单元式幕墙节点设计的若干问题探讨

彭群

【摘 要】现阶段，国内單元式幕墙设计通常会出现各类问题，并对幕墙功能造成不同程度的影响。本文基于此探讨了单元式幕墙节点设计的若干问题，提出了单元式幕墙节点的设计策略。

【关键词】单元式幕墙；节点设计；若干问题；对策

前言：

单元式幕墙具有着比较严格的设计制作要求，技术含量较高，早年在国内应用较少，而近年来，逐渐在国内市场兴起。单元式幕墙的优势明显，幕墙加工实现工业化生产，有效缩短现场的施工工期。同时，单元板块的加工精度及表面平整度高，并具有极佳的结构防水效果。另外，幕墙支座的三维可调设计，可适应主体结构位移变形，并实现安装误差的有效调节。

1、单元式幕墙节点设计发展现状分析

幕墙方案节点设计是否合理，直接影响幕墙工程的整体防排水效果及成本造价。因此，施工单位针对这些问题，对单元式幕墙的设计、加工及安装等多项施工内容的进行研究改良。单元式幕墙的节点设计是制作工艺中关键的部分，工厂加工好的单元板块运往施工现场后，发生如下状况，例如：幕墙整体系统无法形成固定、统一的闭合状态、单元板块安装后出现漏水状况等等。由此可见，单元式幕墙的施工效果和节点设计的准确性和合理性以及规范性有着密切的关系。

目前，大多数高层或者超高层建筑都开始选用单元式幕墙系统，对于经验尚浅的设计人员，单元式幕墙的适用位置的选取、节点的设计及安装工艺等问题都会成为严峻地挑战。针对这些方面，笔者结合多年工作经验，提出相应的解决、控制、管理对策。

2、单元式幕墙节点设计内容分析

2.1排水系统

2.1.1单元梁等压设计原理。等压原理是单元式幕墙设计运用的主要原理，主要是运用雨幕原理进行防水，设计上使等压腔的压力Pc等于或接近室外压力Po，即水密线两侧的风压基本相等，消除或减轻了风压的作用，使水不通过或很少通过尘密线和水密线进入等压腔。要想避免雨水渗漏，提高单元系统的防排水性能，达到不渗漏的目的，则要使水淋不到气密线，消除渗漏三要素中水的因素，由于通过尘密线和水密线的水很少或没有，加上合理的组织排水，就没有水淋到气密线，气密线缝隙周围没有水，就不会发生渗漏，从而使单元式幕墙对插部位具有良好的防水能力。上述设计均能提高幕墙的防水性能。

2.1.2单元体的防排水设计。单元立柱的内外腔也可加人多种防水设计内容，在幕墙还未确定排水功能需求时，设计人员应最大限度地提升幕墙的排水能力。单元立柱是贯穿幕墙高层到底层的主体结构，如果立柱长时间被水浸泡，其材料性能和结构刚度都会受到影响。因此，应在单元立柱内腔设置排水下泄装置，让雨水从内腔排水管道中流出。单元体横梁、单元体立柱是单元式幕墙的核心结构，处在单元体上端的横梁承担排水作用，雨水顺单元体立柱内腔进入单元板之后，单元板应利用上横梁的坡度改变雨水流向，将雨水转移到单元式幕墙结构之外。

2.2单元式幕墙的尘密性、水密性和气密性

2.2.1尘密线。为阻挡灰尘设计的一道密封线，一般由相邻单元的胶条相互搭接实现，起到阻挡灰尘和披水的作用。

2.2.2水密线。它是单元幕墙的重要防线，通过幕墙表面的少量漏水可以越过这条线，进入单元幕墙的等压腔，通过合理的结构设计，进入等压腔水将被有组织的排出，没有继续进入室内的能力，达到阻水的目的。有时为了提高幕墙的水密性能，也可能同时设置多道水密线。

2.2.3气密线。它也是单元幕墙的重要防线，由于水密线和气密线之间的等压腔和室外基本上是相通的（有时在连通孔上放置防止灰尘的海棉），因此水密线不能阻止空气的渗透，阻止空气的渗透任务由最后一道防线-气密线来完成。

