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【摘 要】 我国各大城市的大部分建筑工程都是大量采用幕墙结构为外围的建筑式,其中比较具有代表性的就是单元式玻璃幕墙。单元式玻璃幕墙是将玻璃幕墙分拆成局部小块板块,在工厂将板块龙骨、玻璃的加工、拼装工序完成后,运至工地,在工地直接吊挂安装完成。在当前的建筑中单元式幕墙作为一种新的幕墙形式被广泛的采用,随着社会经济的快速发展,对单元式幕墙的设计提出了更高的要求,在单元式幕墙设计的过程中,我们要不断解决出现的问题,提高单元式幕墙的设计水平。
【关键词】 单元式幕墙;设计分析
引言
随着当前社会经济的不断发展,各种设计模式的幕墙被不断的应用,单元式幕墙设计作为当前比较高档的幕墙设计已经被广泛的使用。单元式幕墙在幕墙的发展过程中起到了举足轻重的作用,但是,在幕墙的设计过程中也存在一些问题,无法满足市场的需求,在一定程度上影响了单元式幕墙在当前建筑工程中的应用和推广。
一、单元幕墙的主要形式特点
单元式幕墙主要是指由各种墙面板与支承框架在工厂车间内制成完整的幕墙结构基本单位,与建筑主体结构上预先设置调整好的挂接件精确连接的建筑幕墙。
其主要可分为“单元式幕墙”和“半单元式幕墙”(坚挺单元式幕墙),单元式幕墙是一种结构合理、使用功能好、实用安全的幕墙系统。它具有许多发展优势,例如:单元式幕墙的单元件宽度一般为 1.2-1.5 米左右,高度为楼层高度,因此,它安装方便(可直接挂在楼层预埋件上)、传力简捷;能促进建筑工业化程度,玻璃、铝板以及其它材料可以在加工厂内组装在一个单元件上,在同一工厂车间内完成,有易于进行检查,利于保证幕墙的工程质量及多元化整体质量;单元式幕墙从楼层下方向上方安装及均可在楼层内完成的特点能缩短和简化工程周期;单元式幕墙的单元件安装联接接口构造设计能很好的预防单元变形和层间变位,因此能承受建筑物较大幅度移动的情况,特别有利于高层建筑和钢结构类型建筑。单元式幕墙墙体预埋件位置及安装精确度较高,幕墙框件接缝紧密排成直行,可以用设计达到及保持双层密封系统;单元式幕墙采用等压原理,能够很好的解决幕墙漏水问题。
二、单元式幕墙设计中常存在的问题
2.1单元式幕墙系统未设计好排水系统
单元式幕墙利用等压原理,通过幕墙主、横梁的对插,形成内、外两个空腔,内、外腔通过幕墙横梁的泄水孔达到等压,在没有压力差作用下,雨水不会进入内腔,但在室外风压变化瞬时,内、外腔存在压力差。传统的单元幕墙系统中单元上横梁的内、外腔直接通过泄水孔连通且基本在同一标高,雨水在压力差作用下从外腔沿泄水孔进入内腔,当较多雨水进到内腔时, 有可能从内层密封胶条处渗进室内;有组织排水单元幕墙系统中,内、外腔不直接连通,而是在上单元横梁处设置横向排水管,进入内腔的渗漏水通过泄水孔排到横向排水管,再经过排水孔并沿着主梁外竖腔排放到下层单元上横梁外腔处向外排出,通过有组织排水,能提高幕墙系统的防水性能。
2.2 封口设计不合理
单元式幕墙经过对插完成接缝时,在连接的上下左右四个单元组件中必然会出现一个缝隙,进而造成水气渗漏,如果不完善封口构造,将造成难以弥补的损失。大多数板块型材断面的设计注重安全性忽略了其他性能,加上组合零件数量多,增多了安装过程中的缝隙,使得水漏现象严重。目前封口方法主要有两种:横锁型和横滑行。横锁型适应于各种角度的对插,但集水排水功能差。横滑型方法虽然有较好的集水、排水功能,但封口板仅适用于一个平面内的单元组件对插,在90度对插等情况下就不适用了。
