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單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)計要點

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單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)計要點

單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)計要點論文

作者:未知時間:201*-11-2413:52:00來源:論文天下論文網(wǎng)

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摘要:單元式幕墻在建筑師和開發(fā)商心中是高質(zhì)量、高檔次、高效率幕墻的象征,是否真正實現(xiàn)了“三高”,本文認(rèn)為還有一定的差距。其中最突出的問題是單元幕墻水密性系統(tǒng)設(shè)計上的缺陷,本文在總結(jié)多年設(shè)計、施工、檢測經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,闡述單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)計的要點,供幕墻設(shè)計師們參考。一、概述

建筑幕墻是集建筑技術(shù)、功能和藝術(shù)于一體的建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu),作為一種高級建筑外墻,它倍受建筑師和開發(fā)商的喜愛。隨著建筑市場的快速發(fā)展,加劇了幕墻市場對高水平幕墻設(shè)計的需求,為此幕墻設(shè)計單位就以豐富的幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式來適應(yīng)和引導(dǎo)市場的需求。比較具有代表性的就是單元式幕墻技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。但是由于企業(yè)的開發(fā)能力不能滿足幕墻市場的需要,存在脫節(jié)現(xiàn)象,致使大量的單元式幕墻的水密性能出現(xiàn)問題,影響了單元式幕墻技術(shù)應(yīng)用和推廣。

水密性一直是建筑幕墻節(jié)點設(shè)計的重要問題。經(jīng)不完全的統(tǒng)計,在實驗室中有90%幕墻樣品需經(jīng)修復(fù)才能通過試驗。在實際工程應(yīng)用中,也存在同樣的問題。為解決幕墻的防水問題,許多專家學(xué)者對防水原理進(jìn)行了研究和實驗,總結(jié)出完整的防水設(shè)計理論。比較著名的是“雨幕原理”和在實際應(yīng)用中常用的“等壓原理”。

眾所周知,單元式幕墻的質(zhì)量是由設(shè)計水平、材料質(zhì)量、加工質(zhì)量、組裝質(zhì)量、安裝質(zhì)量決定的。本文試圖就能夠影響單元式幕墻諸多因素進(jìn)行分析,為建筑幕墻的應(yīng)用提供參考。二、單元幕墻防水原理分析1.單元幕墻的三道密封線

(1)塵密線。為阻擋灰塵設(shè)計的一道密封線,一般由相鄰單元的膠條相互搭接實現(xiàn),起到阻擋灰塵和披水的作用。在南方地區(qū)可以不設(shè)計這道密封線。

(2)水密線。它是單元幕墻的重要防線,通過幕墻表面的少量漏水可以越過這條線,進(jìn)入單元幕墻的等壓腔,通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計,進(jìn)入等壓腔水將被有組織的排出,沒有繼續(xù)進(jìn)入室內(nèi)的能力,達(dá)到阻水的目的。有時為了提高幕墻的水密性能,也可能同時設(shè)置多道水密線。(3)氣密線。它也是單元幕墻的重要防線,由于水密線和氣密線之間的等壓腔和室外基本上是相通(有時在連通孔上放置防止灰塵的海棉)的,因此水密線不能阻止空氣的滲透,阻止空氣的滲透任務(wù)由最后一道防線氣密線來完成。2.單元幕墻防水機(jī)理分析

在幕墻表面,為了運(yùn)用雨幕原理進(jìn)行防水,設(shè)計上使等壓腔的壓力Pc等于或接近室外壓力Po,即水密線兩側(cè)的風(fēng)壓基本相等,消除或減輕了風(fēng)壓的作用,使水不通過或很少通過塵密線和水密線進(jìn)入等壓腔。

在氣密線兩側(cè),縫隙和作用同樣不可避免,要達(dá)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,由于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(fā)生滲漏,從而使單元式幕墻對插部位具有良好的防水能力。

單元式幕墻防水的薄弱環(huán)節(jié)是四個單元的“+”字縫,這是單元式幕墻能否成功防水的關(guān)鍵,目前比較成功的解決方案有橫鎖式、橫滑式和“+”字交叉密封結(jié)構(gòu)等,這里不再贅述。三、單元式幕墻防水系統(tǒng)設(shè)計要點

