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摘要：城市大部分建筑都采用幕墙材料进行装饰，因其美观、装饰方便而得以广泛应用到各类建筑项目中。本文根据笔者多年从事幕墙工程实践，对单元式幕墙的设计与优点进行探讨，供同行借鉴参考。
关键词：单元式幕墙；框架式幕墙；雨幕原理
一、建筑幕墙阐述
幕墙接其材料可分为铝台金玻璃幕墙、铝板幕墙（铝舍金单板或复舍铝板）钢板幕墙，石板幕墙、陶瓷板幕墙以及用上述材料组合而成的组合式幕墙。按外形可分为：平直幕墙、折线幕墙、圆弧幕墙、曲面幕墙、异形幕墙等。按结构形式可分为：有框幕墙、隐框幕墙和半隐框幕墙。由于上述各种幕墙使建筑物墙面建筑造型新颖多变，虚实对比强烈，环境色彩鲜艳明快，给人们以喜闻乐见的建筑艺术形象，使城市增加了无穷的魅力。
单元式幕墙主要可分为：单元式幕墙和半单元式幕墙又称竖梃单元式幕墙，半单元式幕墙又可分为立梃分片单元组合式幕墙和窗间墙单元式幕墙。上述单元式幕墙分类有所不同，但其基本原理完垒一致。它和框架式幕墙在制作原理和设计施工上有着本质上的差异。现将单元式幕墙的特点介绍如下：
单元式幕墙解决了幕墙漏水问题：幕堵产生漏水现象，必须有三个条件，第一是水的存在，如下雨或当清洗幕墙用水。第二，水运动途径。第三，水运动的动力，有六种动力。它们是重力、动量、表面胀力、毛细现气流象和压力差。压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因。幕墙外水份。不论是雨水或洗窗水进入室内，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。如果室内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，水份也不会进入墙内。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、胶条对接缝密封堵塞，新的防水方式是用疏导的方式，先引水入等压腔内，再引水流出墙体。为了达到等压，单元式幕墙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同，它必须被限制在一定范围的通气空间，才能有效的地产生等压效应，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。但是我们知道建筑物表面的压力是随风速而随时变化的。建筑物愈高愈大，压力差也就愈明显。接近地面的正风压比高处正风压小；立面中央正风压比角落正风压太；同一根横料可能一端受正压，另一端受负压，再加上其它因素影响使得等压效应的设计更加复杂困难，因此要求高技术和高质量加工予以解决等压原理是单元式幕墙独特的核心。
二、某建筑幕墙工程设计及应用
（1）项目概况
建筑总共二十八层，建筑高耸且充满几何感的造型，与周围建筑体量上产生对比，以外立面材料体现建筑的气质及突出自身横向的动感。外立面造型简洁、檐口标高较高，立面为横向划分。采用单元式幕墙形式，材料的选择主要以玻璃幕墙和石材、金属装饰线脚为主，突出时尚与简约的设计风格。
（2）幕墙组成说明
根据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 建筑单元式幕墙组成
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
1.幕墙的防水设计
建筑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。
图2 大倾角水槽料构造排水示意图
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。如果室内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。
图3 小间隙配合单元幕墙系统局部构造示意图
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。
2.幕墙施工安装设计
建筑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.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。
因為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。
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 4 三维可调连接件示意图
图5 三维可调连接件背视角示意图
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
本项目所采用的单元式幕墙体系不管是在安装、加工制造、以及防水构造上都具有先进性，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。
参考文献：
[1]JGJ102-2003.玻璃幕墙工程技术规范.中国建筑工业出版社。
关键词：单元式幕墙；框架式幕墙；雨幕原理
一、建筑幕墙阐述
幕墙接其材料可分为铝台金玻璃幕墙、铝板幕墙（铝舍金单板或复舍铝板）钢板幕墙，石板幕墙、陶瓷板幕墙以及用上述材料组合而成的组合式幕墙。按外形可分为：平直幕墙、折线幕墙、圆弧幕墙、曲面幕墙、异形幕墙等。按结构形式可分为：有框幕墙、隐框幕墙和半隐框幕墙。由于上述各种幕墙使建筑物墙面建筑造型新颖多变，虚实对比强烈，环境色彩鲜艳明快，给人们以喜闻乐见的建筑艺术形象，使城市增加了无穷的魅力。
单元式幕墙主要可分为：单元式幕墙和半单元式幕墙又称竖梃单元式幕墙，半单元式幕墙又可分为立梃分片单元组合式幕墙和窗间墙单元式幕墙。上述单元式幕墙分类有所不同，但其基本原理完垒一致。它和框架式幕墙在制作原理和设计施工上有着本质上的差异。现将单元式幕墙的特点介绍如下：
单元式幕墙解决了幕墙漏水问题：幕堵产生漏水现象，必须有三个条件，第一是水的存在，如下雨或当清洗幕墙用水。第二，水运动途径。第三，水运动的动力，有六种动力。它们是重力、动量、表面胀力、毛细现气流象和压力差。压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因。幕墙外水份。不论是雨水或洗窗水进入室内，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。如果室内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，水份也不会进入墙内。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、胶条对接缝密封堵塞，新的防水方式是用疏导的方式，先引水入等压腔内，再引水流出墙体。为了达到等压，单元式幕墙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同，它必须被限制在一定范围的通气空间，才能有效的地产生等压效应，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。但是我们知道建筑物表面的压力是随风速而随时变化的。建筑物愈高愈大，压力差也就愈明显。接近地面的正风压比高处正风压小；立面中央正风压比角落正风压太；同一根横料可能一端受正压，另一端受负压，再加上其它因素影响使得等压效应的设计更加复杂困难，因此要求高技术和高质量加工予以解决等压原理是单元式幕墙独特的核心。
二、某建筑幕墙工程设计及应用
（1）项目概况
建筑总共二十八层，建筑高耸且充满几何感的造型，与周围建筑体量上产生对比，以外立面材料体现建筑的气质及突出自身横向的动感。外立面造型简洁、檐口标高较高，立面为横向划分。采用单元式幕墙形式，材料的选择主要以玻璃幕墙和石材、金属装饰线脚为主，突出时尚与简约的设计风格。
（2）幕墙组成说明
根据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 建筑单元式幕墙组成
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
1.幕墙的防水设计
建筑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。
图2 大倾角水槽料构造排水示意图
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。如果室内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。
图3 小间隙配合单元幕墙系统局部构造示意图
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。
2.幕墙施工安装设计
建筑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.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。
因為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。
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 4 三维可调连接件示意图
图5 三维可调连接件背视角示意图
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
本项目所采用的单元式幕墙体系不管是在安装、加工制造、以及防水构造上都具有先进性，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。
参考文献：
[1]JGJ102-2003.玻璃幕墙工程技术规范.中国建筑工业出版社。