自然呼吸式双层幕墙的二次防水及排水设计.pdf

房屋建筑 防 ( 沈阳远大企业集团， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 2 7 ) 摘要： 北京国家开发银行自然呼吸式双层幕墙工程的进、 出风口采用开放设计， 允许雨水进入双层幕墙内部。本文分析 了此类幕墙工程中雨水能够进入幕墙 内部的原因， 并介绍了二次防水和排水的设计原理及构造， 同时交待了施工过程 中的保证措施 。 关键词： 自然呼吸式双层幕墙； 防水设计； 排水设计 文章编号 ： 1 0 0 7 4 9 7 X ( 2 0 1 3 ) 一 1 6 0 0 4 0 0 5 中图分类号 ： T U 9 7 ； T U 7 6 1 1 + 1 文献标识码 ： A S e c o n da r y W a t e r pr o o fin g a nd Dr a i n a g e De s i g n o f Do ubl e Br e a t h Cur t a i n W a l l Wa n g Z hi y a n g， Su Ce ( S h e n y a n g Y u a n d a E n t e r p r i s e G r o u p ， S h e n y a n g ， L i a o n i n g 1 1 0 0 2 7 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： Wi n d i n l e t s a n d o u t l e t s o f d o u b l e b r e a t h c u r t a i n w a l l i n C h i n a D e v e l o p m e n t B a n k p r o j e c t w e r e d e s i g n e d t o b e o p e n ，a n d r a i n wa t e r w a s a l l o w e d t o e n t e r i n s i d e t h e d o u b l e c u r t a i n wa l 1 T h i s p a p e r a n a l y z e d r e a s o n s w h y r a i n wa t e r c o u l d e n t e r i n s i d e t h e d o u b l e c u rta i n wa l l a n d i n t r o d u c e d i t s s e c o n d a r y wa t e rp r o o fi n g a n d d r a i n a g e d e s i g n a n d s t r u c t u r e ，a s w e l l a s g u a r a n t e e me a s ur es f o r c o n s t r u c t i o n Ke y wo r d s ：d o u b l e b r e a t h c u r t a i n wa l l ； w a t e rp r o o fi n g d e s i g n ； d r a i n a g e d e s i g n 1工程概 况 北京 国家开发银行位于北京市西城 区复兴 门内 西长安街南侧 ， 该工程为仿古建筑 ， 却没有采用土木 结构和砖瓦材料 ， 取而代之的是玻璃 、 金属和石材等 现代材料 ，整个建筑外观犹如一个宏大的水晶宫殿 ， 壮观而神奇。该建筑集创意与节能环保于一身 ， 不仅 选用了双银 L O W E暖边充氩气 中空玻璃 、 断桥铝材 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 7 2 1 作者简介： 王志阳， 男， 1 9 6 7年生， 现任沈阳远大铝业工程有限 公 司总工程师。