基于单元式幕墙设计的简述

基于单元式幕墙设计的简述

黄华

深圳市广田方特幕墙科技有限公司广东深圳518000

摘要：近些年来，我国经济水平迅速发展。建筑幕墙在我国随着高层或超高层建筑物的增多而增多，几乎哪里有高层建筑哪里就有各种幕墙。国外发达国家幕墙业经历百余年的历史，而在我国仅用了二、三十年的时间就迎头赶上。从大的城市直至部分乡镇，均可看到各种形式的幕墙。近几年单元式玻璃幕墙发展迅速，但是单元式幕墙在设计的时候一定要注意相关的设计要点，这样做出来的单元式幕墙才能满足建筑的需求。本文结合实例分析探讨.

关键词：单元式幕墙；设计关键；分析

1.单元式幕墙的特点

按照幕墙的制作安装方法，幕墙一般可以分为构件式幕墙和单元式幕墙。构件式幕墙的安装方法：先在加工厂加工好立柱、横梁和连接件等幕墙元件，再运到工地分别进行安装。立柱、横梁等幕墙龙骨安装完成后，再进行玻璃、铝板或石材等面板材料安装，最后打胶密封和安装防火隔断层等。单元式幕墙一般是在加工厂加工好立柱、横梁、面板材料和其它辅材，并在工厂内完成组装，制作成单元板块，检验合格后再整块运到工地安装，在现场单元与单元之间采用阴阳镶嵌的结构形式，即单元组件的左右竖框、上下横框都是和相邻单元组件对插形成安装。

单元式幕墙的大部分加工和组装工作都在工厂内进行，这样他可以进行工业化大批量生产，大大提高了劳动生产率和产品质量，这就决定了单元式幕墙具有以下特点：

第一：单元式幕墙最大特点是工地工期短。

第二：单元式幕墙为建筑师发挥想像力提供了广阔的天地。由于在工厂组装，可以用各种构图来组合拼装成单元组件，运往工地吊装就位，这样就可以设计出各种不同风格的异形幕墙，使采用幕墙的建筑物发挥最佳艺术效果。

第三：单元式幕墙融各种幕墙技术于一体。

2.单元式幕墙节点设计要点

2.1防火防烟设计

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。

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穿钢结构。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。

2.2幕墙收边收口设计

单元式幕墙本身的特点决定了单元式幕墙现场安装必须按照左右或是右左的先后顺序及从下往上一一对插，当中不留空位，所以最后一个单元板块无法平推进入空位，因为已安装固定的左右两单元组件之间距离净空比单元组件实际宽度要小，这个组件无法在水平方向平推进入空位，也不能先插一侧再插另一侧，所以最后一个单元板块的设计就成了关键。笔者建议从空位的上方向下插入。

2.3转接挂件系统设计

在超高层建筑大风压的基本前提下，单元式幕墙的上墙挂件常常采用Q235B材质钢材，建筑行业钢材的加工精度相对来说较低，误差一般较大，从而会造成单元式板块现场安装时可能由于误差而无法就位，影响了施工效率；另一方面，由于气候环境的影响，钢材的耐候性能也进一步受到挑战，某些工程因为钢材连接件表面防腐处理不当而生锈，从而导致构件变形，严重的情况将出现腐蚀断裂等引起的安全事故。

2.4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。

3.某建筑幕墙工程设计及应用

3.1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。

3.2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。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。

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。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。

3.3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。

因为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。

3.4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。

3.5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。

4.结语

总而言之，鉴于单元式幕墙在现代社会的广泛应用，我们应该不断的加强对单元式幕墙的设计研究，从设计方面确保单元式幕墙的功能和质量。

参考文献：

[1]张芹主编.新编建筑幕墙技术手册.山东科学技术出版社.2014-11

[2]黄世娟.屋面防水设计探讨[J].工程建设与设计.2015