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【摘 要】 单元式幕墙在超高层建筑外装饰中使用的越来越广泛。然而在设计和施工过程中，其多多少少还是存在一些问题，本文从单元式幕墙的原理、特性等方面着手，对超高层建筑单元式幕墙的设计工作进行了探讨。
【关键词】 超高层;单元式幕墙;设计
引言：
建筑幕墙是包含了建筑技术、功能和艺术的一种建筑物外围护结构，伴随着社会的快速发展，在超高层建筑中应用的十分廣泛。单元式幕墙属于高档产品，自使用以来深受业主和建筑师的青睐。从二十世纪九十年代开始我国就已经开始使用单元式幕墙，经过多年的时间和总结，已经形成了具有中国特色的单元式幕墙系统理论。
1、幕墙施工的特点
由于建筑幕墙施工技术的特殊性，决定了它的安全管理与一般建筑工程施工有许多相似点，但也有许多不同点。不同点：（1）建筑幕墙施工地点比较分散，因此在安全管理方面必然受到不同地点和不同内外环境条件的制约;（2）建筑幕墙是建筑物的外立面，即施工的最后一步，所以在施工时多采用露天作业和外脚手架作业，但由于外脚手架经长期的日晒雨淋在使用时会存在较多的事故隐患;（3）由于建筑幕墙的施工作业正随着建筑物向超高层的方向发展，更多地使用升降式脚手架，而很多施工单位升降式脚手架又被吊篮作业代替，增加了高空作业的风险系数;（4）在建筑幕墙结构施工过程中，高空作业、焊接时焊花四溅、使用双面胶带、填充棒等材料，极易形成火灾隐患，给安全管理带来诸多的不便。
2、幕墙设计存在的问题
我国幕墙设计起步较晚，由于它是建筑设计体系中一个相当重要的环节，而又没有纳入到建筑设计的管理体系中去，且建设规划、建筑设计与管理部门对它的认识较浮浅，所以这些对我国建筑设计与施工水平的真正提高是相当不利的。又因为幕墙工程建设与幕墙技术的进步受到了幕墙设计与施工一体化机制的影响，所以现在最令我们担忧的问题是，没有专业幕墙监理的情况下幕墙工程的质量安全，它存在的安全隐患、材料浪费等一系列问题远比设计施工一体化带来的效益方面更受关注。
3、单元式幕墙设计要点分析
单元式玻璃幕墙系统采用等压原理设计，玻璃板块重力由铝托块承受。幕墙单元板块使用铝合金支座系统，通过预埋件固定于混凝土结构上。单元式幕墙主要优越性在于前期制作工作量是在工厂完成的，这样它可以和建筑主体结构施工同步进行。待建筑物封顶或完成一定高度后即可用最快的速度完成安装，使建筑物完成外维护结构封闭，因而能大大缩短工期。幕墙单元板块以平面分格尺寸为板块宽度尺寸，以一个楼层高度为板块高度尺寸。板块的左右和上下各有一对配合插接型材，与玻璃等面材组成单元板块。单元横梁通过紧固螺丝固定在单元立柱上，玻璃板块采用硅酮结构密封胶粘结或铝合金附框连接固定在由单元立柱和单元横梁组成的铝合金框架上。
3.1幕墙立面造型分析
HT项目塔楼分为1号和2号塔楼，幕墙形式主要为单元式幕墙，标准层高4.3m。层间梁位置玻璃幕墙分格高900mm，层间梁下分格高600mm（外悬窗）。大分格高2800mm，水平分格为1250mm与550mm两种。在每个单元板块设置300mm宽的大装饰线条，从首层至屋顶层直线贯通，使得大楼立面形成强烈的竖向线条感。在550mm分格处设置了白色彩釉玻璃，用圆形点状表现出穿孔效果。使得大楼立面效果强烈，形成了独特的建筑风格。
3.2单元式幕墙主要材料
（1）铝材。选用国产优质铝合金，氟碳喷涂银白色。
（2）玻璃。大分格采用8+1.52pvb十8（半钢化夹胶）双银LOW-E12A十8（钢化）中空玻璃，膜层位于第四面（夹胶玻璃内侧）;小分格采用同等厚度60%外白色彩釉玻璃。
（3）铝板。3mm厚国产优质氟碳喷涂银白色单层铝板。
（4）密封及结构胶。国产优质硅酮结构和硅酮密封胶。
（5）密封胶条和密封垫。采用三元乙丙（EPDM）材料。
3.3水密性设计
3.3.1、设计原理
单元幕墙的水密性设计原理是将幕墙的水密线和气密线分离处理。即通过单元幕墙的插接构造及挡水胶条的设置使单元板块的插接部位形成多个与室外环境连通的等压腔，从而使少量进入型腔内的雨水可以顺利的排出室外，保证幕墙靠近室内侧的气密线部位没有水的存在，实现幕墙的优良水密性能。横滑式单元幕墙的水密性设计包括阻挡大量水进入的防水设计和将进入型腔的少量水排出的排水设计。
