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单元式幕墙设计构造解析
单元式幕墙设计构造解析
一． 前言
单元式幕墙是为解决建筑工人短缺、施工质量控制不易等因素因应而生之幕墙体系；充分体现了现代工业化的水平。
二． 单元幕墙之一般性结构特点
优点：
a. 安装速度快，施工周期短，特别适用于现代化高层建筑；
b. 幕墙表面平整度高，装饰效果好；
c. 采用胶条密封，幕墙表面污染小；
d. 单元构件是采用电脑控制加工中心在工厂内完成加工，加工质量好；
e. 三维调整范围大。
缺点：
a. 无论是现场工地还是工厂需较大的占地空间，用于构件的摆放；
b. 运输成本高，易破损；
c. 由于加工精度要求高，因而加工成本较高；
d. 施工组织较复杂；
e. 实现复杂造型的功能有一定局限；
单元式幕墙与主体结构的连接和安装在室内进行，对于剪力墙位置不适用。

三． 横滑型标准做法节点
单元竖框节点（图一） 单元横框节点（图二）

单元竖框节点（图三） 单元横框节点（图四）

四． 单元式幕墙水密性、插接设计原理：
1 单元插接原理设计
1.1 设计原理
单元幕墙插接设计原理是：板块间的插接部位同时也是幕墙的密封部位，要保证插接部位在整个幕墙上的连续性，即在单元横竖框交接的部位不得存在密封间断点。
1.2 实现方式
如图七、八节点图所示，单元下横框①面与竖框②面在同一平面内，③面与④面在同一平面内，单元左竖框的前道插接翅在①、②平面的室外侧，后道插接翅在③、④平面的室外侧，在单元板块安装时避免了与上横框的插接翅发生干涉，保证了竖向插接的完整性；同时，上横框插接翅上的胶条可直接压在①、②面和③、④面上，保证了单元内横向插接密封的完整性；在竖向变位缝位置，单元左竖框的前道插接翅与上横框插接翅上的胶条之间存在一定的空隙，在单元左竖框的前道插接翅的内壁粘接防水闭合海绵进行填充，(如图七、九中红色虚线所示处)从而保证了横向插接密封在整个幕墙范围内的完整性。并且，在横竖框交接的部位，竖框的前道插接翅在上横框插接翅的室外侧，起到了一定的披水作用，更有效的提高了该处的防水能力。

单元插接原理（图八）

单元插接原理（图七） 海绵设置位置图（图九）

2 水密性设计
2.1 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。
排水说明：大量的水由最外层的密封胶条阻挡（图三），少量的水由后置挡水板阻挡；经二道防水材料作用，最后只有微量的水进入封口板内经单元板块上横框之排水路径导入竖框前腔内（图十四），可每三层设外披水板，将水导出幕墙外。面板后的少量结露水汽由上横框之结露槽收集，经由竖框侧壁的排气孔导入竖框前腔内。
2.2 防水设计
单元式幕墙防水的薄弱环节是相邻四个单元的交接处“+”字缝，这是单元式幕墙防水的关键，必须按图g“相邻单元板块间打胶示意图”处理。

2.3.1 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
2.3.2 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翅，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。
2.4 排水设计
2.4.1 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，如下图中的等压腔Ⅰ、等压腔Ⅱ和等压腔Ⅲ。
a 在挡水胶条的室外侧挡翅开排水孔，使等压腔Ⅰ与室外环境形成等压。
b 在挡水胶条的室内侧挡翅开排水孔，使等压腔Ⅱ与等压腔Ⅰ形成等压。
c 在上横框的第一道插接翅上开设排水孔，使等压腔Ⅲ与等压腔Ⅱ形成等压。

单元排水原理（图十）
2.4.2 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翅上的排水孔排出，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翅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翅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。

等压腔的形成（图十一） 等压腔的形成（图十二）

五． 横滑型封口板：
横滑型封口板嵌在下单元上框母槽内，它比上单元下框公槽大，上单元下框可以在封口板槽内自由滑动（图三、图四、图五）故称横滑型。

竖框节点图（图三） 横框节点图（图四）

封口板 开设钉槽

三维节点图（图五） 封口板示意图（图六）
一、 限位块的铝型材封口板，可以做成100~150、200~300mm一段，设置在两个相邻的单元板块的两边，其主要作用是将面板（如玻璃等）传递给左右边框的荷载再传递到下面板块的上横框上，并起到一个局部加强上横框强度的作用，还可以起到保持两边板块同时变位的作用。
封口板安装图解

封口板安装1（图七） 封口板安装2（图八）

螺钉

施打密封胶（左右两侧）

封口板安装3（图九）
封口板安装说明：
封口板搁置于待安装板块的上横框（图七），板块安装就位后将封口板滑至两相邻板块中央（图八），拧紧螺钉（单侧固定）并涂胶，然后在封口板两侧施打密封胶（图九）。
六． 单元板块连接
目前，幕墙的埋件按埋设位置的不同分两种，即顶埋式及侧埋式；单元式连接也由其产生两种连接方式即顶面连接方式、侧面连接方式。对于要求设计窗台墙的建筑，其二者连接方式均可（窗台墙后作），对于室内设计成防撞栏杆的建筑则只能采用侧面连接方式。

顶面连接方式图（二十六）

6．1 顶面连接方式（图二十六）
这种方式是目前应用最为广泛的连接形式，挂点位于楼层标高以上。顶面连接方式受力合理，调整方便，但价格较侧面连接方式稍高。连接件可采用铝型材，档次及加工精度高；但在国内随着市场竞争的加剧逐步向钢制连接件方向发展。

6．2侧面连接方式
挂点位于楼层标高以下，如图二十七。
侧面连接方式，也可实现三维调整，可全部用钢制构件，连接强度可靠造价较低，对于室内设计成防撞栏杆的建筑，由于其挂点位于楼层标高以下，采用这种方式更便于室内地面接口找平，通透感较强；缺点是若位于梁底则工人操作不便。
侧面连接方式（图二十七）

七． 单元式幕墙设计的注意事项
a) 节能设计。
b) 板块宜按可更换式设计。
c) 全隐单元幕墙设计时不宜将型材外露于室外。
d) 全隐、半隐、明框单元幕墙设计时宜按系统观点进行考虑，减少开模量。如插芯、封口板、胶条等可按共用模具设计生产。
e) 窗扇可按隐藏式设计，既窗扇隐于横坚龙骨内与其同宽，外视效果好。
f) 明框单元幕墙外扣盖宜按非共面设计。
g) 大跨度大分格的单元幕墙，应增设辅助支点。
h) 为缩短吊装工期，单元幕墙可加设中竖框。

八． 结束语：
按常理，胶条一定是交圈的，这种密封式最好，在整个密封面上无间断点，可以实现较高的水密性要求，该作法在框架幕墙的应用上无疑是有效的，但这种思路用到单元幕墙的设计上却不见得灵光了，因为单元式幕墙的插接设计，如果要实现顺利安装，竖框在与横框插接的部位要作铣加工，所设计的系统能否对这个空洞作有效的封堵、水密线在整个平面内是否连续，便成为决定幕墙性能的关键环节所在。
虽然单元式幕墙的应用已有很多年，但相应的理论研究较少，相关的文献资料也不多，其构造上的细节设计往往是各幕墙厂家凭经验去做，但受制于水平的限制，主观性的想法可能会造成设计失误，所以我们要能够客观分析、冷静识图，读懂单元式幕墙设计原理。
注：文中的一些图片、结构及建议仅供参考，无任何针对性，不妥之处，敬请指正。
2016年6月30日星期四 版权所有 请勿盗用