论文部分内容阅读
摘要：单元式幕墙技术也日益成熟，物理性能要求也越来越高，等其应用也将越来越广泛。随着城市建设的如火如荼，超高层、高层建筑已成城市的主角，单元式幕墙凭着其加工精度高和施工快捷的优势，成为了超高层、高层建筑的首选。本文结合笔者多年的工作实践对单元式幕墙设计进行了分析探讨。
关键词：单元式幕墙；防水设计；抗变形设计；密封设计
一、单元式幕墙概述
（一）单元式幕墙分类
幕墙的分类形式较多，而且不完全统一，根据幕墙面板的支承形式可分为框架支承幕墙、全玻璃幕墙和点支承幕墙。而根据框架支承幕墙安装方式又可分为构件式和单元式两大类。单元式幕墙一般在工厂将面板、横梁和立柱组装为各种形式的幕墙结构的基本单位，以单元形式在工程现场安装在主体结构上，成为整体幕墙结构。
（二）单元式幕墙的特点
1、单元式幕墙的结构设计比较周密，所以幕墙安装起来操作简便、容易，而且可以提高安装速度，缩短施工周期，提高施工安全性，适用于现代化的高层建筑。
2、使用单元幕墙会提高墙面的平整度，取得良好的效果。单元板之间使用的是契合式的结构方式，定位的精度比较高，单元板表面平整，有很好的外观效果，两个相邻的板块之间缝隙极小。
3、使用耐老化的高性能密封胶条。因为胶条有很强的耐老化和耐高低温的性能，扩大了胶条的温度适应间隔，能够保证其稳定的物理性能，提高了幕墙可靠性，采用这中胶条密封单元板之间的缝隙，施工不受天气影响，有效的缩短工期。
4、单元式幕墙有非常高的气密性和水密性。
5、单元式幕墙外表没有任何污染。而幕墙的内部则有有效的排水系统，少量渗透到幕墙内部的雨水会通过那些迂回性的排水路径外排到竖向的接缝处，而不是流入到幕墙的表面。因此可以大大提高了幕墙清洗的周期。
6、幕墙的单元板是定制的，他们首先在加工工厂组装完毕，这样就大大减少了现场的工作时间，而且可以增加单元板的精度以及组装质量。
7、单元式幕墙有很高的调整范围，而且单元式幕墙系统可以满足三维调整，在三维方向上的调整能力达到将近50mm，这样就大大提高了整体的变位吸收的能力，提高了整个系统的抗震能力。
8、单元板上的玻璃板可以单独拆卸，使得维修更加的方便快捷。但是单元式的幕墙也有一些缺点，比如加工时占用空间比较大，运输成本高，容易损坏，加工要求精度比较高，成本高，施工复杂等等。但是因为其优点多于缺点，所以还是非常好的一种幕墙施工材料。
二、单元式幕墙设计实例
1、项目概况
某拟建项目建筑面积约 12万平米，具有高耸而充满几何感的造型，建筑造型由一组简约、纯净的体块组合而成，与周围建筑体量上产生对比，以精练的外立面材料体现交通建筑的气质，突出自身横向的动感韵律。该项目主楼共28层，外立面造型简洁、檐口标高较高，立面为横向划分。材料的选择主要以玻璃幕墙和石材、金属装饰线脚为主，设计风格上突出时尚现代的感觉和简约明快的国际化风格。
2、幕墙组成说明
根据主楼的建筑外立面效果特点，采用单元式玻璃幕墙体系（图1）。各层间设30mm厚浅灰色花岗岩面板，层间上分格设置横向灰色铝合金格栅线条及铝合金外装饰板为水平装饰元素。
图1 单元式幕墙组成
主要材料说明：
玻璃：8LOW-E+12A+6 中空钢化节能玻璃
8+1.14PVB+6 夹胶钢化玻璃
石材：30MM厚深灰色石材（背栓连接）
铝合金牌号：立柱采用 6063-T6，横梁采用6063-T5
格栅：玻璃面板外衬铝方通浅灰色格栅系统
3、单元式幕墙的设计
3.1幕墙的防水设计
该项目的单元式幕墙有效运用雨幕原理，内设完善的密封系统和排水系统，防雨水渗漏和防空气渗透性能极好。
雨幕原理是建筑防水设计的一个原理，它假定墙体外表面为一层“幕”，研究如何阻止雨水或雪融水透过这层幕的机理。
