摘要：单元式幕墙应用比较早，但是相关的理论研究文献较少，在构造设计的细节问题需要厂家凭自身的经验去操作，常受限于技术水平，容易产生主观想法所造造成的失误。单元式幕墙相对其它幕墙系统还是比较有优势的，其板块的安装精度高，工期短，安装后的视觉效果好等工程特征，被广泛应用。本文主要对单元式幕墙的结构特征及选型进行分析，以期对实际工程有指导作用。
关键词：单元式幕墙；构造；结构特点
一、单元式幕墙概述
传统的幕安装方法是在工厂中将幕墙的各构件逐一生产并运送到施工现场后，将横梁、立柱等构件进行现场逐步安装，再将石材、金属板或玻璃等镶嵌进去，所有构件安装完成后进行打胶密封。而单元式幕墙的安装与传统相比极为不同，是在工厂将横梁、立柱等构件加工完成后即展开组装，并将石材、金属板或玻璃等进行镶嵌，最后用胶进行涂缝密封，制作成单元板块后运送到施工场地进行整体安装。从这一过程可以看出，单元式幕墙具有传统幕墙结构不能比拟的优点，主要有以下几方面：单元式幕墙的高度和楼层相同，可以进行简便的传力，便于构造及安装；各构件在工厂中完成加工、组装工作，不受限于不良天气的影响，建设周期较短，同时对生产和组装中的各工序都可进行有效管控，提高了幕墙的质量与整体性；幕墙单元的接口是纵横对插方式，能将单元变形及层间变位吸收；在施工现场安装时，不需室外操作，更加安全；不需要在各单元间的接缝处注胶，有利于环保。同时，单元式幕墙也有一些缺点，如整体运输的需要使运输成本较高，而且需要施工现场有一定的存放空间；插接设计使幕墙需要更多而精度更高的型材；在施工中将幕墙进行吊装时易造成幕墙结构破损等问题。
二、结构选型
幕墙从结构体系上主要分为框架式、单元式、半单元式三种形式。框架式和半单元式幕墙的缺点：现场工作量大，安装周期长，施工质量不易控制和保证，幕墙表面易污染，易损材料更换较困难。
单元式幕墙是国际上近年出现的高档建筑外围护系统，是建筑产品工厂化的产物，代表着建筑外围护系统的未来发展方向。单元式幕墙可避免框架式幕墙的上述缺点，其主要优点是：幕墙表面平整度高、变位能力好，外视美观，性能可靠，安装速度快，施工周期短，板块更换方便，并可与土建结构同步施工，尤其适合于应用在现代化高层建筑和立面平整、进出量少的建筑。
（一）单元式幕墙的结构形式
单元式幕墙是在工厂中制成一单元组件，组件高为一个楼层高度，一个单元组件就是一个受力单元。.png)
玻璃单元板块先由铝合金横竖边框和中横框、中竖框通过机制螺钉制作成单元板块的骨架，玻璃横竖向用铝合金勾条镶嵌于框架上。所有外露铝型材及单元幕墙“冷区”（竖向接缝处）采用进口断热条断开，切断冷桥。
安装时将单元组件挂在土建梁上，水平方向相邻两单元组件的左右竖框通过对插形成竖向组合杆，上单元下框与下单元的上框对插组合成横向组合杆，这样它所承受的载荷是由单元组件的竖框直接传递到主体结构，它的分格接缝不在整体杆件上，而是两相邻单元组件的框通过对插形成组合杆。
（二）单元式幕墙的通用结构特点：
1.幕墙表面平整度高，装饰效果好，变位能力好。单元板块间采用插接合式结构，定位精度高，幕墙表面平整度高，外视效果好。相邻板块间的阶差可控制在0.5mm内。
2.结构防水、气密、水密可靠。单元幕墙面材部位为二道密封，型材插接处采用四道胶条密封，形成两等压个腔体，利用雨幕原理实现结构防水，充分保证系统水密性、气密性。
3.多功能插芯：板块靠横向通过排水插芯连接定位，安装可行，易于保证板块横向拼缝的直线度和整幅幕墙的平整度。
4.分层排水：板块横向接缝处设计一排水插芯，既增加此处的密封性能，又可将渗入的少量雨水汇集于横梁等压腔，并通过排水插芯的排水口经排水槽导向室外。排水口处装有防风排水罩，既能防风又使排水通道顺畅。
5.隔热设计：按照招标文件要求，铝型材外部扣板与内部龙骨之间采用隔热设计。通过隔热胶条将铝型材与内部构造断开，起到隔热作用，避免型材间直接接触，切断热量传导。
6.三维调整：玻璃单元板块通过组合连接件及预埋件与主体结构连接，在转接件上开设长条孔及设置不锈钢调整螺钉实现了三维调整，现场安装调节简单易行。
7.可拆卸设计：幕墙玻璃板块采用可更换设计。板块在竖向通过勾边将玻璃压紧，实现了弹性接触，避免了玻璃破损的现象；板块在横向用压板安装，玻璃安装及拆卸方便。
8.自洁功能：由于采用结构防水原理，接缝处采用胶条密封。同时，由于合理的排水渠道设计，使幕墙内部排出的水不流经玻璃表面，通过横缝和竖缝向下排出，不会在玻璃表面存流污渍。因此，通过雨水冲刷，可以使幕墙表面得到自身清洁，整洁美观，幕墙清洗周期大大延长。
