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摘要：随着改革开放的深入，城市建设进入一个新阶段，为追求建筑丰富的外立面，幕墙迎来个高速发展的一个时代，大型商业中心、金融中心、交通枢纽中心等大型建筑都选用幕墙作为建筑的外围护结构，而单元式幕墙因其高度工厂化、装配化、组装精细化，而被广泛运用推广，单元式幕墙的气密性能和水密性能更是被大家关注，尤其是雨水充沛的南方城市，水密性能受到更多关注。
关键词：单元式幕墙；十字缝；水密性能
一、前言
玻璃幕墙作为建筑物的外围护结构，应该具有良好的水密性能，随着第二代幕墙将压力平衡原理被运用到幕墙设计中，幕墙的水密性能越来越得到建筑师认可，幕墙的发展也得到更大的空间。压力平衡原理是基于一个简单的物理原理，即在压力平衡的条件下，水比空气重而自然落下。水要渗入建筑物必须同时具备三个条件：水，孔洞，压强差。因此幕墙设计时，水密性能一般考虑设计等压腔，来消除压强差，以达到防水的目的。单元式幕墙的防水要考虑在相邻两个幕墙单元之间设计等压腔，竖向之间形成等压腔，横向之间也要形成等压腔，这样才能保证整体幕墙系统的水密性能。
二、幕墙的压力平衡设计原理
消除建筑幕墙雨水渗漏最可靠的方法之一是在设计中运用雨幕原理。成功利用雨幕原理以取得压力平衡的设计，需要以下条件。
（1）减少或消除可使雨水通过外部开口的作用，而不是消除开口本身。通过细部构造形成一个外侧雨水隔断层（雨幕）或阻止水的渗透层，不是严密的密封，而是开口处加以披水遮挡；
（2）中间空气层（外侧隔水层后的空气层）的压力必须和雨幕或渗水隔离层相等；
（3）防止水蒸气和空气通过的内隔层，内隔层具备抗风压性能和气密性能。考虑到雨幕层有少量偶尔渗漏的可能，空气间层必须能将少量渗漏的水排出室外。
雨幕层在墙体的表面，具有防止雨水大量渗入的能力，空气间层的室内仍密封具有防止空气和水蒸气通过的能效。
三、单元式幕墙接缝的设计
幕墙外侧的雨水和幕墙单元之间的缝隙是无法消除的，根据压力平衡设计原理，在接缝位置设置一个空气间层，使空气间层的压力与室外空气压力相等，消除雨水进入空气间层的作用力，这个空气间层通常称为等压腔。单元式幕墙的接缝防水设计就是按照雨幕原理，在接缝部位设置等压腔，阻止雨水透过接缝进入室内，达到幕墙的水密性能。
室外的压力是由作用于幕墙上的风引起的，由于风是阵风，导致压力不断变化，使得雨幕两侧空气压力不相等，即等压腔的压力与室外压力不相等，压力差迫使空气流动，以平衡压力，雨水有可能随空气进入等压腔内，考虑到雨幕原理所说的空气间层偶尔有少量雨水渗入，必须将其排出。因此幕墙单元接缝设计时，构造要具有防止大量雨水渗入等压腔的能力，也要具有对渗入等压腔内少量雨水及时排出室外的能力，使雨水不能达到内壁，以避免雨水进入室内。
在单元幕墙的接缝设计时，通长会设计三道密封线：尘密线、水密线、气密线。
（1）尘密线。为阻挡灰尘和大量明水进入单元接缝，通常采用胶条搭接实现。此尘封线为雨幕开口处的披水遮挡。
（2）水密线。幕墙单元重要的水防线，允许少量的水通过水密线，进入等压腔内，利用系统的排水构造排出室外，等压腔应该充分利用水的重力进行排水，进而阻止水接触到等压腔后面的气密线。此水密线为室外雨水的重要隔断层，能有效阻止大量明水的渗透。
（3）气密线。幕墙单元重要的气防线，实现幕墙的气密性能，这道线的密封才能保证等压腔的压力与室外的空气压力相等。从而保证水不会进入到等压腔，而实现幕墙单元接缝处的防水效果。此气密线相当于内隔层，防止水蒸气和空气进入室内。
四、实例浅析
上下两个幕墙单元之间插接系统要形成密闭的等压腔（示意图1），通过型材+胶条+闭孔海绵的构造组合形成两道密封线，室内侧的密封线为内隔层，为幕墙系统的气密线，中间一道密封为水密线，两道密封线之间为等压腔，此腔内压力等于室外压力，明水没有进入此腔的动力由于阵风变化，偶尔的压力差会导致少量水进入等压腔，少量水会通过排水孔流出室外，外侧个防尘胶条为插接缝开口处的披水遮挡设计，能阻挡大量明水渗入胶条后。
示意图1、上下幕墙单元之间插接示意图
左右幕墙之间也通过插接系统设置等压腔（示意图2），防止雨水进入幕墙内，由于阵风作用进入等压腔内的水也会落到上下幕墙单元的等压腔内，通过排水孔排出室外，达到整体排水的效果。
示意图2、左右幕墙单元之间插接示意图
竖向板块接缝中渗入的少量水会落入横向分缝的水密线以外，防止雨水渗入室内，不会出现大量明水进入等压腔的现象（示意图3）。
示意图3、竖缝排水示意图
有些工程为保证水密性能，会多设置一道等压腔（示意图4），增加防水效果，施工过程中要保证内隔层的密封性是实现雨幕原理的必须保证，只有内隔层的密封性保证了，空气间层的气压才能等于室外压力，真正形成等压腔，阻断明水渗入等压腔，从而保证幕墙的水密性能。
示意图4、多道等压腔设计示意图
以上两种排水方式均为同层排水，如果接缝处披水遮挡设计有漏洞，或者施工时披水胶条破坏，容易造成大量明水渗入等压排水孔处，堵塞等压通道，此时室外压力变大时，明水会直接通过等压孔流入等压腔，等压排水孔变成了进水孔，为避免此现象发生，可将等压排水孔设计为暗孔，通过构造设计，将等压排水孔与立柱的空腔联通，这样空气可以通过立柱进入等压腔，平衡等压腔与室外空气压力，保证明水不会进入等压腔，少量渗入等压腔的水亦可通过立柱空腔排到下一层板块的室外，这种十字接缝的构造设计更为复杂，但防水效果更优越。
五、结语
十字接缝的防水是一个全周期的防水问题，在设计系统时，设计师要深刻领会雨幕原理的精髓，设计出幕墙的内隔层、等压腔，以及带有可排水的雨幕隔层；板块组装时一定要将构造所需密封部件安装到位，插接料的等压排水孔也要加工到位，以保证等压腔的实现；现场幕墙单元施工时，要最终落实气密胶条、气密海绵等闭气组件安装到位，安装到位后室内侧的十字缝位置可再加注密封胶，保证室内隔层的气密性。
参考文献：
[1]玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003.
[2]建筑幕墙工程手册.赵西安.
论文作者:赵要宁
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第11期
论文发表时间:2019/5/22
标签：幕墙论文; 明水论文; 雨幕论文; 压力论文; 单元论文; 空气论文; 雨水论文; 《建筑模拟》2019年第11期论文;