幕墙产生漏水现象，必须有三个条件，第一是水的存在，如下雨擦洗幕墙用水。第二，水运动途径，例如幕墙内外有缝隙或孔洞；第三，水运动的动力，有六种动力如：重力、动量、表面胀力、毛细现象、气流和压力差。压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因，幕墙外水分进入室内，除了必须有破口或是裂缝存在，还必须要求室外的压力比室内压力大。如果室內的压力与室外压力相等，甚至大于室外压力，即使有破口或是裂缝存在，水分也不会进入墙内。
一般传统防水方式是尽量设法在漫长的接缝处减少可能发生的开口，如用各种密封胶，胶条对接触缝密封堵塞。单元式幕墙的防水则是用对雨水疏导的方式，引水入等压腔内，再引水流出墙体（图2，图3）。为了达到等压，将部分或所有接缝维持开放，但是等压腔并不是一个通气的空间，必须限制在一定范围的通气空间，才能有效地产生等压效应。为了达到完全等压效应，“等压腔”内的压力必须随时维持大于或等于室外的压力。等压原理是雨幕原理中进行外墙防水的最有效途径。其核心思想是“雨幕” 两侧的压力达到平衡，消除渗漏三要素中的 “作用”，尤其是风压的作用。实际应用中，真正达到等压并非易事，如自然界中风速是随机的，造成的波动风压很难使“雨幕”两侧时时等压。
图 2 大倾角水槽料构造排水示意图
图 3 小间隙配合单元幕墙系统局部构造示意图
3.2 幕墙施工安装设计
幕墙的单元件高度为楼层高度，宽度为 1.5m 左右。幕墙单元直接挂在楼层预埋件上，传力简捷安装维修方便。单元式幕墙所有工程均可在楼层内完成，安装时安装工人只需在室内操作，安全有保证，较少采用外部脚手架，吊篮，对土建方配合要求也大量减少。 单元式幕墙从楼层下方向上方安装能够和土建配合同步施工，大大缩短了工程周期。可与土建主体结构同步施工，有利于缩短整体建筑施工周期。
3.3 幕墙单元板块的加工设计
单元幕墙板块全部在工厂完成高精度组装，把玻璃、铝板或其它材料在加工厂内组装在一个单元件上，促进了建筑工业化程度，减少了现场工作量，加工组装精度高。运至现场直接吊装，无需现场打胶，大大加快了施工速度，提高施工质量，保证良好的幕墙性能。
因为单元件在加工厂内整件组装，易于在工厂内进行检查，有利于保证多元化整体质量，保证了幕墙的工程质量。安装快捷，施工周期短，易于保证安装精度，便于成品保护。
3.4 单元式幕墙的抗变形设计
玻璃幕墙单元板块通过组合连接件及预埋件与主体结构连接，设置不锈钢调节螺栓实现板块的调整。单元件安装联接接口构造设计能吸收层间变位及单元变形，通常可承受较大幅度建筑物移动，对高层建筑和钢结构类型建筑特别有利。板块之间采用插接方式连接，设计了抗震消能复位装置，抗震能力强（图4、图5）。
图5 三维可调连接件背视角示意图
在系统缺陷，不能实现畅通运行，给客户使用带来极大不便。这就要求国内生产商要加强合作意识，站在共赢的角度，分工合作，共同打造适合中国本地企業的人力资源信息系统。同时，国家人力资源管理部门应该站在行业的高度，制定相关法律法规，统一人力资源行业的产品标准，包括人力资源信息化系统的统一标准。明文规定人力资源产品的开发准则，相关软件的兼容性要符合大众系统需求，产品升级能够持续，后期保养有专门机构负责。人力资源行业协会增加监管人力资源信息化产品市场的功能，及时更正不正当竞争，鼓励合法竞争、协作开发，为我国人力资源信息化提供品。
3.5 单元式幕墙的密封设计
单元式幕墙可以用设计达到及保持双层密封系统。安装后的单元式幕墙，单元件和单元件之间，板块接缝处全部采用专用耐老化胶条密封，使幕墙具有自洁功能，表面受污染程度低。采用干式材料密封，适应温差变形、层间位移等各种变位的能力强，单元板块之间均为软性接触，把因温差，层间位移，振动所产生的噪音降至最低（图6）。
图6 单元式板块十字节点断面示意图
三.结束语
单元式幕墙和框架式幕墙各有优缺点，不论哪种幕墙都必须满足一般的设计和功能准则，根据具体的案例需要来满足建筑的需要，以达到设计所需的效果。项目所采用的单元式幕墙体系不管是在安装、加工制造、以及防水构造上都有其先进性，有利于提高围护体系的水密性、气密性、风压变形、保温等整体性能，提高外立面整体美观效果，为以后的幕墙工程提供了良好的参考和借鉴意义。