9.防噪设计：所有型材接合部位均设有弹性胶垫，横竖框连接采用浮动式伸缩结构，可从根本上消除热变形伸缩噪音。不同金属的接触面都使用尼龙垫片以防止电化腐蚀。
10.单元构件是采用电脑控制加工中心在工厂内完成加工，保证了加工质量。
11.安装速度快，施工周期短，特别适用于现代化高层建筑。
三、实际应用
本方案单元幕墙系统的主要技术特点是：
（一）玻璃板块安装采用隐框带护边固定方式，安全性好。板块横竖向采用隐框方式固定，即玻璃通过结构胶与插入主龙骨槽中的副框连接，同时，玻璃侧面采用用护边固定，双重保险，确保在大风压条件下的安全性。
护边设计的优点是：
1.护边前部可安装胶条，胶条四边交圈布置，起到了第一道防水、密封的作用。
2.护边可避免组装后的板块玻璃侧面直接暴露在外面，从而可避免在板块运输中对玻璃的损伤。
3.护边与玻璃之间采用泡沫条、密封胶密封，具有密封、连接的辅助功能。
4.玻璃下边的护边兼具托板的作用，可支撑玻璃，避免了结构胶承受剪力，提高了幕墙的使用安全性。
（二）结构气密性、水密性可靠。本系统在玻璃接缝处用两条胶条对接（护边部位），形成第一道防水屏障。在型材插接处采用四道胶条密封，共形成四个腔体，利用雨幕及等压腔原理实现结构防水，充分保证了系统水密性、气密性。另外，在型材插接处空腔内，填加密封矿棉，可进一步加强结构的水、气密性。同时，面材部位为三道密封（两道胶条，一道密封胶）。以上措施确保板块间及板块内部均具有优良的防水性能。
（三）镀膜LOW—E夹胶中空玻璃的应用，可确保幕墙的保温、隔声等性能。LOW—E玻璃是当今装修中的首选玻璃，其隔声、隔热、保温、防结露性能极好，阳光控制镀膜玻璃的保温性能也很好，二者组合加工成夹胶中空玻璃后，保温、隔声性能更佳。
（四）单元构件采用电脑控制加工中心在工厂内完成加工，加工精度高，质量好。
（五）防水、排水功能设计。
1.玻璃板块的四周采用三道密封：玻璃内外两侧分别设计一道密封胶条，玻璃与付框空隙内另施一道密封胶及泡沫条密封，密封胶及胶条周圈闭合（胶条采用胶水粘接），确保防水性能。
2.对插单元板块横竖交缝处各用2条EPDM“Ω”形胶条做外层接口密封，胶条作为雨幕，有很好的挡水功能，防止雨水传递。
3.多腔密封，逐渐减压，降低雨水渗透压力。在气室分割方面，通过EPDM密封，形成四个腔室，“Ω”形胶条局部开有小口，使前腔与室外空气流通，以维持压力平衡，前后为减压腔室，中间为等压腔室，通过多腔减压方式，防止雨水渗透性能大大提高。
4.采用“四腔”内部排水设计，使少量进入幕墙结构内部的雨水可有序排出。其具体途径是：由玻璃密封胶条处渗入的雨水，直接落到前部横向披水胶条上，通过胶条的坡度及前部开口排出，由外部渗入的雨水如果已进入单元板块的竖向接插空腔后腔，水首先排到空腔中的横向插芯（封口板）上，插芯上的水流向两侧，再经单元上横框的前部开口由后腔流入横框前腔，之后水由横框前腔落入单元板块的竖向接插空腔前腔，再落到前部横向披水胶条上，最后通过胶条的坡度及前部开口排出。
（六）安装速度快，施工周期短，特别适用于高层建筑。并可与土建结构同步施工，就本工程而言，如采用同步施工工艺，在土建封顶后3个月左右，幕墙即可完工，较框架幕墙施工工期可缩短4—5个月。
幕墙常规施工一般是在土建项目封顶后开始的，这样对一般的幕墙施工来说施工相对容易，对幕墙整个安装过程能进行很好控制，施工质量容易保证。但工期要求紧时，为了赶工期，幕墙施工必须和后期土建施工同步进行，普通框架幕墙由于现场逐件安装，零部件较多，现场工作量大，若采用同步施工，容易造成现场混乱，所以很难真正实施。而单元幕墙现场主要工作是组件的吊装，现场人员少，容易管理，可以很好地实施同步施工。我公司已对多个大型工程采用同步施工方案，实践证明，它对缩短工程施工工期效果显著，质量也完全可与土建封顶后安装的幕墙工程相媲美。
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论文作者:蓝卫
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/11/25
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