联 系地址 ： 1 1 0 0 2 7 沈阳市经济技 术开发 区 1 3 号街 2 0号， E m a i l ： w a n g z h i y a n g y u a n d a c n c o n l 。 等节能材料 ， 同时采用 了单索点式幕墙 、 干挂式石材 幕墙以及 自然呼吸式双层幕墙等现代建筑外围护技 术。 目前 ， 本工程正在申报“ 鲁班奖” 。 该工程总建筑面积为 1 4 9 5 7 0 m 2 ， 总建筑高度为 5 9 6 m。地上共 1 2层 ， 其 中 3 8层立面位置采用 自 然呼吸式双层幕墙( 该层段对应人 口大堂的部位为单 索点式幕墙) 。本文重点介绍该工程 自然呼吸式双层 幕墙的二次防水及排水设计 ， 供业 内人士参考借鉴。 2 二次防水及排水的必要性 自然呼吸式双层幕墙是通过双层幕墙 的空气缓 冲区与室外连通 ， 利用热压原理和温室效应 ， 实现 自 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 房屋建筑防水 采用了“ 分层驻水 、 有序排水 ” 的防排理念。 图 4所示为本工程双层幕墙通风示意图。 双层幕 墙进 、 出风 口为左右相邻间隔布置 ， 进 、 出风 口高度方 向上则各 自为列。这种排布方式 ， 不但可以J il N实现 室外空气由进风 口进入其上部层间的空气缓冲区内， 更可使进入空气缓冲区内的空气进行扩散流动 ， 并带 动原有 已经蓄热的空气一起从 出风 口排出， 从而更有 效地发挥降温作用 。 ： 目 吲 氧 l ine 一 进两 出风口 一 话风百 出风口 A 矗 A 缓 缓 缓 缓 I I 冲 冲 冲 冲 区 区 e 区 区 、 ： 忘 3 苒 = = 进风口 出风口 一 莲两百 一 出风口 图 4双层幕墒通风示意图 本工程双层幕墙 的进排水原理恰好与通风相反 ( 图 5 ) ： 1 ) “ 进风 口” 变成了“ 排水 口” ， “ 出风 口” 则变 为了“ 进水口” ； 2 ) 由“ 出风口” 进入的雨水落人其下部 的空气缓 冲区 ， 直至下层通风 口的顶部后 ， 再左右分 流至两侧的进风 口， 并 由其排出室外 。雨水从该层进 人后并没有继续 向下一个楼层流淌，而是被拦截住 ， 并且 向两侧分散后有序地从该层顺利排 出。这就是 “ 分层驻水 、 有序排水” 的防排理论 ， 具体地说就是 ： 截 流至 当前层 ， 实现分层驻水 ； 引流至进风 口， 实现有序 进风 口 出风 口 进风 口 出风 口 排水 口 i Kl a 一 排水 口 _ i D k 且 一 = = 1 4 = = 1 4 目 ， ， ， ， 、 ， ， 缓 缓 缓 、 缓 ， l 冲 冲 l 冲 f 、 ， 冲 ， 区 区 区 区 ， f ， 一 一 、 一 E = 阵 一 龄 进风 口 出风 口 进风 口 出风 口 图5 双层幕墙进排水示意图 排水 。 图 4 、 图 5中的波浪虚线 ， 是 由进 、 出风 口披水 板 ， 隔离板及密封材料构成的连续密封线 ， 该密封线 在幕墙通风系统中 ， 起到对每个箱体单元进 、 出风 口 的隔离和密封作用 ； 在整面双层幕墙系统 中， 起到上 下楼层 的隔离和密封作用( 使各个楼层成为相对独立 的空间) ； 而在幕墙防排水系统中， 这道密封线不但 隔 断了进水 口与排水 口的直接联系， 也隔断了上下楼层 的直接联系， 起到在进水 口上方截流 、 驻水以及在排 水 口下方引流和排水的作用。 4 2 截流至当前层 ， 实现分层驻水 图 6 、 图 7所示为相邻两个进 、 出风 口的节点构 造图。出风 口( 进水 口) 设置有密闭的弧形空气导流 板 ， 导流板上方又设置了一道水平的披水板。