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          淺談:單元幕墻十字位水密氣密的設計經驗

          來源:金剛幕墻集團有限公司  作者:黎威林  日期:2015-4-16
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            提要:單元式幕墻是當今常見幕墻形式,從誕生之初開始,圍繞它的話題中最突出的就是水密氣密。利用“雨幕原理”等各種學術理論設計的縫隙插接密封是解決大面密封的慣常做法。然而在四個單元板塊角部匯交的那一點,俗稱“十字位”,它的密封則成為了單元幕墻防水的難題。沒有水密性,談何氣密性。因為在此位置板塊的連續密封很難再連續,需要通過合理的型材設計來解決密封問題。經過這十幾年的發展,大家正在往一個正確的方向不斷完善該部位的密封設計,下面將研發和施工中總結的一些經驗和大家一起分享、探討。
            關鍵詞:防水三要素、構造防水、濕腔、干腔、十字位、簡化

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            3.1 十字位置密封在濕腔一側,各種密封施工便利

            3.2 泡沫海綿在十字位置的作用明顯

            3.3 上橫梁的干腔位能設計得更寬大,吞吐量大

            相對存在的缺點:

            3.4 雨量大的時候,十字位置的水漫過泡沫棉后會積聚在膠條的上部,豎向水密線上如果有水沖擊到,也會順著壁往下流到密封薄弱部位,容易造成滲漏。因此該系統需要加強等壓腔體的設計,令干濕腔壓力差盡量小,減少膠縫的防水壓力。

            3.5 由于幕墻主要承受負風壓作用,橫梁水密線負風壓下主要受力的是干腔一側的膠條,該系統剛好在十字位置的水密線密封依靠的也是同一個膠條,因此在風雨作用的時候,該膠條會頻繁改變壓縮狀態,容易造成滲漏。

            4 十字位置第二種形式

            這種結構形式的特點是單元上橫梁的水密線,在穿過上層單元板塊的豎向公母料的時候,位于豎向公母料的水密線位置的后方。通過三維模型我們知道,橫豎料交接的十字位,原來雙道密封的上橫梁水密線在豎料下端濕腔內變成了單道密封,和第一種形式一樣也會形成兩個縫隙,一個位于橫向水密線位置(圖4.1所示),一個位于濕腔的硅橡膠板(詞條“橡膠板”由行業大百科提供)和豎向水密線(干腔一側)下端位置(圖4.2所示)。此外所有膠條斷開部位的側面也有細小縫隙需密封。

            這些部位的處理就是單元幕墻水密氣密的關鍵。在兩個主要縫隙中,橫向水密線的缺口較容易處理,因為此縫的變形要求稍低,只是水平方向的拉伸變形,膠不易撕裂失效,而且安裝過程中非常容易實施注膠,沒有遮擋。豎向水密線下端和硅橡膠板的密封就稍微麻煩,首先由于有泡沫海綿條阻擋,位置隱蔽不好操作,其次,因為該縫的變形狀態較復雜,密封膠與硅橡膠板的相容性也沒有和鋁材粘接好,所以會存在不確定因素。

            泡沫海綿在這種密封形式中的作用也很重要,但進到豎向干腔后作用沒有第一種十字位構造大,因為這種構造體系的縫隙打膠位置,水必須向上走才能沖擊到,不會積聚在膠縫上,因此防水性能非常好。除非該部位的膠縫由于硅橡膠板的相容性出現失效,水順著這一個薄弱環節進入到干腔,泡沫海綿才需要實行二次密封,在硅橡膠板相容性沒問題的情況一道密封即可。

            因為這種構造特點,此種十字位構造設計時,建議加強濕腔的防水能力,減少水的沖擊力,特別是十字位最外一道披水條建議做通;蛘吣z水粘接處理,保證此部位的雨水不能直接無阻礙的對膠縫沖擊。干腔排水方式采用集中排水和這種防水體系搭配起來效果不錯。

