劉江虹深圳華加日鋁業****設計部
[摘要] 本文通過對單元式幕牆的典型結構分析，闡述了單元式幕牆的共有結構特點，並從單元式幕牆組成結構方面論述了單元式幕牆結構受力與水密效能的優越性。[關鍵詞] 單元式幕牆典型結構插接縫水密效能
[內容]
傳統的構件式幕牆因其結構簡單，加工容易而在幕牆行業使用較多，但本身存在著安裝現場工序多，工作量大，占用工作面時間長的缺點；而單元式幕牆因其大部分工作是在工廠車間完成的，產品質量容易掌控，現場只需乙個乙個板塊的吊裝與插接，因其具有安裝速度快、工期短等特點而備受建設單位和建築師的好評，各地高檔寫字樓，酒店公寓等公共建築的外牆都流行採用單元式幕牆。
單元式幕牆，是指由各種幕牆面板與支承框架在工廠製成完整的幕牆結構基本單元，並將單元直接安裝在主體結構上的建築幕牆。單元式幕牆按建築物樓層高度進行幕牆單元分格、製作和安裝，各單元板塊在工廠車間加工並組裝完成，面板拼裝在單元板塊邊框上，而單元板塊與主體結構的上牆連線件安裝在單元板塊內側，現場依次吊裝幕牆單元，單元板塊間的上下接合，左右接合靠相鄰兩單元板塊相鄰邊框對插組成組合桿件，完成受力與密封。
一、單元式幕牆的典型結構
單元式幕牆作為一種面板結構，上下左右四個邊框分別與鄰近板塊的對應邊框之間採用插接結構，在外加荷載時能同時變形、協同受力，插接面同時設計有三道密封膠條來確保相鄰兩個板塊之間的防水密封。
單元式幕牆的三道密封線為：
① 塵密線：單元式幕牆為阻擋灰塵及大部分的雨水進入型腔而設計的
一道密封線，通常採用膠條擋水，一般由相鄰單元的膠條相互搭接實現。
② 水密線：通過幕牆表面的少量漏水可以越過這條線進入單元式幕牆
的等壓腔，通過合理的結構設計，進入等壓腔的水將被有序排出，達到
阻水的目的。
③ 氣密線：由於水密線和氣密線之間的等壓腔和室外基本上是相通的，
因此水密線不能阻止空氣的滲透，阻止空氣的滲透任務由氣密線來完成。
氣密封膠條可以確保室內室外隔絕。
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圖a是典型的左右兩個單元板塊間插接的橫剖節點圖，從圖中可以看出，右邊單元板塊的左邊框（俗稱公立柱）有兩個長邊（壁厚≥3mm），伸入左側單元板塊的右邊框（俗稱母立柱）的凹槽內，兩者之間內外均通過彈性膠條緊密接觸，沒有間隙。外加荷載（如風荷載）時兩側邊框能同時受力。凹槽前後兩道密封線就是前文所述的水密封線和氣密封線，左右邊框前端的兩道搭接的膠條，即是塵
圖b是典型的上下兩個單元板塊之間插接的縱剖節點圖，從圖中可以看出，上單元板塊的下邊框有乙個封閉腔的兩側面伸入了下單元板塊的上邊框凹槽內，兩者之間內外均通過彈性膠條緊密接觸，沒有間隙。外加荷載（如風荷載）時上下邊框能同時受力。凹槽前後的兩道膠條也就是前文所述的水密線和氣密線，在下邊框的前端有一道向下搭接到下面板塊頂部的膠條，即是塵密封線。
四個邊框三道密封膠條的形狀相同，分別處於同乙個平面中，直角交接處可以用密封膠粘接使之連續起來。
水密線和氣密線之間的空腔就是等壓腔。從橫剖節點圖與縱剖面節點來看，空腔內外兩側的密封膠條是連續的，但在單元板塊的上橫框上，必須開有適當尺寸的長圓孔，用來確保當外界正負風壓變化時，有一定體積的氣體能通過長圓孔進出空腔，使空腔內的氣壓始終能夠與外面氣壓基本相等，即使有少量雨水進入等壓腔，這些少量雨水能在自身重力的作用下經下部長圓孔自動流至幕牆外面。