空气导 流板与披水板共同将该出风 口位置 的上下层空气缓 来 至上层 出l 风 口的水I L 动通风器 出风 U琰水椒 打开状态 驻水线 0 _ H j I；毒 b L l 5 I I_g 圄 、 _ 三三= x 砖 商 D 野 j ： 饰 穿 孔 板 南 lJ 喜 硼 空 气 导 流 板 ， - 曩 三 l _ I 量 外 层 玻 璃 遮 阳 帘 至 0 一 一 空 进 图 6 出风 口( 进水 口 ) 竖剖节点 图 I 被相邻出风口披 。 l 动通风器 l水板截 流的水 打开状态 【 卵 d l 拳 圣 9 l 一 Il 曼 I I _- _ I l e 。 口。 口 。 室 外 0 口 d o _ 姜 l 1 嘲 ； ： 导流板。L j ：一 【口披水板 隔离板 l 悼 口1 蓁 O 外层玻璃 装饰 穿孔板 ， _ 6 遮 阳帘 ， O h 图 7 进风 口( 排水 口 ) 竖剖节点图 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 房 屋建筑 防水 曩删 曩 意 嬲 越 ， 嬲粥嫩 燕 躐 嬲 ； 瓣 m 冀 麓辫 冲区隔离开来( 图 6 ) ； 进风 口( 排水 口) 同样设有密 闭 的弧形空气导流板， 空气导流板同时兼具排水披水板 的作用( 即进风 口披水板 ) ， 披水板也将该进风 口位置 上下层的空气缓冲区隔离开来 。 如图 6 、 图 7 所示 ， 相邻进 、 出风口披水板在高度 方向的位置关系是不同的， 进风口披水板的位置低于 出风 口的披水板 ； 但这两个披水板却是连续的 ， 中间 以隔离板进行过渡。隔离板构造见图 8 ， 内外层幕墙 龙骨间设计有 T形截面的钢制连接件 ， 并采用铝板进 行包饰 ， 包覆后 的矩形实体就是隔离板 。 图 8隔离板构造示意图 隔离板是通风与防排水系统的重要组件之一 ， 其 主要作用有： 1 ) 对相邻的进、 出风口进行隔离， 避免相 邻的两个进、 出风口“ 混气” ； 2 ) 衔接左右披水板 ， 使每 个层间都形成 了一个连续的承水界面。 正是该连续 的 承水界面接住 了从 出风 口落人的雨水 ， 并把雨水留在 了该层， 真正意义地实现了“ 截流至当前层， 实现分层 驻水 ” 的 目的。 当然 ， 实现这一 目的还必须保证所有 的 交接处 ， 包括隔离板与 T型钢之 间、 出风 口披水板与 T型钢之间、 进风 口披水板与隔离板之间以及各部分 与 内外幕墙之间都采用硅酮密封胶进行严实密封( 密 封后的披水板系统即为图 4 、 图 5中波浪虚线组成 的 连续密封线 ) 。 4 - 3 引流至进风口， 实现有序排水 进 、 出风 口的雨水流经途径不同 ： 由进风 口( 排水 口) 进入的雨水 ， 会原路返 回并直接排出室外 ； 由出风 口( 进水 口) 进入的雨水会 途经空气缓 冲区落到下一 层出风 口的披水板上 ， 即“ 出风 口进水但不能向外排 水 ， 进风 口阻水且可以向外排水 ” 。 本工程排水设计时 充分利用 了这一特性 ， 为进入双层幕墙内部的雨水预 设流经路线 ， 并 引导其汇人进风 口( 排水 口) ， 最终排 出室外。 具体来说 ， “ 截流至当前层 、 实现分层驻水” 的 构造 已经为排水做好了铺垫。进 、 出风 口的披水板 以 及隔离板形成 了连续的承水面， 该承水面同时也是水 流的通道 ( 图 9 ) 。 进 风口披水板 出风 口披水板 进风 口披水板 N + I层 进风 口披水板 出风 口披水板 进风 口披水板 N层 图 9 披水板的凸凹设计及引流示意图 如图 9所示 ， 进 、 出风 口的披水板以及 隔离板形 成的水流通道具有两个特点 ： 1 ) 出风 口顶部披水板的 上凸以及进风 口披水板的下凹形成了波浪形态 ， 有利 于落在出风 口顶部披水板上面的雨水 向两侧 的凹槽 流淌 ， 实现 自动分流 ； 2 ) 每个 凹槽恰恰就是排水 口， 直 接贯通室外 ， 实现雨水 的自动排出。 