單元式幕墻系統(tǒng)設(shè)計具有較高的技術(shù)含量,直接關(guān)系到幕墻的經(jīng)濟(jì)性、安全性、工藝性、功能性、施工及可維護(hù)性。然而系統(tǒng)設(shè)計非常復(fù)雜,它涉及到許多專業(yè)方面的知識,在此不一一詳述。

從大多數(shù)幕墻測試的過程來看,單元式幕墻在測試過程中存在不同程度這樣或那樣的問題。其中水密性、氣密性是比較突出的問題。說明幕墻在防水系統(tǒng)設(shè)計上存在一定缺陷。單元式幕墻單元板塊是在廠房里制作、組裝完成的,能在現(xiàn)場直接安裝到建筑主體結(jié)構(gòu)上。無論是插接還是對接,單元板塊在上下左右以及單元板塊“十字”接口處均需要密封處理。如何從系統(tǒng)設(shè)計中處理好這些自由縫是解決單元式幕墻水密性的關(guān)鍵。由于縫隙腔內(nèi)外的氣壓差是雨水滲漏的主要動力,因此要求縫隙空腔內(nèi)的氣壓與室外氣壓相等,以防止內(nèi)外空氣壓力差將雨水壓入腔內(nèi)。下面從三個方面進(jìn)行闡述:1.型材斷面構(gòu)造設(shè)計的合理性

在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計中,型材斷面的設(shè)計非常重要。它不僅決定單元式幕墻的安全性,工藝性。同時還決定了單元式幕墻的其他物理性能。然而幕墻設(shè)計師們大多往往只通過力學(xué)計算重點考慮了型材斷面的設(shè)計安全性,而忽視了型材斷面對其他性能的貢獻(xiàn)。因此單元幕墻的雨水滲漏現(xiàn)象非常突出,單元板塊間的自由縫現(xiàn)場堵膠就成了幕墻廠家在現(xiàn)場工程排故過程中所用的主要手段。型材斷面雖然不是固定不變的,但是其斷面的設(shè)計是有規(guī)律的。它必須將其安全性、工藝性和結(jié)構(gòu)防水同步考慮。由于工程上所用的幕墻節(jié)點形式很多,因此本文不可能詳細(xì)論述,現(xiàn)就如下的典型圖例進(jìn)行分析:

(1)合理設(shè)計型材端面及型材咬合位置,盡量將水密線與氣密線分離,保證等壓腔發(fā)揮作用。

(2)斷面上盡可能避免在制作過程中開工藝孔,氣密線腔壁上禁止開工藝孔。(圖中所示構(gòu)造無工藝孔)

(3)斷面設(shè)計時應(yīng)考慮在豎向(或橫向)構(gòu)件上設(shè)置傳遞荷載與作用的專用裝置,盡可能避免氣密線膠條參與傳力,圖中插芯端面3為傳遞力和板塊吊裝的專用裝置。

(4)插接式單元幕墻在斷面設(shè)計時應(yīng)考慮板塊安裝后插接件之間有不小于15毫米的搭接長度。以便有能力適應(yīng)層間變位和吸收現(xiàn)場安裝產(chǎn)生的誤差。

(5)斷面設(shè)計時應(yīng)考慮預(yù)留安裝軟披水膠條的槽口,以便板塊安裝后在縫隙處形成阻水屏障,圖中膠條3和膠條8的槽口就起到這樣的作用。

(6)斷面設(shè)計時應(yīng)盡可能考慮減少零件數(shù)量,降低構(gòu)件的加工量和加工難度,以便保證板塊的組裝質(zhì)量。

(7)幕墻板塊的型材斷面種類應(yīng)考慮盡可能的少,同時應(yīng)考慮到盡可能減少零件的組合量,以便減少板塊組裝所形成的縫隙。

(8)單元幕墻的氣密線應(yīng)形成閉合。在結(jié)構(gòu)上必須防止十字接口處存在漏氣的通道,圖2的構(gòu)造中幕墻板塊在十字接口處可用膠板10實現(xiàn)密封。2.膠條合理設(shè)計