关键词：单元式幕墙；防水设计；抗变形设计；密封设计
一、单元式幕墙概述
（一）单元式幕墙分类
幕墙的分类形式较多，而且不完全统一，根据幕墙面板的支承形式可分为框架支承幕墙、全玻璃幕墙和点支承幕墙。而根据框架支承幕墙安装方式又可分为构件式和单元式两大类。单元式幕墙一般在工厂将面板、横梁和立柱组装为各种形式的幕墙结构的基本单位，以单元形式在工程现场安装在主体结构上，成为整体幕墙结构。
（二）单元式幕墙的特点
1、单元式幕墙的结构设计比较周密，所以幕墙安装起来操作简便、容易，而且可以提高安装速度，缩短施工周期，提高施工安全性，适用于现代化的高层建筑。
2、使用单元幕墙会提高墙面的平整度，取得良好的效果。单元板之间使用的是契合式的结构方式，定位的精度比较高，单元板表面平整，有很好的外观效果，两个相邻的板块之间缝隙极小。
3、使用耐老化的高性能密封胶条。因为胶条有很强的耐老化和耐高低温的性能，扩大了胶条的温度适应间隔，能够保证其稳定的物理性能，提高了幕墙可靠性，采用这中胶条密封单元板之间的缝隙，施工不受天气影响，有效的缩短工期。
4、单元式幕墙有非常高的气密性和水密性。
5、单元式幕墙外表没有任何污染。而幕墙的内部则有有效的排水系统，少量渗透到幕墙内部的雨水会通过那些迂回性的排水路径外排到竖向的接缝处，而不是流入到幕墙的表面。因此可以大大提高了幕墙清洗的周期。
6、幕墙的单元板是定制的，他们首先在加工工厂组装完毕，这样就大大减少了现场的工作时间，而且可以增加单元板的精度以及组装质量。
7、单元式幕墙有很高的调整范围，而且单元式幕墙系统可以满足三维调整，在三维方向上的调整能力达到将近50mm，这样就大大提高了整体的变位吸收的能力，提高了整个系统的抗震能力。
8、单元板上的玻璃板可以单独拆卸，使得维修更加的方便快捷。但是单元式的幕墙也有一些缺点，比如加工时占用空间比较大，运输成本高，容易损坏，加工要求精度比较高，成本高，施工复杂等等。但是因为其优点多于缺点，所以还是非常好的一种幕墙施工材料。
二、单元式幕墙设计实例
1、项目概况
某拟建项目建筑面积约 12万平米，具有高耸而充满几何感的造型，建筑造型由一组简约、纯净的体块组合而成，与周围建筑体量上产生对比，以精练的外立面材料体现交通建筑的气质，突出自身横向的动感韵律。该项目主楼共28层，外立面造型简洁、檐口标高较高，立面为横向划分。材料的选择主要以玻璃幕墙和石材、金属装饰线脚为主，设计风格上突出时尚现代的感觉和简约明快的国际化风格。
2、幕墙组成说明
根据主楼的建筑外立面效果特点，采用单元式玻璃幕墙体系（图1）。各层间设30mm厚浅灰色花岗岩面板，层间上分格设置横向灰色铝合金格栅线条及铝合金外装饰板为水平装饰元素。
图1 单元式幕墙组成
主要材料说明：
玻璃：8LOW-E+12A+6 中空钢化节能玻璃
8+1.14PVB+6 夹胶钢化玻璃
石材：30MM厚深灰色石材（背栓连接）
铝合金牌号：立柱采用 6063-T6，横梁采用6063-T5
格栅：玻璃面板外衬铝方通浅灰色格栅系统
3、单元式幕墙的设计
3.1幕墙的防水设计
该项目的单元式幕墙有效运用雨幕原理，内设完善的密封系统和排水系统，防雨水渗漏和防空气渗透性能极好。
雨幕原理是建筑防水设计的一个原理，它假定墙体外表面为一层“幕”，研究如何阻止雨水或雪融水透过这层幕的机理。
幕墙产生漏水现象，必须有三个条件，第一是水的存在，如下雨擦洗幕墙用水。第二，水运动途径，例如幕墙内外有缝隙或孔洞；第三，水运动的动力，有六种动力如：重力、动量、表面胀力、毛细现象、气流和压力差。压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因，幕墙外水分进入室内，除了必须有破口或是裂缝存在，还必须要求室外的压力比室内压力大。如果室內的压力与室外压力相等，甚至大于室外压力，即使有破口或是裂缝存在，水分也不会进入墙内。