3.3.2、防水设计
（1）挡水设计
单元式幕墙通常采用胶条挡水，挡水胶条是幕墙的第一道密封结构，通常称尘密线。它的作用是披挡灰尘及大部分的雨水进入型腔。挡水胶条在正常使用状态下应具有一定的压缩量，从而可以保证幕墙板块在温度等外力作用下发生变位时，挡水胶条仍具有一定的密封能力。
（2）插接部位的密封处理
单元幕墙的第一道插接密封是幕墙的水密线，应按单元插接原理合理设置单元插接刺，并合理设计密封胶条，保证在整个幕墙系统中无密封间断点的存在。
3.3.3、排水设计
（1）等压腔的设置
一般情况下，幕墙的插接型腔内存在至少两个等压腔。根据插接结构及挡水胶条的不同，还可以形成更多的等压腔，如上图中的等压腔Ⅰ、等压腔Ⅱ和等压腔Ⅲ。在挡水胶条的室外侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅰ与室外环境形成等压。在挡水胶条的室内侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅱ与等压腔Ⅰ形成等压。在上横框的第一道插接刺上开设排水孔，使等压腔Ⅲ与等压腔Ⅱ形成等压。
（2）单元幕墙排水路线
室外的雨水可以通过两种途径进入型材的等压腔内，即横框的挡水胶条搭接处和竖框的挡水胶条搭接处。通过横框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以通过挡水胶条室外侧挡刺上的排水孔排出，另一部分进入等压腔Ⅱ的雨水也会在重力作用下通过挡水胶条上的排水孔直接排出，还会有极少量雨水进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。通过竖框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以直接落到上横框的披水胶条或披水板上，随横框等压腔Ⅰ中的雨水一起排出。另一部分进入等压腔Ⅱ的大部分雨水也会在重力作用下用下到上横框的披水胶条或披水板上，随横框等压腔Ⅱ中的雨水一起排出。还会有少量雨水会在风压及毛细作用下进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。
3.4气密性设计
3.4.1、设计原理
气密性设计原理是在单元幕墙的最后一道密封线通过胶条和闭合海绵以及密封胶的设置实现室内室外空气的隔绝。
3.4.2、实现方式
气密性设计需包括以下三个步骤：
（1）设置胶条。此处必须设置密封胶条进行密封，胶条的外形尺寸及槽口设计应采用与第一道插接密封相同的胶条尺寸及槽口设计。
（2）设置闭合海绵。
（3）密封胶密封。应在十字接缝室内侧打密封胶密封，保证密封线的连续完整性。
4、幕墙设计的发展方向
建筑幕墙自上世纪80年代在我国问世以来，呈现出大规模、高速度的发展态势，随着对建筑幕墙认识的深入，建筑节能也引起政府和社会的普遍关注，建筑设计正朝着与国际接轨、向国际化靠拢、建筑市场的国际化方向发展。
在20多年的发展过程中，尤其是我国的建筑玻璃幕墙，已占据了极大的市场份额，目前我国每年玻璃幕墙的建筑面积达500万平方米左右，市场前景依然看好。一个新生事物的兴盛，有其历史背景和社会动因，玻璃幕墙也不例外，它是我国经济繁荣和建筑科学进步的产物。随着我国国力的强盛、城市大规模建设的需要，一批批高层建筑、超高层建筑拔地而起，玻璃幕墙占据了绝对优势。
5、结束语
单元式幕墙技术已经逐渐成熟，物理性能要求也在不断提高，随着超高层建筑的增加，单元式幕墙已经成为了当前城市中的主角。单元式幕墙的设计是工程的重要环节，一旦出现错误将会造成不可估量的损失，因此，必须把控好设计阶段的每一个步骤，确保幕墙工程的质量。
参考文献：
[1]连世洪.高层建筑单元式幕墙现场安装的管理与控制[J].四川建材，2013，04：199-200+202.
[2]季永鑫.单元式幕墙设计的几个问题[J].门窗，2012，01：14-17.