            這種形式的優點有:

            4.1 十字位置密封在干腔一側,水需要克服重力往上走才能沖擊到膠縫,不會在膠縫處產生積聚

            4.2 正確處理的話,該系統防水優于第一種十字位構造

            4.3由于幕墻主要承受負風壓作用,橫梁水密線負風壓下主要受力的是干腔一側的膠條,該系統在十字位置的橫向水密線密封依靠的不是干腔一側的膠條,因此在風雨作用的時候,該膠條不會頻繁改變壓縮狀態,不容易造成滲漏。

            相對存在的缺點:

            4.4 十字位打膠部位較隱蔽,加大施工難度

            4.5 因為上橫梁的干腔較小,整體排水能力不及第一種十字位構造。

            5 十字位置第三種形式

            這種結構形式的特點是單元幕墻橫豎邊料的型材完全一致,四個角采取45度組角連接,橫豎插接均采用硬質膠條插接。采用膠條帶來的好處就是十字位置的三道密封線——塵密線、水密線和氣密線均水平連續密封,豎向膠條搭接在水平膠條上粘接密封,整體無防水薄弱環節。

            這種橫豎密封線對位的構造其實還有一種硬插接的形式,有點類似第一、第二種構造,由于該做法型材銑口麻煩,十字位置的漏點太多,一般不建議采用,這里就不做講解。

            在研究十字位構造之前,先了解一下這套系統的腔體排水原理:大家知道,框架組角會有很多好處,譬如角部強度高、框架穩定堅固、角部型材縫隙不漏水,同時組框后膠條也可以連續密封。這套系統的型材內部有兩個閉合腔,一大一小,大的是組角腔(如圖5.1),小的是排水腔(如圖5.2),由于板塊角部采用正規撞角組角,通過組角角組角膠保證強度,通過端面膠和耐候密封膠保證密封性能,使得這兩個腔體相互獨立互不干擾,排水腔在單元板塊中形成封閉環路,和外界完全隔絕,這是這套系統排水最重要的基礎條件。

            干腔的水如何排到濕腔,濕腔的水如何排到室外?

            在上橫梁干腔1/4位置開設排水孔通到排水腔,由于重力作用,水最終會跌到同一板塊的下橫梁排水腔中,再通過多個泄水孔將水排到下面板塊的上橫梁的濕腔。這系統的塵密線膠條采用了多腔構造,目的是設置錯位的走水通道,讓風不會把水直接吹進濕腔,具體見下圖(圖5.3,5.4):

            這套系統的防水嚴密性非常高,但排水路徑非常迂回,干濕腔的壓力差很難減小,面對臺風的時候,大氣壓強變化劇烈,對于密封膠條的考驗很大。唯有靠在滿足截面受力的情況下,多開泄水孔和排水孔,加大排水腔的空氣流動速度,以達到等壓效果。

            該系統十字位的處理如下圖(圖5.5):

            插接后的效果如下圖(圖5.6,5.7):

            可見該構造的十字密封非常依賴膠水和工人的細致,現場工作需要很嚴謹的態度,不能因為麻煩而馬虎對待。膠水方面建議用德國進口品牌,并且嚴格按照該品牌的使用說明書操作。在加工廠操作的建議盡量用焊接膠條技術處理膠條轉角

            這種形式的優點有:

            5.1 由多膠條形成的干濕腔,加上膠條之間的粘接密封,整體無漏點,整體水密氣密性能優秀

            5.2 幕墻框架整體強度高,變形小,配合軟插接密封,任何時候均能保證連續線性密封

            相對存在的缺點:

            5.3 現場作業復雜程度高,對工人要求高

            5.4 鋁材和膠條用量大,增加成本

            5.5 軟插接使板塊之間不能線性傳力進行剛度分配,往往通過單點限位或多點輔助插接來傳力,對于側向力作用大的單元式幕墻,需增加插芯傳力。

            6 十字位置第n種形式

            以上介紹了三種十字位置構造:橫前豎后、橫后豎前、橫豎共面,單元幕墻構造千變萬化,但萬變不離其中,我們要把握重點,吸取各種構造的長處,最終會誕生出更加完善的單元式幕墻構造。有那么一套系統,它的十字位能實現真正的構造密封,不用靠密封膠堵漏;取消了泡沫海綿,因為塵密和水密線的膠條和型材設計使空氣滲透能力大大減弱,并巧妙的通過多等壓腔壓力遞減原理使膠條防水能力大大加強;上橫梁采用分離式設計,將插接板和排水腔分離出來,使排水設計更加自由方便;公母插接到位會“咔”一聲,不再費勁,粗暴安裝不再存在;隨著安裝精度(詞條“精度”由行業大百科提供)的提高,最終會回到豎料插芯插接的主流上,這種受力方式更合理,能應對豎向大裝飾線條帶來側向風力作用,橫梁插接只是密封構造而不是受力構造,而且這樣吊裝也更方便更安全。(如圖6.1)

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            7 結語

            化繁為簡,返樸歸真。幕墻設計到了高層次也是藝術,藝術是相通的。繁瑣意味著費料,這也是企業老板最不愿意看到的;繁瑣意味著容易出問題,因為質量控制點太多。有時候,在單元幕墻系統設計中,適當用減法,把問題集中解決,往往會有出奇不意的效果。

            參考文獻:

            張繼昭等.高性能單元式幕墻防水排水原理及構造設計.科技咨詢導報 2007 NO.25

            李良.橫滑式單元幕墻防水構造典型誤區分析.中國幕墻網 2013

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          • “春光五金”久違了,,,N年前聽說過,之后就沒消息了。這次溫州版金融風暴沒受到打擊吧?這次是怎么了,要和堅朗、國強這些正面干一戰!
          • 白云的超高性能密封膠性能確實挺好的,但價格方面有點貴,幾乎與進口膠價格一樣。不知道是否是因為在國內沒有競爭對手的緣故呢?
            來自 183.62.37.18 的讀者對白云化工超高性能膠 綻放雪域高原的評論
          • 之江白云凌志中原算是資格比較老的 比較好的 新生代太雜了
            來自 117.136.9.133 的讀者對2010年度“建筑用硅酮結構密封膠”產品展播的評論
          • 現在幕墻設計就像吃快餐,目的是加班加點完成任務,而不管成本與工藝,所以你干3年5年,水平還是提高不了。
            至于幕墻設計人員的薪水完全是犧牲身體、休息、睡眠換來的,5000還是8000無可非議。
            來自 61.141.145.197 的讀者對幕墻設計人員流動現狀的評論
          • 企業很缺少企業文化,對員工的人文關懷不夠,我想這一定程度上影響了企業的發展,企業不能光用錢來砸人,要用真情去關心人,要建立起完備的人才激勵機制。我認為,目前做的遠遠不夠。在遠大工作簡直是在受煎熬
            來自 123.191.148.43 的讀者對遠大集團 志向遠大的評論
          • 開房商更關注成品質量,做工程的都只知道選旭格、YKK、阿魯克,所有參與代工生產的門窗廠和材料商們,還要加強推廣,走到前臺來。
          • 200米以上,300,400,500米超高幕墻的的嚴謹性 耐久可靠和產品認證 還是要看產品的技術深度的。 疲勞測試和幕墻的MOCK UP 就是大考, 能入建筑師眼的 產品又有幾家呢????
            來自 58.254.92.25 的讀者對深度剖析:2007年度建筑用膠類認定產品橫向對比的評論
          • 不但要看到中國的成績,更要看到積累的問題,只有解決問題,才是前進之道。 像官員財產申報遲遲立法、公權力不受制約、行政和行業壟斷加強、分配不公、退休醫療雙軌制、官民情緒對立等敏感問題都應研究,并提出解決時間表。
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