从香港一号轩尼诗大厦再探单元式幕墙防水体系

从香港一号轩尼诗大厦再探单元式幕墙防水体系

孔毅

澳昱冠工程咨询 (上海 )有限公司

摘要：本文结合香港一号轩尼诗大厦项目采用的单元式幕墙系统设计，通过研究比对标准单元式幕墙系统与本项目系统的不同之处，分析了单元式幕墙的防水体系及其原理，重新审视了单元式幕墙防水系统设计的本质，结果表明了局部节点的设计区别并不能代表整体系统设计的成功与否，只要从设计原理的基本点出发满足防水设计的要求，那么该防水体系就是成功的。

关键词：香港一号轩尼诗大厦；单元式幕墙；防水设计；等压设计原理

引言

在香港一号轩尼诗大厦项目中所采用的单元式幕墙防水体系设计看似有别于常规单元式幕墙的防水体系，其所表现出来的不同真的会影响幕墙防水性能，从而导致幕墙系统产生渗漏的情况吗？

1 香港一号轩尼诗大厦项目幕墙概况

香港一号轩尼诗大厦项目位于香港市中心湾仔的核心地段轩尼诗道，曾是经典建筑熙信大厦(AsianHouse)的所在地。总建筑面积约2.9万平方米，总高度达161米，共37层楼。本项目由于是立面规则的高层塔楼，且香港轩尼诗道处于香港中心黄金地段，轩尼诗道沿线的楼宇间缝隙狭小，所以选择品控较好、现场施工量少且现场施工工期较短的单元式幕墙系统。本项目的单元式玻璃幕墙总面积约为16700m²，标准单元板块尺寸为1200mm X 4400mm，最大单元板块尺寸为1500mm X 6000mm，在机房层转角位置。

2 香港一号轩尼诗大厦项目幕墙系统

本项目通过结构计算并结合建筑师的外观效果设计确定出玻璃幕墙系统基本横剖、竖剖节点如图一、图二所示。

图一 香港一号轩尼诗大厦横剖节点 图二 香港一号轩尼诗大厦竖剖节点

由上图的标准节点可以看出，本项目单元式幕墙采用横滑式系统，但其中的水密线位置与我们认知中常规的水密线设置有很大的区别，在常规单元式幕墙系统中这样的水密线设置简直可以说是一套失败的系统节点设计。但是这样一套看似“失败”的单元式幕墙系统却是某境外大型知名幕墙公司的常规系统设计，这就引起了我们很大的疑惑。

3 建筑幕墙产生渗漏的条件

在论述这套系统之前，我们需要先明白建筑幕墙发生渗漏现象需要同时满足以下三种情况：

1. 要有水的存在

2. 要有能使水通过的通道存在

3. 要有使水流动起来的动力作用，包括重力、压力差、动能、气流、表面张力和毛细现象。

这三个条件缺一不可，如果缺少了其中一项，那么幕墙的雨水渗漏将不会发生，这也是我们在幕墙防排水设计中需要着手考虑的方向。

４ 常规单元式幕墙系统

4.1 常规单元式幕墙系统节点

常规认知中横滑式单元幕墙的基本节点设计是横竖水密线必须在同一条线上。下图是国内某知名幕墙公司在国内项目上应用的一套单元式玻璃幕墙系统，如图三、图四所示。

图三 单元式幕墙横剖节点　　　　　　　　　　图四 单元式幕墙竖剖节点

　　为了看清节点已经隐去了装饰条的连接，可以看到图三图四的系统中横梁立柱的水密线都在同一个平面同一条线上。

4.2 常规单元式幕墙系统防水设计

上图的节点设计是最典型的单元式幕墙防排水设计，即三线两腔的设计。依次从最外侧的尘密线开始、到中间的等压前腔（湿腔）、水密线、等压后腔（干腔）直至最后靠近室内侧的气密线共五个部分组成。

1. 尘密线：由相邻两块单元板中间缝隙处横梁立柱上的防水胶条组成，其主要作用是抵挡灰尘和大部分的雨水或其他情况下的大水量进入到单元幕墙内侧。

2. 等压前腔（湿腔）：该等压腔位于尘密线之后、水密线之前，当在大风雨情况下部分越过尘密线的雨水会到达此腔体，而更内侧的水也会经过此腔体最终排出到室外。

3. 水密线：常规概念中的水密线就是阻挡室外水通过幕墙的重要防线，通过胶条、密封胶和止水绵等使室外的雨水不能越过此线。

4. 等压后腔（干腔）：该腔体是位于水密线之后、气密线之前，理论上此腔体最好是没有水进来，但是客观上来说不可能完全达到此效果，所以此腔体也设计为允许少量水进来的前提，但必须能迅速排出到外侧的湿腔，不能在此积水。

5. 气密线：此密封线为单元式幕墙与室内隔断的最后防线，由于水是能从等压后腔通过水密线被排出到室外侧的等压前腔，所以水密线并不能阻止空气的流通渗透，并且因为等压设计原理水密线一定不能做成对空气密封的，所以密封空气的任务就交由气密线这最后一道防线来完成。