【关键词】 超高层;单元式幕墙;设计
引言：
建筑幕墙是包含了建筑技术、功能和艺术的一种建筑物外围护结构，伴随着社会的快速发展，在超高层建筑中应用的十分廣泛。单元式幕墙属于高档产品，自使用以来深受业主和建筑师的青睐。从二十世纪九十年代开始我国就已经开始使用单元式幕墙，经过多年的时间和总结，已经形成了具有中国特色的单元式幕墙系统理论。
1、幕墙施工的特点
由于建筑幕墙施工技术的特殊性，决定了它的安全管理与一般建筑工程施工有许多相似点，但也有许多不同点。不同点：（1）建筑幕墙施工地点比较分散，因此在安全管理方面必然受到不同地点和不同内外环境条件的制约;（2）建筑幕墙是建筑物的外立面，即施工的最后一步，所以在施工时多采用露天作业和外脚手架作业，但由于外脚手架经长期的日晒雨淋在使用时会存在较多的事故隐患;（3）由于建筑幕墙的施工作业正随着建筑物向超高层的方向发展，更多地使用升降式脚手架，而很多施工单位升降式脚手架又被吊篮作业代替，增加了高空作业的风险系数;（4）在建筑幕墙结构施工过程中，高空作业、焊接时焊花四溅、使用双面胶带、填充棒等材料，极易形成火灾隐患，给安全管理带来诸多的不便。
2、幕墙设计存在的问题
我国幕墙设计起步较晚，由于它是建筑设计体系中一个相当重要的环节，而又没有纳入到建筑设计的管理体系中去，且建设规划、建筑设计与管理部门对它的认识较浮浅，所以这些对我国建筑设计与施工水平的真正提高是相当不利的。又因为幕墙工程建设与幕墙技术的进步受到了幕墙设计与施工一体化机制的影响，所以现在最令我们担忧的问题是，没有专业幕墙监理的情况下幕墙工程的质量安全，它存在的安全隐患、材料浪费等一系列问题远比设计施工一体化带来的效益方面更受关注。
3、单元式幕墙设计要点分析
单元式玻璃幕墙系统采用等压原理设计，玻璃板块重力由铝托块承受。幕墙单元板块使用铝合金支座系统，通过预埋件固定于混凝土结构上。单元式幕墙主要优越性在于前期制作工作量是在工厂完成的，这样它可以和建筑主体结构施工同步进行。待建筑物封顶或完成一定高度后即可用最快的速度完成安装，使建筑物完成外维护结构封闭，因而能大大缩短工期。幕墙单元板块以平面分格尺寸为板块宽度尺寸，以一个楼层高度为板块高度尺寸。板块的左右和上下各有一对配合插接型材，与玻璃等面材组成单元板块。单元横梁通过紧固螺丝固定在单元立柱上，玻璃板块采用硅酮结构密封胶粘结或铝合金附框连接固定在由单元立柱和单元横梁组成的铝合金框架上。
3.1幕墙立面造型分析
HT项目塔楼分为1号和2号塔楼，幕墙形式主要为单元式幕墙，标准层高4.3m。层间梁位置玻璃幕墙分格高900mm，层间梁下分格高600mm（外悬窗）。大分格高2800mm，水平分格为1250mm与550mm两种。在每个单元板块设置300mm宽的大装饰线条，从首层至屋顶层直线贯通，使得大楼立面形成强烈的竖向线条感。在550mm分格处设置了白色彩釉玻璃，用圆形点状表现出穿孔效果。使得大楼立面效果强烈，形成了独特的建筑风格。
3.2单元式幕墙主要材料
（1）铝材。选用国产优质铝合金，氟碳喷涂银白色。
（2）玻璃。大分格采用8+1.52pvb十8（半钢化夹胶）双银LOW-E12A十8（钢化）中空玻璃，膜层位于第四面（夹胶玻璃内侧）;小分格采用同等厚度60%外白色彩釉玻璃。
（3）铝板。3mm厚国产优质氟碳喷涂银白色单层铝板。
（4）密封及结构胶。国产优质硅酮结构和硅酮密封胶。
（5）密封胶条和密封垫。采用三元乙丙（EPDM）材料。
3.3水密性设计
3.3.1、设计原理
单元幕墙的水密性设计原理是将幕墙的水密线和气密线分离处理。即通过单元幕墙的插接构造及挡水胶条的设置使单元板块的插接部位形成多个与室外环境连通的等压腔，从而使少量进入型腔内的雨水可以顺利的排出室外，保证幕墙靠近室内侧的气密线部位没有水的存在，实现幕墙的优良水密性能。横滑式单元幕墙的水密性设计包括阻挡大量水进入的防水设计和将进入型腔的少量水排出的排水设计。
