖向封闭腔连通，这样进入竖向封闭腔的水在重力作用下进入横向封闭腔后及时排出室外。其次在左右相邻单元体对插位置上横接口处设横滑块，采用逐层隔断排水，并在横向封闭腔和等压腔交接处的插接翼板上开排水孔，将进入封闭腔的水排到等压腔，再排出室外，同时型材断面还设计为向室外有一定倾斜度的斜面，利于封闭腔排水。

3.4.型材接缝处防水设计

单元式幕墙横向铝型材和竖向铝材采用螺钉连接在工厂组成单元板块，横向铝型材和竖向铝型材之间存在缝隙，这样进入等压腔和封闭腔的水有可能从型材接缝处渗入室内，为了解决上述问题，在工厂组装时在此接缝位置打胶密封，以确保水不从该位置渗入室内。

3.5.四个板块交叉的“十”字路口防水设计。

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”字路口将形成一个内外贯穿的孔洞，因此必须将此孔洞进行严密的封堵以确保系统的水密性和气密性。针对以上问题，单元幕墙主要可采取以下措施：

1）在单元式幕墙板块竖向对插铝型材左右相邻接缝位置设置铝合金披水板和铝合金横滑块将接缝 密封，同时铝合金披水板和铝合金横滑块底部和四周打胶密封。

2）在四个板块交叉的“十”字路口处设硅海绵防水，左右相邻铝型材接缝处打胶密封

4结语

由于单元式幕墙在加工、组装质量及现场安装高效的优势，现在多数超高层写字楼幕墙工程均选用了单元式幕墙系统。在幕墙设计中，防水设计是重中之重。另外，由于单元式幕墙节能设计及建筑外观的要求，越来越多异型或特殊构造的新颖单元式幕墙出现。这就需要相关人员在设计和施工中认真分析其设计和安装方案的合理、经济和安全性。

参考文献

[1] GB/T 21086―2007 《建筑幕墙》.

[2]陈旭东.单元式幕墙的关键技术问题分析[J].四川建材，2011(5).

[3]周荣.高层建筑单元式幕墙施工技术[J].建筑施工，2009(8).