在氣密線兩側，縫隙和氣壓差同樣不可避免，要達到不滲漏的目的，則要使水淋不到氣密線，消除滲漏三要素中水的因素(滲漏三要素指縫隙、雨水、氣壓差須同時存在，少一項則不會發生雨水滲漏)。由於通過塵密線和水密線的水很少或沒有，加上合理的組織排水，就沒有水淋到氣密線，氣密線縫隙周圍沒有水，就不會發生滲漏，從而使單元式幕牆對插部位具有良好的防水能力。這就是雨屏等壓密封原理在單元式幕牆中的應用。
另外，玻璃四周與四邊框，如果是明框結構，需要在預留間隙中填耐候膠，如圖c所示。如果是隱框結構，則需要打結構膠，而單元與單元之間，則須通過這三道密封線進行有效密封。
二、單元式幕牆結構組裝與密封
單元式幕牆四邊框架一般採用如下圖所示的組裝與密封方式：
圖d所示單元板塊四邊框連線接合處加膠後再用螺釘連線鎖緊，目的是為了防止雨水從邊框的各個鎖緊孔處滲入，如果一旦密封失效，雨水仍可能進入型材空腔，但不能讓雨水從型材接合面的縫隙中進入室內，而應設定合理的排水路徑，即必須讓雨水從開在左右邊框兩端位於上下橫框型材空腔下面位置的長圓孔內流到左右邊框外側，再經下一板塊橫框上所開排水孔排出幕牆結構體外。
單元式幕牆上橫框和板塊的寬度相同，它的下底面完整地壓在單元板塊最上面，覆蓋了左右邊框，相鄰單元板塊上橫樑之間的縫隙要打耐候密封膠，不能讓雨水從這裡流到下一層板塊。橫樑上面的避水板之間的縫隙也需要打膠密封。
單元式幕牆下邊框長度在左右邊框之內，這樣做的目的是為了保證從兩側邊框漏進去的雨水，可以依靠自身重力，從上往下無阻礙地進入到上下板塊間下橫框上部空腔，而左右兩個板塊的上橫框之間是需要如圖g所示打密封膠的，不應讓上層的雨水流入下一層板塊。這個位置限位塊的高度使空腔內兩邊高、中間低，迫使雨水從板塊中部上邊框所開長圓孔排出。
單元式幕牆防水的薄弱環節是相鄰四個單元的交接處「+」字縫，這是單元式幕牆防水的關鍵，必須按圖g「相鄰單元板塊間打膠示意圖」處理。
圖e:下橫框與左右邊框的連線方式圖f:上橫框與左右邊框的連線方式
三、單元式幕牆結構安裝方式
單元式幕牆典型的上牆安裝方式如下圖所示：一般需要有三維調節(粗調與微調)定位功能。採用勾掛式連線件,易於安裝，無需焊接。
圖h:預埋件側埋方式
圖i:預埋件面埋方式
圖j標註限位塊的鋁型材，可以做成100~150mm長兩段，設定在相鄰兩個單元板塊接縫的兩邊，其作用主要是將面板（如玻璃等）傳遞給左右邊框的荷載再傳遞到下面板塊的上橫框上，並起到乙個區域性加強上橫框強度的作用。也可以做成200~300mm一段，待相鄰兩個板塊安裝調整到同一高度後從一邊凹槽內移動到相鄰兩個單元板塊接縫的正中間，還可以起到保持兩邊板塊同時變位的作用。
圖k:限位板與避水板安裝示意圖
四、結語
單元式幕牆插接縫是單元式幕牆結構的關鍵技術部位，應用雨屏等壓原理對插接縫進行合理設計是阻止雨水透過插接縫滲入建築物內部的最有效方法，在實際工程施工中，組裝與安裝階段的質量控制亦至關重要，只有按規範的工藝操作，做好每乙個細節，才能達到單元式幕牆的各項效能。
○1.美國aama 幕牆系列第2卷
○2.單元式、半單元式幕牆技術張芹著
○3.新日輕株式會社設計基礎
○4.日本東海大學教授石川庚三博士文章
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