2.3单元上横梁未设置排水坡度
由于每个单元板块的单元上横梁在上单元板块的下部,进入内腔的水都经过并通过该横梁向外排出,如该横梁不设置排水坡度, 在水进入横梁内腔后则不易向外排出,水长时间滞留在横梁内腔后,不仅对铝合金型材的防腐性能产生影响,而且在风荷载及雨水都很大的情况下,进入内腔的水易于倒灌进室内(特别是传统的单元式幕墙系统,更应设置排水坡度)。
2.4最底部的单元板块未设置排水系统
单元式幕墙系统中,进入内腔的水在经过单元板块下泄后,均通过下部的单元横梁向外排出,最底部单元板块的下部应增设通长的单元上横梁,以满足排水功能。如未设置下部的排水构造,单元立柱会一直延伸至下部,则不满足系统的排水功能,雨水直接从单元立柱向下渗漏到结构内部。
三、单元式幕墙设计要点分析
3.1强化单元板块的安装合理性、科学性
采用先进的双轨道系统,通过电动吊篮的自由移动,进行挂件安装、防线测量、清理埋件等工作,在内轨道安装电动葫芦,安装板块,既减少了机具的多次使用,又提高了安全性能。在吊装过程中应安排专门人员在板块吊装的上一层负责指挥,并保证板块吊装经过的每一层都有人员监控,时刻观察板块的上升情况。采用上述科学方法才能保证安装更合理、有效。
3.2优化封口技术设计
在断面设计方面,为保证等压腔正常发挥作用,应合理选择材质和咬合位置,预留安装槽口,还要尽量减少断面种类和零件数量。胶条的设计也是一个重要环节,所以胶条的选材、断面形式、压缩量等都很关键。选材时应考虑材料的低温脆性,在设计中,必须合理确定硬度和压缩比,确定合理的断面形式。单元组件接缝处会留有空腔,为此我们可利用雨幕原理优化封口,阻止水渗漏的发生。通过在接缝外侧设置雨披,在两单元组件连接部位仅留一个小口,通过室外空气的流通保持平衡的压力,这样从左到右,自上而下的就形成了一个连续的雨幕,大量雨水会被雨披阻止在外壁,经小开口进入的少量雨水,可通过集水槽排至室外,然后顺着面板下泄,因接缝与排水孔距离较远,在缝隙周围不会产生聚水现象。这种方式是目前提高幕墙水密性比较理想的做法,符合理想幕墙形式的要求。
3.3优化收口技术设计
在进行单元组件对插时,应充分考虑最后一个单元组件的接缝方法,鉴于收口技术的复杂性,应最好在每层都设一个收口点,因此在设计时应保证收口点位置的准确和方法的合理性,特别是在设计总施工图时要格外注意横向一、一的对插特点,必须将施工设备放置在收口位置,杜绝随意放置,以免因中断安装造成空位,影响安装质量和效果。
3.4确保单元式幕墙与主体结构之间的密切连接
为确保单元式幕墙和主体结构连接密切,必须要改进、优化幕墙的上墙方式和锚固件形式,实际施工中会在两个上墙点中选择一个进行位移限制,采取可活动的方式连接另一端,这样既使板块和主体结构相对位置保持不变,又可自由收缩以适应因温度变化、地震等引起的热胀冷缩。要特别强调单元组件自身的安装偏差直接关系到与主体结构的连接是否密切,只有严格把关,按照标准规范操作,减小单元组件的偏差,才能保证单元组件和主体结构连接的配合公差在允许范围内。
四、结束语
近些年单元式幕墙在国内高速发展,对美观、功能、质量的要求越来越高。相对其他类型的幕墙来说,安装速度快,施工周期短,成本較低,所以保证单元式幕墙的高质量、高效益具有重要的现实意义。因此我们必须完善技术设计,针对问题进行分析、创新以弥补不足,争取研究更先进的技术使单元式幕墙在保证质量的同时向环保节能方向发展,为人类创造更大的便利和效益。
参考文献:
[1]陈旭东.单元式幕墙的关键技术问题分析[J].四川建材,2011(5);
[2]张芹主编.新编建筑幕墙技术手册.山东科学技术出版社.2003-11;
[3]张波,金鑫.浅谈单元式幕墙防水构造设计要点[J].才智.2010;
[4]季永鑫.单元式幕墙设计的几个问题[J].门窗.2012。
【关键词】 单元式幕墙;设计分析
引言
随着当前社会经济的不断发展,各种设计模式的幕墙被不断的应用,单元式幕墙设计作为当前比较高档的幕墙设计已经被广泛的使用。单元式幕墙在幕墙的发展过程中起到了举足轻重的作用,但是,在幕墙的设计过程中也存在一些问题,无法满足市场的需求,在一定程度上影响了单元式幕墙在当前建筑工程中的应用和推广。
一、单元幕墙的主要形式特点
单元式幕墙主要是指由各种墙面板与支承框架在工厂车间内制成完整的幕墙结构基本单位,与建筑主体结构上预先设置调整好的挂接件精确连接的建筑幕墙。
其主要可分为“单元式幕墙”和“半单元式幕墙”(坚挺单元式幕墙),单元式幕墙是一种结构合理、使用功能好、实用安全的幕墙系统。它具有许多发展优势,例如:单元式幕墙的单元件宽度一般为 1.2-1.5 米左右,高度为楼层高度,因此,它安装方便(可直接挂在楼层预埋件上)、传力简捷;能促进建筑工业化程度,玻璃、铝板以及其它材料可以在加工厂内组装在一个单元件上,在同一工厂车间内完成,有易于进行检查,利于保证幕墙的工程质量及多元化整体质量;单元式幕墙从楼层下方向上方安装及均可在楼层内完成的特点能缩短和简化工程周期;单元式幕墙的单元件安装联接接口构造设计能很好的预防单元变形和层间变位,因此能承受建筑物较大幅度移动的情况,特别有利于高层建筑和钢结构类型建筑。单元式幕墙墙体预埋件位置及安装精确度较高,幕墙框件接缝紧密排成直行,可以用设计达到及保持双层密封系统;单元式幕墙采用等压原理,能够很好的解决幕墙漏水问题。
二、单元式幕墙设计中常存在的问题
2.1单元式幕墙系统未设计好排水系统
单元式幕墙利用等压原理,通过幕墙主、横梁的对插,形成内、外两个空腔,内、外腔通过幕墙横梁的泄水孔达到等压,在没有压力差作用下,雨水不会进入内腔,但在室外风压变化瞬时,内、外腔存在压力差。传统的单元幕墙系统中单元上横梁的内、外腔直接通过泄水孔连通且基本在同一标高,雨水在压力差作用下从外腔沿泄水孔进入内腔,当较多雨水进到内腔时, 有可能从内层密封胶条处渗进室内;有组织排水单元幕墙系统中,内、外腔不直接连通,而是在上单元横梁处设置横向排水管,进入内腔的渗漏水通过泄水孔排到横向排水管,再经过排水孔并沿着主梁外竖腔排放到下层单元上横梁外腔处向外排出,通过有组织排水,能提高幕墙系统的防水性能。
2.2 封口设计不合理
单元式幕墙经过对插完成接缝时,在连接的上下左右四个单元组件中必然会出现一个缝隙,进而造成水气渗漏,如果不完善封口构造,将造成难以弥补的损失。大多数板块型材断面的设计注重安全性忽略了其他性能,加上组合零件数量多,增多了安装过程中的缝隙,使得水漏现象严重。目前封口方法主要有两种:横锁型和横滑行。横锁型适应于各种角度的对插,但集水排水功能差。横滑型方法虽然有较好的集水、排水功能,但封口板仅适用于一个平面内的单元组件对插,在90度对插等情况下就不适用了。
2.3单元上横梁未设置排水坡度
由于每个单元板块的单元上横梁在上单元板块的下部,进入内腔的水都经过并通过该横梁向外排出,如该横梁不设置排水坡度, 在水进入横梁内腔后则不易向外排出,水长时间滞留在横梁内腔后,不仅对铝合金型材的防腐性能产生影响,而且在风荷载及雨水都很大的情况下,进入内腔的水易于倒灌进室内(特别是传统的单元式幕墙系统,更应设置排水坡度)。
