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1 引言
單元式幕墻（詞條“單元式幕墻”由行業大百科提供）為目前我國乃至世界上技術含量高、工期相對短的幕墻系統，其使用量越來越大。但目前從事幕墻設計人員的水平參差不齊，有的設計人員剛畢業未接觸過幕墻，有的只是設計過構件式幕墻，有的是剛接觸單元式幕墻，有的也只是按照別人的圖紙修改過單元式系統等等。單元式幕墻是在工廠加工程度相對最高的一種幕墻類型，加工好的單元板塊運至現場后直接安裝在支座系統上即可實現閉合狀態。如果單元式幕墻的節點設計出現問題，施工后現場基本無法處理，所以，單元式幕墻施工圖的設計是整個幕墻工程的重中之重。本文在總結多年設計、施工經驗的基礎上，簡單介紹單元式幕墻在節點設計中存在的一些普遍問題(主要是防水、排水、節約造價等)及解決方法，供參考。
2 單元式幕墻節點設計中常存在的問題
2.1 單元式幕墻系統未設計好排水系統
單元式幕墻利用等壓原理，通過幕墻主、橫梁的對插，形成內、外兩個空腔，內、外腔通過幕墻橫梁的泄水孔達到等壓，在沒有壓力差作用下，雨水不會進入內腔，但在室外風壓變化瞬時，內、外腔存在壓力差。傳統的單元幕墻系統(圖1)中單元上橫梁的內、外腔直接通過泄水孔連通且基本在同一標高，雨水在壓力差作用下從外腔沿泄水孔進入內腔，當較多雨水進到內腔時，有可能從內層密封膠條處滲進室內;有組織排水單元幕墻系統(圖2)中，內、外腔不直接連通，而是在上單元橫梁處設置橫向排水管，進入內腔的滲漏水通過泄水孔排到橫向排水管，再經過排水孔并沿著主梁外豎腔排放到下層單元上橫梁外腔處向外排出，通過有組織排水，能提高幕墻系統的防水性能。
2.2單元立柱的設計未考慮系統的整體排水功能
有組織排水幕墻（詞條“水幕墻”由行業大百科提供）系統(圖2)，在滲漏水進入橫向排水管后通過排水孔下泄到單元立柱的外腔。而目前較多設計人員隨意設計單元立柱的內外腔，并未考慮好滲漏水的排放功能，滲漏水依然可能排放至單元立柱的內腔(圖3)，這樣雨水一直從最高層排到最底層，直至單元橫梁內腔的水滿了之后通過最內層的縫隙滲進室內。因此，在設計單元立柱的時候必須考慮上述因素。如圖4 所示，進入內腔的水，經過橫向排水管及相應的排水孔后排至單元立柱的外腔，實現水向外排出。
2.3單元上橫梁未設置排水坡度
由于每個單元板塊的單元上橫梁在上單元板塊的下部，進入內腔的水都經過并通過該橫梁向外排出(圖5)，如該橫梁不設置排水坡度，在水進入橫梁內腔后則不易向外排出，水長時間滯留在橫梁內腔后，不僅對鋁合金型材的防腐性能產生影響，而且在風荷載（詞條“風荷載”由行業大百科提供）及雨水都很大的情況下，進入內腔的水易于倒灌進室內(特別是傳統的單元式幕墻系統，更應設置排水坡度)。
2.4最底部的單元板塊未設置排水系統
單元式幕墻系統中，進入內腔的水在經過單元板塊下泄后，均通過下部的單元橫梁向外排出，最底部單元板塊的下部應增設通長的單元上橫梁(圖6)，以滿足排水功能。如未設置下部的排水構造，單元立柱會一直延伸至下部(圖7)，則不滿足系統的排水功能，雨水直接從單元立柱向下滲漏到結構內部。
2.5結構梁下部的中橫梁未設置集水及排水構造
一般情況下，結構梁前面會增加內襯板作為外觀裝飾或輔助防水、隔熱材料。內襯板與外立面的面板之間在室內外存在溫差或外立面面板未注膠的情況下，很容易出現有水滴下或滴入的情況。因此，單元式幕墻系統應在結構梁下部的橫梁上部設置集水及排水功能。通常，該單元中橫梁是在內襯板前面設置弧形集水孔，而兩端的單元立柱在該橫梁集水孔范圍內也應設置排水孔(圖8)，以將集水孔的水排到單元立柱外腔，從而實現水外泄。
2.6單元立柱與各橫梁連接后未打膠密封防水
所有的橫梁(包括上下單元橫梁及中橫梁)與單元立柱連接后，連接固定橫梁的螺絲頭與立柱之間應注耐候密封膠防水(圖9)。單元板塊之間是通過對插連接的，相互之間存在縫隙，在雨水進入外腔或內腔后，極易通過連接橫梁的螺絲孔周邊進入橫梁內部并滲透到室內，所以連接橫梁的螺絲頭與單元立柱之間應注膠密封，以滿足系統的防水要求。
2.7金屬護邊與立柱之間未打膠密封防水
由于金屬護邊處于室外，即使護邊有披水膠條，雨水還是容易進入板塊的外腔。如金屬護邊與單元立柱之間的縫隙未注耐候密封膠，則進入內腔的雨水就會通過該縫隙進入內部的空隙，以至進入室內。因此，單元板塊組裝完成后，應在板塊側邊的金屬護邊與立柱之間的縫隙注密封膠(圖10)，以滿足防水功能，且也考慮結構膠的耐候性。
