单元组合幕墙的防渗防漏控制措施探讨

单元组合幕墙的防渗防漏控制措施探讨

张群

珠海兴业绿色建筑科技有限公司519085

摘要：随着社会的发展和人们对建筑要求的提高,具有良好保温和节能性能的单元式组合幕墙广泛用于建筑业中。“质量控制”这一话题无论是任何一个行业都必须高度关注。如何做好单元式组合幕墙施工管理需要每一位相关人员在实践中认真总结经验,探讨出一条适合现代建筑业安全施工管理的道路来。笔者通过多年的总结,就单元式组合幕墙设计和施工中如何提高幕墙渗漏性问题的讨论。

关键词：单元组合幕墙；防渗防漏；控制措施

1.常见形式及结构特点

单元式幕墙主要特点：

a．工业化生产，组装精度高，有效控制工程施工周期，经济效益和社会效益明显。

b．单元之间采用结构密封，适应主体结构位移能力强，适用于超高层建筑和钢结构高层建筑。

c．不需要在现场填注密封胶，不受天气对打胶的影响。

d．具有优良的气密性、水密性、风压变形及平面变形能力，可达到较高的环保节能要求。

（1）立柱+分片组合幕墙

其安装方法是先安装立柱,所以定位和安装较方便。幕墙单元件较小且轻,对运输、吊装都很方便。各分片单元可设计成玻璃、铝板、石材等,以满足建筑立面设计要求。立柱变位随楼层而变,分片单元随立柱变位,对层间变位有利。由于分片单元接缝较多,水密性和气密性在设计和施工中要重点考虑。各分片单元承受的荷载,最终全部传给立柱,故立柱截面较大。其结构形式如图1所示。

（2）楼层单元幕墙

其单元高度为楼层高度,故传力简捷,构造和安装简便。幕墙单元在工厂加工制作组装,与上种相比构件数量较少,促进了建筑工业化程度,加快安装速度,缩短了建设周期。幕墙单元在工厂加工制作,整体质量高,有利于幕墙单元的整体强度。幕墙单元的安装连接接口构造设计能吸收层间变位和单元变形,对超高层建筑和钢结构等类型建筑特别有利。幕墙单元尺寸较大,重量较重,对运输车辆和吊装机械有一定的要求。其结构形式如图2所示。

2.设计和施工要点

2.1受力及设计原理分析

新建工程要求根据建筑设计的要求配合结构设计,建筑结构设计时应预留幕墙安装尺寸,单元幕墙是由各单元组件嵌装连接组成建筑的外围护结构即单元幕墙,各单元间嵌装连接接口质量对幕墙性能起着非常重要作用。因此,确保各单元间嵌装连接接口处既要能够吸收各单元件制作、施工误差和层间变位,又要能保证接口处的水密性和气密性。

2.2主要幕墙物理技术性能

（1）风压变形性能

能抵抗2904Pa以上的风压。在此压力作用下,结构杆件的相对挠度不超过支点间距离的1/180,绝对挠度不超过20mm。

（2）空气渗透性能Ⅰ级

在静压100Pa作用下,幕墙固定部分每米接缝长度每小时的空气渗透量不超过0.05m3(可开启部分按《建筑幕墙物理性能分级》GB/T15225对照采用)。

（3）雨水渗漏性能Ⅱ级

每平方米面积幕墙在受到每分钟4L雨水喷洒,并在不低于1600Pa的压水作用下无严重渗漏现象发生(可开启部分按GB/T1522对照采用)。

（4）平面方向变形性能

在建筑结构任何方向位移不超过建筑物层高的1/250时不会发生严重破损。

（5）其他性能要求

具有较好的保温性,同时还能符合建筑防火规范及国家现行标准规范的要求。抗风压性能、空气渗透性能及雨水渗漏性能进行幕墙物理试验取得并加以验证。

3.防渗防漏处理原理及对策

3.1幕墙漏水的原因

(1)主要有孔隙、雨水和风压,因此,幕墙框格与嵌入体的缝隙及幕墙上开设外窗的缝隙的几何形状、尺寸和暴露状况,雨水大小,幕墙内外压差的高低对幕墙的雨水渗漏功能都有直接的影响。

(2)幕墙漏水形成过程

当风压和雨水同时作用在幕墙的表面时,雨水通过幕墙上的空隙直接溅向室内或顺着幕墙下淌,待到合适的条件即可以通过重力表面张力或毛细现象等渗入室内。若为幕墙开窗之处,流下的雨水一起积在窗下框的沟槽内,由这个积水层高度所形成压力和室内侧表面静压之和,如果大于室外侧风压时,水便从窗下框排至室外。反之,水就会由下框沟槽中溢至室内。

（3）渗入雨水质量公式及指导意义

式(1)表示雨水渗漏和室外压差间关系:

式中:W为渗入雨水质量;C为与孔隙几何形状有关的参数;为水的密度;k为发生渗漏的缝长与总缝长之比;d为缝隙宽度;L为缝隙长度;b为缝隙深度;为水的粘性系数;P为室内外压差;N为与缝隙几何形状与水的性质有关的系数。

由式(1)可以看出幕墙缝隙雨水渗漏的各有关因素及相互关系,这对缝隙设计有重要的指导意义。表征防止雨水渗漏功能优劣的水密性能,多以发生严重渗漏时的检测压差值来衡量。而以前一级检测压力差值来确定它的水平高低。为了评定产品质量优劣和设计选用适宜类型,有必要划分幕墙水密分级,其为在风雨同时作用下应保持不渗漏。以雨水不进入幕墙内表面的临界压力值为雨水渗漏性能的分级值。幕墙雨水渗漏试验的淋水量为4L/(min.m2)。

3.2抗渗的原理和方法

单元式幕墙在构造设计上有其特点,由于单元式幕墙单元件间的接缝靠上、下单元(左、右单元)杆件对插形成的,因此在上、下、左、右4个单元连接处有一贯通内外的空洞,对这个空洞堵塞,在设计型材时就要采用相应的设计,在安装过程中也要采取一些构造措施,对这个部位的处理,现在有两种方案,即横滑型和横锁型,这两种分类方法是根据地震作用下单元组件反应的差别来划分的。在左右相邻两单元组件上框中设封口板,用这个封口板将上、下、左、右4个单元组件结合部位内外贯通的开口封堵,由于这个封口板嵌在单元组件上框的滑槽内,它不限制上单元下框,在两相邻下单元组件上框内滑动,在地震作用下,建造物产生层间变位时,原来上下对齐的单元组件,在建筑物主体结构产生层间变位时,单元组件滑入与其对齐的下单元相邻的单元组件上框中,单元式幕墙由于这种滑动从而减少了单元组件本身的平面变形,以此减小渗漏的可能性。消除接触雨水的开启缝的开口处内外压差。此处的压差值是使雨水被挤压入缝隙内部的原动力。

3.3幕墙抗渗的具体措施

（1）消除压差开口法

最巧妙的方法就是在幕墙外侧缝隙孔洞处不设密封条,将密封处理移至室内侧开口处,即将压力差移至接触不到雨水的室内开口处,这样就做到有水处没有风压,而有压差的部位又没有水,即可避免雨水渗漏的可能。其细部如图3所示。

（2）密封平衡处理法

在开启缝室内侧开口处应密封。这样做是为了防止缝隙中出现高速气流,将雨水吸入室内。加高有积水可能的横梁型材的内侧翼缘的高度h,以提高防水渗漏。多次试验证明,内侧翼缘高度和所承受的临界检测风压值基本接近,因此提高横梁内侧翼缘高度是提高水密等级的有效途径。

（3）开口导水法

在幕墙框格型材上应设通畅的排水孔道系统,使型材槽内的雨水迅速排除干净,对提高水密性十分重要。其主要方法是合理布置排水系统,一般将镶嵌缝沿外侧布置,排水孔洞要均匀布置,其间距一般为500mm左右,拐角处孔距边角不小于20mm,但最大不超过100mm。为了避免在玻璃镶嵌槽内存水,需创造一定的压力平衡条件,上下横梁的排水孔,其间水平距离应在50mm以上,以防止空气串通,将雨水压入室内。其细部如图4所示。

4.工程中处理幕墙漏水注意事项

现场用耐候密封胶作防水密封处理。注硅酮耐候胶前,应清洁耐候胶与玻璃间的缝隙,不应有水、油渍、涂料、铁锈、水泥砂浆、灰尘等;应充分清洁粘结面,并加以干燥。玻璃一般采用甲苯或异丙醇作清洁剂。注胶应结合设计图纸注意控制胶的施工厚度,胶筒沿接缝应匀速移动,挤压胶枪力量也应均匀;胶层太薄不利于保证密封质量和防止雨水渗漏,而且对因铝板热胀冷缩产生的拉应力也不利;但也不能太厚,当硅酮耐候胶受拉力时,胶太厚容易被拉断破坏,使密封和防渗漏失效。

结语

由于建筑幕墙工程的特殊性，其质量控制主要以工程施工的事前控制以及事中控制为主。建筑幕墙工程的施工质量直接关系到人们的生命和财产安全，因此，工程的监理人员应当详细地掌握整个工程的施工工艺流程，加强对幕墙施工过程的质量管理，施工前提出相应的质量控制以及检验标准，有效控制幕墙的施工质量，从而保障建筑幕墙工程的施工质量，达到工程预期的质量控制目标。

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