2.4最底部的单元板块未设置排水系统
单元式幕墙系统中,进入内腔的水在经过单元板块下泄后,均通过下部的单元横梁向外排出,最底部单元板块的下部应增设通长的单元上横梁,以满足排水功能。如未设置下部的排水构造,单元立柱会一直延伸至下部,则不满足系统的排水功能,雨水直接从单元立柱向下渗漏到结构内部。
三、单元式幕墙设计要点分析
3.1强化单元板块的安装合理性、科学性
采用先进的双轨道系统,通过电动吊篮的自由移动,进行挂件安装、防线测量、清理埋件等工作,在内轨道安装电动葫芦,安装板块,既减少了机具的多次使用,又提高了安全性能。在吊装过程中应安排专门人员在板块吊装的上一层负责指挥,并保证板块吊装经过的每一层都有人员监控,时刻观察板块的上升情况。采用上述科学方法才能保证安装更合理、有效。
3.2优化封口技术设计
在断面设计方面,为保证等压腔正常发挥作用,应合理选择材质和咬合位置,预留安装槽口,还要尽量减少断面种类和零件数量。胶条的设计也是一个重要环节,所以胶条的选材、断面形式、压缩量等都很关键。选材时应考虑材料的低温脆性,在设计中,必须合理确定硬度和压缩比,确定合理的断面形式。单元组件接缝处会留有空腔,为此我们可利用雨幕原理优化封口,阻止水渗漏的发生。通过在接缝外侧设置雨披,在两单元组件连接部位仅留一个小口,通过室外空气的流通保持平衡的压力,这样从左到右,自上而下的就形成了一个连续的雨幕,大量雨水会被雨披阻止在外壁,经小开口进入的少量雨水,可通过集水槽排至室外,然后顺着面板下泄,因接缝与排水孔距离较远,在缝隙周围不会产生聚水现象。这种方式是目前提高幕墙水密性比较理想的做法,符合理想幕墙形式的要求。
3.3优化收口技术设计
在进行单元组件对插时,应充分考虑最后一个单元组件的接缝方法,鉴于收口技术的复杂性,应最好在每层都设一个收口点,因此在设计时应保证收口点位置的准确和方法的合理性,特别是在设计总施工图时要格外注意横向一、一的对插特点,必须将施工设备放置在收口位置,杜绝随意放置,以免因中断安装造成空位,影响安装质量和效果。
3.4确保单元式幕墙与主体结构之间的密切连接
为确保单元式幕墙和主体结构连接密切,必须要改进、优化幕墙的上墙方式和锚固件形式,实际施工中会在两个上墙点中选择一个进行位移限制,采取可活动的方式连接另一端,这样既使板块和主体结构相对位置保持不变,又可自由收缩以适应因温度变化、地震等引起的热胀冷缩。要特别强调单元组件自身的安装偏差直接关系到与主体结构的连接是否密切,只有严格把关,按照标准规范操作,减小单元组件的偏差,才能保证单元组件和主体结构连接的配合公差在允许范围内。
四、结束语
近些年单元式幕墙在国内高速发展,对美观、功能、质量的要求越来越高。相对其他类型的幕墙来说,安装速度快,施工周期短,成本較低,所以保证单元式幕墙的高质量、高效益具有重要的现实意义。因此我们必须完善技术设计,针对问题进行分析、创新以弥补不足,争取研究更先进的技术使单元式幕墙在保证质量的同时向环保节能方向发展,为人类创造更大的便利和效益。
参考文献:
[1]陈旭东.单元式幕墙的关键技术问题分析[J].四川建材,2011(5);
[2]张芹主编.新编建筑幕墙技术手册.山东科学技术出版社.2003-11;
[3]张波,金鑫.浅谈单元式幕墙防水构造设计要点[J].才智.2010;
[4]季永鑫.单元式幕墙设计的几个问题[J].门窗.2012。