2.3防渗漏措施。大面积单元式幕墙是由多个单元板块拼接构成的，在单元结构穿插安装中，很容易遇到结构错位、伸缩位移变小、构造变形等现象上述现象的形成原因，主要是因为单元式幕墙忽略了防渗漏设计因此单元结构应采用纵横接缝的方法进行穿插安装，利用多腔截面构造形式，增大各单元板之间连接的紧密性，增加排水设施、封闭系统的密闭性和防水性。

2.4单元体支座三维六自由度可调设计

单元式幕墙在水平和垂直位置上，经常会出现安装不平整现象，该现象发生的原因多半由于支座系统的结构变形。三维设计是一种新型的设计理念，将这一理念引入支座设计可以大大增加幕墙支座结构的可调节性，如果单元板出现安装对缝问题，施工人员可以通过调节支座结构，改变整体幕墙的安装走向，以达到单元式幕墙三维安装调节的作用。

3、单元式幕墙设计过程中出现的问题

3.1单元式幕墙设计排水设计不合理

基于等压原理，单元式幕墙设计利用幕墙横梁与主梁之间的对插构建出内外空腔，两个空腔利用幕墙横梁泄水孔实现等压。雨水在不受压力差影响的情况下通常不会渗人内腔，然而一旦室外风压出现变化，内腔与外腔之间就会出现压力差。此外幕墙单元板的制作与组装均在工厂完成，板块到达施工现场后，能够在建筑主体结构上直接安装。而无论是对接或者插接，板块上下左右以及十字接口区域必须实施密封处理。单元式幕墙设计要想确保自身水密性达标，胶条之间的接缝处理是关键所在。导致雨水渗漏进入内腔的主要动力来自缝隙内外腔之间的压力差，所以，缝隙空腔内部气压必须等同于室外气压，避免雨水受空气压力差影响渗入内腔。

3.2型材截面缺乏合理性设计

在幕墙设计过程中，型材截面设计极为关键，这也是工程领域整体核心所在。型材截面设计对于单元式幕墙工程效益以及施工安全有着决定性影响，更与施工工艺以及幕墙功能发挥有着直接关联。除此之外，幕墙板块加工以及隐形力控制安装也极为关键。如果幕墙板块自身加工以及安装质量不合格，则会对幕墙板块防渗漏功能产生直接影响。所以在幕墙设计过程中通常还需要全面总结幕墙物理特性，并展开深入分析，对其各项物理参数进行统计，为设计工作人员提供合理有效的数据参数。

4、单元式幕墙节点设计策略

4.1防排水节点设计。单元式幕墙应采用分层排水的方式比较合理，上一层的水经立柱前腔落入下一层横梁前腔，再直接排出；本层的水经立柱后腔落入排水槽，又落入横梁后腔，再从横梁后腔流入横梁前小腔体，最终由立柱前腔落入下一层横梁前腔排出。单元式幕墙转角部位应和标准位单元幕墙一样采用分层排水的方式，转角位水槽及披水胶皮采用45°拼缝组合方式加工。

4.2型材加工设计。单元式幕墙型材加工主要涉及立柱横梁加工，应重视开孔、避位以及铣口的位置，在和不同型材组装时应注意预留1mm的缝隙.防止出现拼装误差.造成板块不密合。

结束语：

通过对单元式幕墙节点设计内容进行系统分析可知，在大型工程建设中，单元幕墙的图纸设计非常复杂，针对每个施工细节，设计人员应以实际施工情况为依据，充分理解其系统的设计规范和应用重点内容，从构件设计和功能系统两方面人手，落实关键的幕墙设计内容。另外设计人员还应根据幕墙的多层安装条件，设计多个防水步骤，即使在建筑竣工之后，建筑管理人员也应随时监督幕墙的使用性能和安装情况，有效避免单元式幕墙因受外部环境影响而出现结构变形导致的渗水问题。综上分析，单元式幕墙的节点设计在单元板制作工艺、施工工艺中都起到了决定性的作用。

参考文献：

[1]陈健波.单元式幕墙节点设计的若干问题探讨[J].门窗，2013（01）：115—119.

[2]高树鹏.天津泰达广场A，B区及中央广场绿色建筑幕墙的设计[J].广东土木与建筑，2013（04）：123—144.