一般传统防水方式是尽量设法在漫长的接缝处减少可能发生的开口，如用各种密封胶，胶条对接触缝密封堵塞。单元式幕墙的防水则是用对雨水疏导的方式，引水入等压腔内，再引水流出墙体（图2，图3）。为了达到等压，将部分或所有接缝维持开放，但是等压腔并不是一个通气的空间，必须限制在一定范围的通气空间，才能有效地产生等压效应。为了达到完全等压效应，“等压腔”内的压力必须随时维持大于或等于室外的压力。等压原理是雨幕原理中进行外墙防水的最有效途径。其核心思想是“雨幕” 两侧的压力达到平衡，消除渗漏三要素中的 “作用”，尤其是风压的作用。实际应用中，真正达到等压并非易事，如自然界中风速是随机的，造成的波动风压很难使“雨幕”两侧时时等压。
图 2 大倾角水槽料构造排水示意图
图 3 小间隙配合单元幕墙系统局部构造示意图
3.2 幕墙施工安装设计
幕墙的单元件高度为楼层高度，宽度为 1.5m 左右。幕墙单元直接挂在楼层预埋件上，传力简捷安装维修方便。单元式幕墙所有工程均可在楼层内完成，安装时安装工人只需在室内操作，安全有保证，较少采用外部脚手架，吊篮，对土建方配合要求也大量减少。 单元式幕墙从楼层下方向上方安装能够和土建配合同步施工，大大缩短了工程周期。可与土建主体结构同步施工，有利于缩短整体建筑施工周期。
3.3 幕墙单元板块的加工设计
单元幕墙板块全部在工厂完成高精度组装，把玻璃、铝板或其它材料在加工厂内组装在一个单元件上，促进了建筑工业化程度，减少了现场工作量，加工组装精度高。运至现场直接吊装，无需现场打胶，大大加快了施工速度，提高施工质量，保证良好的幕墙性能。
因为单元件在加工厂内整件组装，易于在工厂内进行检查，有利于保证多元化整体质量，保证了幕墙的工程质量。安装快捷，施工周期短，易于保证安装精度，便于成品保护。
3.4 单元式幕墙的抗变形设计
玻璃幕墙单元板块通过组合连接件及预埋件与主体结构连接，设置不锈钢调节螺栓实现板块的调整。单元件安装联接接口构造设计能吸收层间变位及单元变形，通常可承受较大幅度建筑物移动，对高层建筑和钢结构类型建筑特别有利。板块之间采用插接方式连接，设计了抗震消能复位装置，抗震能力强（图4、图5）。
图5 三维可调连接件背视角示意图
在系统缺陷，不能实现畅通运行，给客户使用带来极大不便。这就要求国内生产商要加强合作意识，站在共赢的角度，分工合作，共同打造适合中国本地企業的人力资源信息系统。同时，国家人力资源管理部门应该站在行业的高度，制定相关法律法规，统一人力资源行业的产品标准，包括人力资源信息化系统的统一标准。明文规定人力资源产品的开发准则，相关软件的兼容性要符合大众系统需求，产品升级能够持续，后期保养有专门机构负责。人力资源行业协会增加监管人力资源信息化产品市场的功能，及时更正不正当竞争，鼓励合法竞争、协作开发，为我国人力资源信息化提供品。
3.5 单元式幕墙的密封设计
单元式幕墙可以用设计达到及保持双层密封系统。安装后的单元式幕墙，单元件和单元件之间，板块接缝处全部采用专用耐老化胶条密封，使幕墙具有自洁功能，表面受污染程度低。采用干式材料密封，适应温差变形、层间位移等各种变位的能力强，单元板块之间均为软性接触，把因温差，层间位移，振动所产生的噪音降至最低（图6）。
图6 单元式板块十字节点断面示意图
三.结束语
单元式幕墙和框架式幕墙各有优缺点，不论哪种幕墙都必须满足一般的设计和功能准则，根据具体的案例需要来满足建筑的需要，以达到设计所需的效果。项目所采用的单元式幕墙体系不管是在安装、加工制造、以及防水构造上都有其先进性，有利于提高围护体系的水密性、气密性、风压变形、保温等整体性能，提高外立面整体美观效果，为以后的幕墙工程提供了良好的参考和借鉴意义。