在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計中,膠條的設(shè)計也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。它決定了單元式幕墻的水密性、氣密性以及幕墻防水性能的耐久性。目前工程上所用的膠條大多存在一些問題。究其原因是對膠條的產(chǎn)品性能缺乏了解,膠條的斷面設(shè)計存在不合理現(xiàn)象。事實上膠條的材質(zhì)、延伸率、壓縮量以及斷面形式都很關(guān)鍵。單元式幕墻密封性膠條主要是三元乙丙(EPDM)膠條,這種材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐氣候老化性、耐熱老化性、耐水性,還具有較好的耐化學(xué)藥品性,可以長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用。EPDM橡膠有很多種牌號,不同的牌號各有不同的特點,因此可以說三元乙丙橡膠的化學(xué)成分及配方?jīng)Q定了膠條的使用環(huán)境和工作性能。

幕墻用三元乙丙膠條的基本成分為三元乙丙膠,碳黑,活性劑,增塑劑,硫化促進(jìn)劑等。其中膠條的含膠率控制在35%左右,含膠率過低,材料的力學(xué)性能特別是拉伸強(qiáng)度、回彈性、耐老化性等變差,使用壽命大為縮短。但含膠率過高,成本會提高,同時材料的性能也同樣變差。其中補(bǔ)強(qiáng)劑,硫化劑,增塑劑并不僅僅起到降低成本的作用,只要加入適量,比例得當(dāng),能夠改善材料的性能。根據(jù)不同的氣候特點,應(yīng)選用不同的EPDM牌號。總結(jié)近些年的應(yīng)用經(jīng)驗,膠條的設(shè)計可遵循以下原則:

(1)在北方地區(qū),溫差大,冬天溫度很低,最好選用部分充油牌號,在配方設(shè)計中充分考慮材料的低溫脆性,這樣硬度對溫度的依賴性小,便于安裝和使用。

(2)膠條在設(shè)計時必須確定合理的斷面形式,選擇合適的EPDM橡膠牌號,膠條的位置和作用不同,其斷面形式也應(yīng)該不同。

(3)在膠條設(shè)計時,必須合理確定壓縮比和硬度。如圖所示,膠條1和膠條7的硬度要求高,膠條3和膠條5的硬度要求低。膠條1、膠條3、膠條8屬于水密線膠條,膠條2、膠條4、膠條5、膠條6屬于氣密線膠條。

(4)對有特殊環(huán)境要求的膠條,有必要與膠條供應(yīng)商進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計,彌補(bǔ)設(shè)計人員知識面的不足,充分利用膠條材料的優(yōu)良性能。

(5)對接型單元幕墻的氣密線膠條豎橫應(yīng)相同,確保膠條在板塊四角周圈形成閉合。

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建筑單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)計要點

摘要:單元式幕墻在建筑師和開發(fā)商心中是高質(zhì)量、高檔次、高效率幕墻的象征,是否真正實現(xiàn)了“三高”,本文認(rèn)為還有一定的差距。其中最突出的問題是單元幕墻水密性系統(tǒng)設(shè)計上的缺陷,本文在總結(jié)多年設(shè)計、施工、檢測經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,闡述單元式幕墻防水構(gòu)造設(shè)

計的要點,供幕墻設(shè)計師們參考。

一、概述

建筑幕墻是集建筑技術(shù)、功能和藝術(shù)于一體的建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu),作為一種高級建筑外墻,它倍受建筑師和開發(fā)商的喜愛。隨著建筑市場的快速發(fā)展,加劇了幕墻市場對高水平幕墻設(shè)計的需求,為此幕墻設(shè)計單位就以豐富的幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式來適應(yīng)和引導(dǎo)市場的需求。比較具有代表性的就是單元式幕墻技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。但是由于企業(yè)的開發(fā)能力不能滿足幕墻市場的需要,存在脫節(jié)現(xiàn)象,致使大量的

單元式幕墻的水密性能出現(xiàn)問題,影響了單元式幕墻技術(shù)應(yīng)用和推廣。

水密性一直是建筑幕墻節(jié)點設(shè)計的重要問題。經(jīng)不完全的統(tǒng)計,在實驗室中有90%幕墻樣品需經(jīng)修復(fù)才能通過試驗。在實際工程應(yīng)用中,也存在同樣的問題。為解決幕墻的防水問題,許多專家學(xué)者對防水原理進(jìn)行了研究和實驗,總結(jié)出完整的防水設(shè)計理論。比較著名

的是“雨幕原理”和在實際應(yīng)用中常用的“等壓原理”。

眾所周知,單元式幕墻的質(zhì)量是由設(shè)計水平、材料質(zhì)量、加工質(zhì)量、組裝質(zhì)量、安裝質(zhì)量決定的。本文試圖就能夠影響單元式幕墻諸多