此外 ， 为了更好地 发挥系统对雨水 的引导作用 ， 出风 口顶部的披水板设 置了横向的披水坡度 ， 保证雨水流向明确和披水板上 无雨水积留； 进风 口的披水板则设置了纵向向外的披 水坡度 ， 保证雨水可以顺利排出室外( 图 1 0 ) 。披水板 的凸凹设计 以及披水坡度 的设置， 保证了系统的引导 作用和有序性， 使本系统真正意义上实现了 “ 引流至 进风 口， 实现有序排水” 的 目的。 需要特别说明的是 ， 进出风口的开闭装置在关闭 状态下是具有密封作用的， 此时双层幕墙内部一旦有 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 房屋建筑防水 进风 图 1 0有 序排 水 立 体 示 意 图 雨水进入 ， 就会造成 内部积水。 因此 ， 在幕墙使用过程 中， 遇雨时一定要关闭出风口， 防止雨水的进入 ； 同时 也要打开进风口， 保证已经进入双层幕墙内部的雨水 可 以埘 利 j 出室外。 5 施工注意事项 5 1 内外幕墙系统本身 内外幕墙系统本身的密封是首先要做到的。 外层 幕墙是双层幕墙 的首道屏障 ，密封性能当然必须可 靠 ， 施工外层幕墙时， 必须采用密封材料对玻璃之间 、 玻璃与龙骨之间以及横竖龙骨之间的接缝进行可靠 密封 ； 内层幕墙全部为明框玻璃幕墙 ， 采用三元乙丙 胶 条进行密封 ，安装过程中必须严控胶条的压缩量 ， 使玻璃与胶条 、胶条与龙骨之 间具有合适的密封压 力，同时每个胶条 的接头全部采用粘接式连接方式 ， 使胶条形成连续的环形密封 ， 保证不会出现漏水点。 5 2 内外幕墙转接系统 内外层幕墙通过 T形钢进行连接 ， 外部采用铝板 进行包覆 ， 该结构不但是内外幕墙 的转接系统 ， 同时 也是相邻进 、 出风 口的隔离屏障 ， 其密封 的可靠性非 常重要。 转接系统与内外幕墙之间的接缝应采用密封 胶进行严实密封。 5 - 3 进 、 出风 口披水板 进 、 出风 口披水板的安装步骤 ： 内外层幕墙的转 接系统安装完成后 ，先安装出风 口顶部的披水板 ， 设 置披水角度 ， 并对其与外层幕墙 、 内层幕墙 、 转接系统 的隔离板的接缝采用密封胶进行严实密封 ； 安装进风 口披水板 ， 设置披水角度 ， 并对其与外层幕墙 、 内层幕 墙 、 转接系统的隔离板的接缝采用密封胶进行严实密 封 ； 对当前层的进、 出风 口披水板进行闭水实验 ， 如有 漏水点 ， 应及 时补救 ； 安装 出风 口导流板 ， 并 打胶 密 封 ； 安装进 、 出风口的装饰穿孔板及不锈钢格栅。 保证上述几方面施工质量 的关键是打胶环节， 除 了要控制好打胶时的温度 、 湿度 ， 净化工作面 ， 提高打 胶技术外 ， 还要做好 固化期 的保护( 不能有任何外力 的踩压， 否则就会功亏一篑) 。在每一道工序完成后， 应检查密封质量( 现场淋水和闭水实验 ) 。 6结 语 北京国家开发银行 自然呼吸式双层幕墙工程是 一 个特殊的实例 ， 其特殊之处在于“ 允许雨水进入双 层幕墙的内部” 。 但是 ， 这种“ 特许 ” 还是存在很多弊端 的 ， 比如雨水会污秽幕墙 内部的所有饰面 ， 导致 内部 清洁工作 比较频繁 ； 雨水 的酸碱度很大 ， 长此以往会 造成内部构件表面严重腐蚀等。 从这点上说， 进 、 出风 口的室外雨幕构件( 如防雨百页) 还是相当重要的， 幕 墙设计者在设计 自然呼吸式双层幕墙时， 尽量不要使 进 、 出风 口过于“ 开放” ， 尽可能利用雨幕原理实现进 、 出风 口最外侧 的有效防雨。 而当设计师的某些创意和 幕墙理论产生矛盾时 ， 就必须进行有效的二次防水及 排水的设计 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m