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摘要：建筑幕墙融合入了建筑功能、建筑技术与建筑艺术，在幕墙设计过程中如何解决雨水渗漏问题面是幕墙设计中一项极其重要的工作。本文结合笔者多年的工作实践及实例，对单元式幕墙防水设计进行了分析探讨。
关键词：单元式幕墙；防水设计；原理
1、概述
幕墙在建筑应用过程中的优点较多，主要有抗震能力强、设计美观、质量轻巧、施工耗时短、现代化特征比较明显这六方面，幕墙的这些优点造就了其维护比较方便的特点。与其它跟它具有相同作用的材料相比而言，幕墙的质量更为轻巧一些，在同等面积下，粉刷砖墙的质量大约是玻璃幕墙的十倍。因此，建筑过程中使用幕墙可以通过减轻建筑物自身重量提高建筑的抗震性能。但建筑幕墙的使用也经常碰到雨水渗漏的问题。
单元式的幕墙系统是目前国际上比较接受的一种幕墙结构，对于这种幕墙系统，其可以在工厂内对组装工作完成安装，并且在满足高精准度要求的同时，能够保障在短时间内安装完成。此外，幕墙的安装工作与建筑施工中的主体结构建设不发生冲突，因此，安装幕墙的工作得以在限定的时间内完成。为了防止幕墙的渗漏问题，在材料的使用上是关键，幕墙板块间的接缝处主要采用EPDM 胶条[1]，由于其具有良好的密封性能，故可以保障幕墙接缝处的密封性。要设计好单元式的幕墙，首先就需要研究单元幕墙的构造，并且需要合理设置挡水线条，以此来保证幕墙的密封性，在设计幕墙防水的工作中，应保证挡水胶条即使在温度等外力作用影响下，单元板块即使发生变形以及位移，挡水胶条的密封性依然较为良好。在设计密封胶条时，需要重点注意的是板块之间交点处的问题，幕墙防水技术的发展离不开结构化的防水，保证密封的连续性是重中之重。但要做到绝对密封也是不现实的，因此还要能合理运用好雨幕和等压原理，为幕墙防水技术的提供更可靠的保障。
2、单元式幕墙防水设计原理
2.1雨水渗漏原理
众所周知，玻璃幕墙发生渗漏须备三个要素：幕墙面上有缝隙、缝隙周围有水、有使水通过缝隙进入幕墙内部的作用。幕墙的缝隙和雨水是无法完全消除的，只能排除或尽量减少作用因素。能导致渗水的作用大致有六种：重力、表面张力、毛细作用、水的动能、气流和压力差【2】
因此单元式幕墙在设计过程中，就应通过多道“关卡”达到有效密封，这就需要合理设置型材的腔体，通过胶条的密封挡住大部分的雨水，然后利用雨幕原理对少部分的渗水进行阻隔，并设置合理排水路线。
2.2 雨幕原理
雨幕原理是一个设计原理，它指出对雨水这层“幕”的渗透如何进行阻止的原理。这一原理主要是在接缝部位的内部设有空腔，使空腔内的气压与外部气压相等，消除空腔内外的压力差，从而达到阻止雨水渗漏的目的。其作用原理如下图1：
图1 雨幕原理示意图
3、幕墙防水设计实例分析
本幕墙项目是以单元式幕墙为主，多种幕墙类型并存。大厦南立面的竖隐横明单元式玻璃幕墙（见图2）是以单元式幕墙体系为设计核心。本节将以此方案为工程实例，结合上述的设计原理，进一步阐述幕墙防水设计。
3.2水密线的密封设计
水密线的密封设计是整个单元体幕墙防水设计的关键，其密封程度决定整个防水设计的成败。本方案通过铝料对接，由一条穿条式实心胶条和一条穿条式条型胶条，在对接过程中变形，实现封堵密实。见图5。
图6 后腔防水
为与室外通气排水，本方案在水槽料上增高了一个暗道，后腔水分在重力的作用下通过长圆孔流入暗道，从暗道两端流入竖料，最后从竖料的底部流到单元体前腔，并通过其下面的披水胶片流出室外。如1．3节所述，细小雨滴需要35 KPa向上的压强才能进入竖料的顶部，到达水槽料的暗道。在本项目正常使用状态下，最大标准风压为12.8 KPa，雨滴在此气流推动下，只能到达竖料底部约1.3 m的高度，并不能通过此排水道逆流进入后等压腔。同时，后腔下一层的室外空气能瞬间与后腔体达到平衡，使水密线前后的压力差相当于该层室外气压与相应位置下一层气压的差值，数值上只是不设为排气孔道时的1/6，室内外压差的1/10。因此实现了减少水分渗人水密线的设计目的。
由于后腔为相对独立空间，进入的气流需要向上爬升竖料，使速度大大减少，因此后腔内为静压平衡，气压对于后腔内的水分的作用为各向相同，没有一个主导的方向，所以水分并不会因此流动，避免水分流到气密线上并渗出。
值得一提的是，为保证后腔气压的独立性，除水密线和气密线有特殊的密封设计外，后腔内所有连接处均需要密封胶封堵，尽量减少连接处透气渗水的可能。
3.4气密线的密封设计
气密线是后腔的后壁，是单元体的最后一道防线，与室内相连，主要由内横竖料的后接脚组成。气密线主要的作用是防止室外的气流渗入室内，气密线的密封程度直接影响后腔的等压效果，也直接影响幕墙的气密性能和热工性能。所以气密线的密封设计也是单元式幕墙设计中非常重要的环节。
若后腔施工达到设计目的，水分一般不会流到气密线上，有较高气压差和毛细缝隙不会出渗漏现象。
在左边单元体安装后，需要在后对接脚凹处注入密封胶。在右边单元体安装前，在后对接槽底部注入密封胶。在两处密封胶没固化前对接安装，使密封胶在后对接脚和对接槽之间连接固化，达到封堵效果。
4、小结
本文介绍了单元式幕墙防水设计的基本原理和依据，抓住减少压差（等压）是雨幕原理的基本条件，在单元式幕墙对接缝位建立前后两个等压腔体，从而达到单元式幕墙的防水效果。
参考文献
[1]王志阳．多台风地区建筑幕墙水密性能的加强设计【J】．中国建筑防水，2017（10）：14-一18．
[2]张芹．建筑幕墙与采光顶设计施工手册【M】．北京：中国建筑工业出版社．2012：640-一644．
[3]孙学金，孙海洋，江志东．不同大气条件雨滴下落速度的数值仿真【J]．计算机仿真，201 1，28（12）：402---406．
论文作者:李佳明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/13
标签：幕墙论文; 单元论文; 原理论文; 雨幕论文; 气压论文; 作用论文; 建筑论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;