2.8單元立柱的膠條未考慮系統的氣密性及水密性
單元板塊之間通過對插形成密封，其氣密性與水密性主要還是通過密封膠條與單元立柱之間的相互連接產生作用。如圖11 所示，由于膠條的加工、安裝及單元板塊現場安裝過程中出現的誤差等原因，最外層的膠條相互之間的密封性能會減弱，同時影響了整個幕墻系統的氣密性及水密性能。因此，第一層的披水膠條應采用圓形(如圖10)，且其截面應加大，以能滿足連接功能，在單元板塊對插后，膠條相互之間擠壓（詞條“擠壓”由行業大百科提供）形成第一層而且很重要的密封層。
2.9未考慮單元板塊對插后的防滲（詞條“防滲”由行業大百科提供）漏措施
單元式幕墻，單元間采用對插式組合構件時，縱橫縫相交處應采取防滲漏封口構造措施。為了適應單元間的伸縮位移和便于拆卸，目前單元式幕墻的單元間多采用對插式組合桿件，相鄰單元板塊縱橫接縫處的十字形部位(圖12)，容易出現內外直通的情況，所以應采用防滲漏封口構造措施。通常，對插構件的截面可設計成多腔形式，單元間的拼接縫隙采用橡膠密封條等封堵措施和必要的導排水措施(如圖2、圖4、圖5)。
2.10對插后未采取措施連接兩單元板塊
目前，由于建筑上的要求，單元板塊的高度并非與結構層處于同一標高(雖然板塊的實際高度一般與建筑層高一致，但有的板塊會上升突出結構，下部與下單元板塊對插固定)，在單元板塊對插完成后，板塊之間未采用相應內插件(普遍稱之為集水槽)連接兩個單元板塊(即板塊對插后雖然有內插件，但內插件不連通兩單元板塊，板塊之間只注密封膠防水，如圖13)的做法不利于板塊承受風荷載（詞條“荷載”由行業大百科提供）及地震作用。這樣設計出的單元系統存在防排水問題及不利于承受風荷載作用，建議在單元板塊對插后相互之間采用集水槽(內插件)連接固定(如圖14)。
2.11支座系統未考慮三維可調節性
由于現場結構系統無法實現真正意義的水平或垂直布置，一般會出現凸凹不平現象，幕墻的支座系統也只能跟隨結構發生變化，為此支座系統的設計必須考慮其三維可調節性能(如圖15，即支座系統的上下、左右及前后的調節)。如設計出的支座系統未考慮好其三維可調性，則無法滿足現場的施工要求。
2.12橫梁外的金屬護邊未考慮隔熱及玻璃面板與立柱注結構膠等情況
通常，隱框單元式玻璃幕墻的玻璃面板與龍骨之間采用結構膠連接固定，在玻璃面板與各橫梁間注結構膠時一般都是在板塊的室外部分，且注結構膠時存在一定的操作空間(圖16)。如果橫梁的金屬護邊與橫梁為一整體構件，則不利于注結構膠，且也未考慮型材的隔熱問題(圖17)。因此，金屬護邊(或裝飾線條)的設計應該考慮以下問題：①滿足加工車間對玻璃結構膠的加工;②滿足幕墻系統的隔熱性能。
2.13幕墻立柱設計未考慮節約造價
現階段，國內外各大城市的建筑高樓林立，如何節約幕墻的造價因人而異。幕墻立柱的設計也是成本控制的重要手段，很多設計出來的圖紙采用的立柱全部都一樣，如果工程量大，工程造價會大大增加。為節約工程造價，立柱可按以下建議設計：①在滿足幕墻立柱外觀一致的情況下，根據實際情況，立柱的壁厚可增大或減小(圖18)，但其壁厚必須滿足相關規范要求;②根據受力要求，不同的建筑范圍內采用不同截面的立柱，下單元板塊的上橫梁增加深度尺寸以滿足上單元板塊的固定(圖19)。
2.14單元板塊的設計未考慮好幕墻防火系統的現場施工
現場的結構剪力墻、后砌磚墻或內裝的施工是在幕墻施工之前進行的。由于單元板塊在室外施工的技術很成熟，這種情況是能滿足施工要求的，但還是要考慮好防火系統的現場施工。在單元板塊、室內裝修都完成的情況下，現場無法滿足防火系統的安裝。為此，應在設計單元系統的過程中將結構梁前面的面板設計成后裝系統(圖20)，具體如下：將后裝的面板設計成小單元系統，當工廠加工完整個框架（詞條“框架”由行業大百科提供）并組裝其他面板后，連同后裝的小單元板塊運至現場，然后吊裝單元板塊固定在結構上，之后安裝防火系統，最后將小單元板塊固定到單元板塊的相應位置并打膠密封，整套工作完成。
3 結束語
隨著經濟的不斷發展，幕墻的使用功能越來越多，不管是單元式幕墻還是構件式幕墻，也不管是雙層幕墻還是單層幕墻，幕墻的設計，特別是防水設計是其重中之重。一旦在幕墻施工完成后，由于設計的原因造成質量問題或雨水進入室內等情況，基本難以解決，除非拆卸重新設計并施工，故施工前的幕墻設計是日后幕墻使用非常重要的階段。