4.3 常规单元式幕墙系统等压腔设计

下图（图五）中可以看出该系统的等压腔设计。系统腔体分为等压前腔和等压后腔，都需与室外连通。

图五 等压腔示意图

4.4 常规单元式幕墙系统排水路径

下图（图六）中可以清晰地表示出该系统的排水路径，当然该节点已经在常规排水设计的基础上做了优化，横梁内等压腔的水不会直接通过横梁上的外等压腔排出，而是在横梁外等压腔的下方另做了一个小的等压腔，使排水路径隐蔽起来，并且不会直接流到玻璃表面而是通过立柱上的外等压腔排到下一层单元板的横梁外等压腔上，再通过披水胶条排出室外。

图六 排水路径示意图

5 香港一号轩尼诗大厦系统防水分析

搞清楚了常规单元式玻璃幕墙的排水设计，再来看香港一号轩尼诗大厦的节点设计。其与常规设计节点最大的区别就在于横梁水密线与立柱水密线不在同一个平面上，那么这样设置会不会造成水密线的失败从而导致漏水呢？

5.1 系统存在缝隙的分析

由图一、图二可以看到，横梁水密线在穿过上层单元板竖向公母立柱的时候位于立柱水密线的后方，这样在横梁立柱交叉的十字位置会产生两个主要的缝隙。一个是左右两块单元板上横梁插接翅的拼缝处，另一个在立柱水密线后方与横梁前侧插接翅之间。

5.2 施工解决的方案

横向插接翅拼缝处的缺口只需要在安装单元板块时打上密封胶封堵即可，而且在安装过程中没有铝合金型材的遮挡非常便于注胶。而立柱水密线与横梁前侧插接翅之间的缺口要把公母立柱分开看，由于公立柱上行成的缺口会较大，所以在前后都有铝合金型材的阻挡情况下（前侧是立柱壁，后侧是横梁插接翅），采用母插公的施工顺序，在母立柱所在侧单元板没有安装时从侧面将公立柱上行成的缝隙先行封堵，再做母立柱所形成的缺口安装封堵施工。

5.3 极端工况分析

在密封施工难度较大的情况下需要考虑该处注胶封堵失效的问题，那么在极端情况下如果上文提到的两处缺口不密封会产生什么情况呢？在图二中可以看到本系统在第一道密封的尘密线处有一个巧妙的设计，下单元板的顶横梁在靠近室外侧有一个类似于集水槽的设计，并且用台阶形式扣住通长胶条防止其在负风压情况下翻起导致失效。所以大量的雨水被挡在胶条处从集水槽通过立柱往下流并最终被排出。在不等压的情况下会有雨水进入到水密线位置并通过立柱壁与横梁插接翅之间的缺口翻过横梁进入到等压后腔中。此时气密线就起到了最后防线的作用，空气和水都在这里被完全阻隔，而等压后腔内的水会通过横梁外侧插接翅底部的排水槽排出到等压前腔并最终被排出到室外。

5.4 等压设计原理的意义

在常规认知中，雨水应该被阻挡在水密线之外，而且等压后腔又被称为“干腔”，主观上会产生其不能有水存在的误区。其实在单元式幕墙这套防排水系统中等压后腔本身就是可以进水的设计，真正意义上后腔也是“湿区”。室外的雨水要在幕墙十字缝处要进入到室内，除了要有缝隙通道外还有很重要的一点就是要求室外的压力大于室内的压力，所以要让单元幕墙系统腔体内的压力始终与室外保持一致，使水无法往室内方向流动，这就是单元幕墙等压设计原理的意义。

等压设计的主要因素：

1) 内侧要有高度气密性能的空气屏障；

2) 通风性能远高于空气屏障的通风雨幕；

3) 分隔腔体，以达到足够的腔体体积与开口面积的比例，从而减少腔体内空气流动，并迅速平衡腔体内外空气压力。

5.5 实际工况及项目表现

　　在实际施工中两处缺口都有密封胶封堵，并且雨水需要向上走才能冲击到密封胶，不会在胶面上聚集不容易产生胶缝渗漏的情况。而且本项目单元板块拼缝处是有竖向大装饰条的设计，单元拼缝处的缝隙不会直接面对大量雨水，所以只要做好气密线的绝对封堵，再通过等压原理使腔体内压力与室外压力能快速达到平衡，那么能进入到等压后腔的水已经是少之又少，即便达到也可以从横梁插接翅底部设置的排水槽排出，所以这是一个成功的系统设计。

本项目幕墙竣工已一年半有余，香港处于台风多发地带，一号轩尼诗大厦也经受住了台风大雨天气的考验，从实践上证明了该套系统的可靠性。

6 结论与建议

单元式幕墙从国外引入到国内已经过了很长的一段时间，从最初的完全照搬照抄系统设计到后来加入设计师自己的理解及创新，使单元式幕墙系统的设计也越来越完善。但是前人的努力也让后来的设计师坐享其成，忘记了单元式幕墙防水的本质原则，图方便赶时间“拷贝不走样”最终是会走样的。横竖水密线在同一平面上的系统设计只是单元式幕墙防水设计发展中完善出来的一种设计方案，而不是必须遵守的设计守则。只要整体设计在不违背等压设计原理的基础上自成体系，横竖水密线在不在一个平面上并不是衡量该系统防水设计成功与否的判断标准。作为幕墙设计师应该在完全通透理解幕墙的设计原理后，对幕墙的系统设计能有效地进行创新和完善，这样才能使幕墙行业保持健康地成长。

参考文献：

[1] 浅谈单元幕墙十字位水密气密的设计经验

[2] CWCT Technical Note 6 - The Principle of Pressure- Equalisation,2005

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