因素進(jìn)行分析,為建筑幕墻的應(yīng)用提供參考。

二、單元幕墻防水原理分析1.單元幕墻的三道密封線

(1)塵密線。為阻擋灰塵設(shè)計的一道密封線,一般由相鄰單元的膠條相互搭接實現(xiàn),起到阻擋灰塵和披水的作用。在南方地區(qū)可以不設(shè)

計這道密封線。

(2)水密線。它是單元幕墻的重要防線,通過幕墻表面的少量漏水可以越過這條線,進(jìn)入單元幕墻的等壓腔,通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計,進(jìn)入等壓腔水將被有組織的排出,沒有繼續(xù)進(jìn)入室內(nèi)的能力,達(dá)到阻水的目的。有時為了提高幕墻的水密性能,也可能同時設(shè)置多道水密

線。

(3)氣密線。它也是單元幕墻的重要防線,由于水密線和氣密線之間的等壓腔和室外基本上是相通(有時在連通孔上放置防止灰塵的海

棉)的,因此水密線不能阻止空氣的滲透,阻止空氣的滲透任務(wù)由最后一道防線氣密線來完成。

2.單元幕墻防水機(jī)理分析

在幕墻表面,為了運(yùn)用雨幕原理進(jìn)行防水,設(shè)計上使等壓腔的壓力Pc等于或接近室外壓力Po,即水密線兩側(cè)的風(fēng)壓基本相等,消除或減

輕了風(fēng)壓的作用,使水不通過或很少通過塵密線和水密線進(jìn)入等壓腔。

在氣密線兩側(cè),縫隙和作用同樣不可避免,要達(dá)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,由于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(fā)生滲漏,從而使單元式幕

墻對插部位具有良好的防水能力。

單元式幕墻防水的薄弱環(huán)節(jié)是四個單元的“+”字縫,這是單元式幕墻能否成功防水的關(guān)鍵,目前比較成功的解決方案有橫鎖式、橫滑式和

“+”字交叉密封結(jié)構(gòu)等,這里不再贅述。三、單元式幕墻防水系統(tǒng)設(shè)計要點

單元式幕墻系統(tǒng)設(shè)計具有較高的技術(shù)含量,直接關(guān)系到幕墻的經(jīng)濟(jì)性、安全性、工藝性、功能性、施工及可維護(hù)性。然而系統(tǒng)設(shè)計非常

復(fù)雜,它涉及到許多專業(yè)方面的知識,在此不一一詳述。

從大多數(shù)幕墻測試的過程來看,單元式幕墻在測試過程中存在不同程度這樣或那樣的問題。其中水密性、氣密性是比較突出的問題。說

明幕墻在防水系統(tǒng)設(shè)計上存在一定缺陷。

單元式幕墻單元板塊是在廠房里制作、組裝完成的,能在現(xiàn)場直接安裝到建筑主體結(jié)構(gòu)上。無論是插接還是對接,單元板塊在上下左右以及單元板塊“十字”接口處均需要密封處理。如何從系統(tǒng)設(shè)計中處理好這些自由縫是解決單元式幕墻水密性的關(guān)鍵。由于縫隙腔內(nèi)外的氣壓差是雨水滲漏的主要動力,因此要求縫隙空腔內(nèi)的氣壓與室外氣壓相等,以防止內(nèi)外空氣壓力差將雨水壓入腔內(nèi)。下面從三個方面

進(jìn)行闡述:

1.型材斷面構(gòu)造設(shè)計的合理性

在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計中,型材斷面的設(shè)計非常重要。它不僅決定單元式幕墻的安全性,工藝性。同時還決定了單元式幕墻的其他物理性能。然而幕墻設(shè)計師們大多往往只通過力學(xué)計算重點考慮了型材斷面的設(shè)計安全性,而忽視了型材斷面對其他性能的貢獻(xiàn)。因此單元幕墻的雨水滲漏現(xiàn)象非常突出,單元板塊間的自由縫現(xiàn)場堵膠就成了幕墻廠家在現(xiàn)場工程排故過程中所用的主要手段。型材斷面雖然不是固定不變的,但是其斷面的設(shè)計是有規(guī)律的。它必須將其安全性、工藝性和結(jié)構(gòu)防水同步考慮。由于工程上所用的幕墻節(jié)點形式很

