摘要：单元式幕墙在众多幕墙形式中，安装方式相对灵活，有效塑造更多的造型艺术，同时对幕墙的设计施工提出更高要求。本文根据多年工作经验，对单元式幕墙的密封系统组成及设计要点进行分析，以期提升幕墙设计水平。
关键词：单元式幕墙；密闭性系统；设计要点
一、单元式幕墙密封系统组成阐述
单元式幕墙的密封性关系到使用者后期的使用体验感受，针对于幕墙的密封性系统，可以从具体功能上分析，也即是“防水”“防尘”“防漏气”。因此，单元式幕墙密封系统也是由“水密线” “尘密线”“气密线”组成。如单元式幕墙的密封系统要求较高时，本身就具有很多“水密线”，形式若干个等压腔，利用压力差，实现幕墙的防水功能。尘密线主要功能即是阻挡外界中的细密尘土透过单元式幕墙进入建筑内部，与胶条与其他材料边缘进行搭接，将将尘土以及大部分的雨水“拒之门外”。水密线主要负责阻挡并排除通过幕墙“第一道防线”进来的少量雨水，让雨水进入到多道等压腔内，并经由等压腔将雨水排出，有效达到防水目的。由于水密线经由等压腔与气密线相连接，因此水密线无法阻止空气的渗入，但在等压腔建立的同时，也建立了多道由气密胶条组成的气密线，从而能够有效防止外界的空气单方面渗入。
二、单元式幕墙设计要点
（一）单元式幕墙防水设计
幕墙漏水有三大条件：雨水原本存在、空隙存在、渗水压力缝的压力差存在。在设计时应注意其以下要点：（1）进行幕墙防水设计时，应对实际幕墙防水装置设 计构造进行充分的考虑，科学利用等压原理。在基于幕墙铝型材质之上，进行等压腔和特别压力引入孔的设置，从而能够使得等压腔内部压力通过特别压力引入孔，实现内部压力 与外部压力的平衡，成功将压力差转移到接触不到雨水的室内一侧。这样实现有水处没有风压力差，而有压力差的部分又没有水，从而有效实现单元式幕墙的防水设计；（2）进行单元式幕墙防水设计时，可以在幕墙铝型材上进行流向室外的泄水小孔设置，这样进来的少量雨水就能够先在细小的缝隙聚集，待达到一定量后及时排出幕墙外。与此同时，通过这一泄水小孔，还能够将单元式幕墙的铝型材与铝扣条之间的等压腔内的少量积水有效排出。这也是一项重要的防水设计且行之有效 的治水设计措施之一；（3）进行单元式幕墙防水设计时，可以考虑在玻璃幕墙上进行收集管道和排水管道的设置，从而将渗入到幕墙内部的水收集在一起，并通过排水管道，将外界的雨水排往室内某一指定的排水孔，进而达到幕墙防水的目的。
（二）做好单元式幕墙型材断面构造设计
单元式幕墙型材断面构造设计时，充分考虑其物理性能，注意以下要点：（1）型材断面及咬 合设计必须要科学合理，能够有效实现尘密线、水密线和气密线“三线分割”，形成有效的密封保护屏障，促使等压腔功能性发挥。在进行咬合位置型材制作设计时，尽量避免进行工艺孔开设。与此同时，在气密线腔壁之上，也要避免工艺孔的开设，保证气密的良好性；（2）在断面设计时，应综合考虑竖向构件上的荷载传递，确保其科学合理性；（3）在设计相应插接式单元幕墙的断面时，应确保在完成板块安装后，插接件之间搭接留有足够的长度，一般不小于 15mm，从而更好地进行误差控制。与此同时，还要充分考虑预留安装软披水胶条槽口缝隙，从而确保在完成板块安装后，在缝隙处能够形成一定的阻水屏障。
（三）超高层建筑幕墙设计要点
超高层的风压比普通建筑要大，同时温度变化也有直接关系，因此，超高层建筑幕墙更加复杂，更需要设计人员掌握其设计要点，才能确保工程质量。以某超高层建筑工程为例，该工程总占地面积为12.9m2，塔楼式建筑，高度为 319.04m，总幕墙面积 6.5m2。主要采用单元式玻璃幕墙系统与单元式铝板幕墙系统，具体幕墙造型随着建筑造型变化而变化，分为凹槽内单元式玻璃幕墙系统与凹槽侧面转角单元式铝板幕墙系统，幕墙实体样板如图 1 所示。