3.3.2、防水设计
（1）挡水设计
单元式幕墙通常采用胶条挡水，挡水胶条是幕墙的第一道密封结构，通常称尘密线。它的作用是披挡灰尘及大部分的雨水进入型腔。挡水胶条在正常使用状态下应具有一定的压缩量，从而可以保证幕墙板块在温度等外力作用下发生变位时，挡水胶条仍具有一定的密封能力。
（2）插接部位的密封处理
单元幕墙的第一道插接密封是幕墙的水密线，应按单元插接原理合理设置单元插接刺，并合理设计密封胶条，保证在整个幕墙系统中无密封间断点的存在。
3.3.3、排水设计
（1）等压腔的设置
一般情况下，幕墙的插接型腔内存在至少两个等压腔。根据插接结构及挡水胶条的不同，还可以形成更多的等压腔，如上图中的等压腔Ⅰ、等压腔Ⅱ和等压腔Ⅲ。在挡水胶条的室外侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅰ与室外环境形成等压。在挡水胶条的室内侧挡刺开排水孔，使等压腔Ⅱ与等压腔Ⅰ形成等压。在上横框的第一道插接刺上开设排水孔，使等压腔Ⅲ与等压腔Ⅱ形成等压。
（2）单元幕墙排水路线
室外的雨水可以通过两种途径进入型材的等压腔内，即横框的挡水胶条搭接处和竖框的挡水胶条搭接处。通过横框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以通过挡水胶条室外侧挡刺上的排水孔排出，另一部分进入等压腔Ⅱ的雨水也会在重力作用下通过挡水胶条上的排水孔直接排出，还会有极少量雨水进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。通过竖框的挡水胶条搭接处进入等压腔Ⅰ的水，一部分可以直接落到上横框的披水胶条或披水板上，随横框等压腔Ⅰ中的雨水一起排出。另一部分进入等压腔Ⅱ的大部分雨水也会在重力作用下用下到上横框的披水胶条或披水板上，随横框等压腔Ⅱ中的雨水一起排出。还会有少量雨水会在风压及毛细作用下进入等压腔Ⅲ，然后通过上横框的第一道插接刺上开设排水孔排到下层单元的等压腔Ⅱ中，直至最后排出室外。
3.4气密性设计
3.4.1、设计原理
气密性设计原理是在单元幕墙的最后一道密封线通过胶条和闭合海绵以及密封胶的设置实现室内室外空气的隔绝。
3.4.2、实现方式
气密性设计需包括以下三个步骤：
（1）设置胶条。此处必须设置密封胶条进行密封，胶条的外形尺寸及槽口设计应采用与第一道插接密封相同的胶条尺寸及槽口设计。
（2）设置闭合海绵。
（3）密封胶密封。应在十字接缝室内侧打密封胶密封，保证密封线的连续完整性。
4、幕墙设计的发展方向
建筑幕墙自上世纪80年代在我国问世以来，呈现出大规模、高速度的发展态势，随着对建筑幕墙认识的深入，建筑节能也引起政府和社会的普遍关注，建筑设计正朝着与国际接轨、向国际化靠拢、建筑市场的国际化方向发展。
在20多年的发展过程中，尤其是我国的建筑玻璃幕墙，已占据了极大的市场份额，目前我国每年玻璃幕墙的建筑面积达500万平方米左右，市场前景依然看好。一个新生事物的兴盛，有其历史背景和社会动因，玻璃幕墙也不例外，它是我国经济繁荣和建筑科学进步的产物。随着我国国力的强盛、城市大规模建设的需要，一批批高层建筑、超高层建筑拔地而起，玻璃幕墙占据了绝对优势。
5、结束语
单元式幕墙技术已经逐渐成熟，物理性能要求也在不断提高，随着超高层建筑的增加，单元式幕墙已经成为了当前城市中的主角。单元式幕墙的设计是工程的重要环节，一旦出现错误将会造成不可估量的损失，因此，必须把控好设计阶段的每一个步骤，确保幕墙工程的质量。
参考文献：
[1]连世洪.高层建筑单元式幕墙现场安装的管理与控制[J].四川建材，2013，04：199-200+202.
[2]季永鑫.单元式幕墙设计的几个问题[J].门窗，2012，01：14-17.