单元式幕墙节点设计的谈论

单元式幕墙节点设计的谈论

刘旭东

关键词：建筑工程；单元式幕墙；节点设计

1.单元式幕墙的特点

1.1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。

1.2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。

1.3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。

1.4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。

2.单元式幕墙节点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。加上单元式幕墙单元板块是在厂房里制作、组装完成的，能在现场直接安装到建筑主体结构上。无论是插接还是对接，单元板块在上下左右以及单元板块“十字”接口处均需要密封处理。如何从系统设计中处理好这些自由缝是解决单元式幕墙水密性的关键。

2.2单元板块的设计未考虑好幕墙防火系统的现场施工

现场的结构剪力墙、后砌砖墙或内装的施工是在幕墙施工之前进行的。由于单元板块在室外施工的技术很成熟，这种情况是能满足施工要求的，但还是要考虑好防火系统的现场施工。在单元板块、室内装修都完成的情况下，现场无法满足防火系统的安装。

2.3与主体结构之间的连接不够密切

单元式幕墙的构造和连接方式与元件式幕墙有着很大的区别，主要是靠主体结构上两个相邻单元组件的对插完成接缝的。由于幕墙的单元组件安装是在车间内完成的，所以与主体结构的安装要在室内一侧进行，如果两者的连接点在实体墙面上，实际操作就会有很大的难度。定位措施如果不当，会使安装精度和质量没有保证。如果主体结构上的单元组件和连接件配合公差较大，就无法安装到位，即使通过用力的敲击迫使单元组件到达相应的位置，也不能达到预期效果，使单元组件与主体结构连接松动，严密性降低，影响了幕墙整体的质量和性能。

2.4单元立柱的胶条未考虑系统的气密性及水密性

在单元式幕墙的系统设计中，胶条的设计也是非常重要的一个环节。它决定了单元式幕墙的水密性、气密性以及幕墙防水性能的耐久性。目前工程上所用的胶条都存在一些问题。一般情况下，由于胶条的加工、安装及单元板块现场安装过程中出现的误差等原因，最外层的胶条相互之间的密封性能会减弱，同时影响了整个幕墙系统的气密性及水密性能。

3.单元式幕墙节点设计问题的应对设计方法

3.1单元式幕墙防排水设计

作为外围护结构，幕墙系统必须具备防水和防渗漏功能，同时能将幕墙内部可能产生的渗漏水或冷凝水排到室外。幕墙型材的合理设计是防水的重要措施。依据雨幕原理进行构造设计，在型材上设置等压空腔和压力引入口，使空腔与室外空气流通，等压空腔内部压力通过压力引入口与外部压力平衡，将压力差移至接触不到雨水的室内一侧，于是有水处无风压力差，而有风压力差的部位又没有水，达到防止外部水利用压力差渗入幕墙内部的目的。

3.2防火防烟设计

3.2.1高大建筑最应该注意防火防烟。防火防烟不仅能保证幕墙的美观性，而且能对人们的生命财产安全提供防护。现代城市中火灾事故频繁发生，每次都会引起人员伤亡和大量的财产损失。因此防火防烟是幕墙设计的一个重点环节，在幕墙设计中起到防火防烟效果的是防火玻璃。幕墙设计采用防火玻璃装置，达到防火防烟的效果。防火玻璃采用单片防火玻璃以及其他材制品，目前技术主要使用的是单片铯钾玻璃。

3.2.2防火玻璃的其他物质防护。防火玻璃的支撑架一般采用金属材质，为了达到防护的作用，防火玻璃金属支撑架采用川钢结构。经过试验证明川钢密度大，在高温状况下能保持较长的时间不被融化。经过试验常用的铝制材料在遭遇高温时会迅速的融化，使防火墙和防火带失去防护效果，采用川钢能维护时间更长，并及时作出补救措施。

3.3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。

3.4胶条合理设计

由于胶条的加工、安装及单元板块现场安装过程中出现的误差等原因，最外层的胶条相互之间的密封性能会减弱，同时影响了整个幕墙系统的气密性及水密性能。因此，第一层的披水胶条应采用圆形，且其截面应加大，以能满足连接功能，在单元板块对插后，胶条相互之间挤压形成第一层而且很重要的密封层。另外，胶条的材质、延伸率、压缩量以及断面形式都很关键。单元式幕墙密封性胶条主要是三元乙丙（EPDM）胶条，这种材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐气候老化性、耐热老化性、耐水性，还具有较好的耐化学药品性，可以长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。EPDM橡胶有很多种牌号，不同的牌号各有不同的特点，因此，可以说三元乙丙橡胶的化学成分及配方决定了胶条的使用环境和工作性能。

结束语：建筑种类和形式的丰富化促使建筑构材也朝着多元化的方向发展，单元式幕墙作为现今普遍使用的一种墙体构造形式，无论是那种类型，其设计制作和安装使用过程中都会有很多值得注意的要点。幕墙作为永久性维护构件，一旦没有做好则很难维修、返工，并且严重影响到建筑工程的质量。因此，单元式幕墙在节点设计阶段就应该结合实际充分考虑到这些问题并加以改进完善，为建筑墙体构造提供坚实保障。

参考文献

[1]蒋显波.单元式幕墙在高层建筑中的应用[J].建筑施工技术.2011.

[2]刘铁宝.单元式幕墙节点设计要点[J].湖南建材.2012.

[3]甘勇.单元式幕墙节点设计的若干问题探讨[J].建筑工程技术与设计.2014.