①凹槽内单元式玻璃幕墙设计。该类型的单个幕墙板块宽 1.39m，层高 5.39m 或 4.2m。在实际设计时，经犀牛模型 软件（Rhinoceros6.0）分析，立面幕墙在 14 层（标高 69m）处，作为幕墙分界线。在分界线以下，幕墙板块向外倾斜，两板块 之间最大的夹角为 179.95°，板块与垂直方向的最大夹角为 0.77°。在分界线以上，幕墙板块向内倾斜，两板块之间最大的夹角为 179.81°，板块与垂直方向的最大夹角为 1.66°。由于单元式幕墙单体板块与板块之间的夹角相接近于 180°，因此，可以选择采取板块折现拟合的方式进行安装。在设计时值得注意的是，由于分界线以上板块是内倾斜方式，因此需要对单元体幕墙的上横梁截面设计面进行充分的考虑，可以适当增加排水角度，从而确保单元式幕墙的排水效果。
②凹槽侧面转角单元式铝板幕墙设计。该类型的幕墙 板块宽度为 1.69m，层高为 4.19m 或 5.39m。在实际设计时，同样经犀牛软件模型分析，凹槽侧面转角单元式铝板幕墙为规则扭转单元，每层逆时针扭转角度不大于0.05°，同时整体幕墙向内侧倾斜 2.11°。受这种扭转造型的影响，通过借助犀牛模型分析软件，对每一次的幕墙板块的翘曲值进行了分析，根据最终的分析数据结果，以层数为依据，对幕墙单元板块进行了归集，保证区段划分的合理性。最终选择每5层的单元体铝板幕墙板块，并对其进行归类，保证板块间的翘曲值控制在 2mm以内，从而有效满足最终的设计要求。具体如图1所示。
图1 单元式幕墙内倾面模型数据
③幕墙连接部分设计。单元式幕墙连接部分设计非常关键，其成败与否将直接关系到幕墙密闭性能高低。在实际进行幕墙连接部分设计时，一是应配置好幕 墙副框，利用好结构胶，做好部分材料在构件之上水平或垂直配置。二是在设计时，需要对玻璃幕墙水平构件重量进行充分考虑，在利用相应构件进行框架组成时，应从扭矩、剪力等方面来考虑螺钉受力。三是在进行单元体与主体结构埋件 连接时，需要对挂耳、地台码等受力构件的弯矩剪力进行充分考虑，并应确保单元体在初步安装后能够进行灵活调节。四是做好保底横梁、公母立柱等其斜插长度控制。
④转角板块优化设计。相对于幕墙其他板块设计安装，转角板块更加难以控制。因此在实际设计安装时，为避免出现安装问题，可以围绕 29°转角区域，在具体连接方面设计成三个分格连接形式，由分格进行整体幕墙板块组成，这种 设计方式既能够有效提高幕墙安装效率，又能够减少幕墙开缝问题发生，提高幕墙安装水平质量。
⑤幕墙结构支撑设计。幕墙结构支撑将直接关系到幕墙整体稳定性，在实际进行设计时，需要对支撑部分地震荷载、风荷载等进行充分考虑，保证结构支撑的安全性。针对于该部分设计时，最为重要的是做好对假定针点位置剪切力进行判断，以便更好地做好结构支撑平衡，有效提高其稳定性与安全性。
三、结束语
单元式幕墙的设计水平与后期的施工质量有着密切关系，因此，设计人员在设计过程中需要重视设计要点，才能整体上提升设计质量及效果。
参考文献
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[3] 吴文奎，徐增建.非承重玻璃肋点支承全玻璃幕墙设计要点[J].建筑技术，2016，47（10）：943- 945.
论文作者:程波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/15
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