多,因此本文不可能詳細(xì)論述,現(xiàn)就如下的典型圖例進(jìn)行分析:

(1)合理設(shè)計型材端面及型材咬合位置,盡量將水密線與氣密線分離,保證等壓腔發(fā)揮作用。(2)斷面上盡可能避免在制作過程中開工藝孔,氣密線腔壁上禁止開工藝孔。(圖中所示構(gòu)造無工藝孔)

(3)斷面設(shè)計時應(yīng)考慮在豎向(或橫向)構(gòu)件上設(shè)置傳遞荷載與作用的專用裝置,盡可能避免氣密線膠條參與傳力,圖中插芯端面3為

傳遞力和板塊吊裝的專用裝置。

(4)插接式單元幕墻在斷面設(shè)計時應(yīng)考慮板塊安裝后插接件之間有不小于15毫米的搭接長度。以便有能力適應(yīng)層間變位和吸收現(xiàn)場安

裝產(chǎn)生的誤差。

(5)斷面設(shè)計時應(yīng)考慮預(yù)留安裝軟披水膠條的槽口,以便板塊安裝后在縫隙處形成阻水屏障,圖中膠條3和膠條8的槽口就起到這樣的

作用。

(6)斷面設(shè)計時應(yīng)盡可能考慮減少零件數(shù)量,降低構(gòu)件的加工量和加工難度,以便保證板塊的組裝質(zhì)量。

(7)幕墻板塊的型材斷面種類應(yīng)考慮盡可能的少,同時應(yīng)考慮到盡可能減少零件的組合量,以便減少板塊組裝所形成的縫隙。(8)單元幕墻的氣密線應(yīng)形成閉合。在結(jié)構(gòu)上必須防止十字接口處存在漏氣的通道,圖2的構(gòu)造中幕墻板塊在十字接口處可用膠板10

實現(xiàn)密封。2.膠條合理設(shè)計

在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計中,膠條的設(shè)計也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。它決定了單元式幕墻的水密性、氣密性以及幕墻防水性能的耐久性。目前工程上所用的膠條大多存在一些問題。究其原因是對膠條的產(chǎn)品性能缺乏了解,膠條的斷面設(shè)計存在不合理現(xiàn)象。事實上膠條的材質(zhì)、延伸率、壓縮量以及斷面形式都很關(guān)鍵。單元式幕墻密封性膠條主要是三元乙丙(EPDM)膠條,這種材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐氣候老化性、耐熱老化性、耐水性,還具有較好的耐化學(xué)藥品性,可以長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用。EPDM橡膠有很

多種牌號,不同的牌號各有不同的特點,因此可以說三元乙丙橡膠的化學(xué)成分及配方?jīng)Q定了膠條的使用環(huán)境和工作性能。

幕墻用三元乙丙膠條的基本成分為三元乙丙膠,碳黑,活性劑,增塑劑,硫化促進(jìn)劑等。其中膠條的含膠率控制在35%左右,含膠率過低,材料的力學(xué)性能特別是拉伸強(qiáng)度、回彈性、耐老化性等變差,使用壽命大為縮短。但含膠率過高,成本會提高,同時材料的性能也

同樣變差。其中補(bǔ)強(qiáng)劑,硫化劑,增塑劑并不僅僅起到降低成本的作用,只要加入適量,比例得當(dāng),能夠改善材料的性能。

根據(jù)不同的氣候特點,應(yīng)選用不同的EPDM牌號?偨Y(jié)近些年的應(yīng)用經(jīng)驗,膠條的設(shè)計可遵循以下原則:

(1)在北方地區(qū),溫差大,冬天溫度很低,最好選用部分充油牌號,在配方設(shè)計中充分考慮材料的低溫脆性,這樣硬度對溫度的依賴性

小,便于安裝和使用。

(2)膠條在設(shè)計時必須確定合理的斷面形式,選擇合適的EPDM橡膠牌號,膠條的位置和作用不同,其斷面形式也應(yīng)該不同。(3)在膠條設(shè)計時,必須合理確定壓縮比和硬度。如圖所示,膠條1和膠條7的硬度要求高,膠條3和膠條5的硬度要求低。膠條1、

膠條3、膠條8屬于水密線膠條,膠條2、膠條4、膠條5、膠條6屬于氣密線膠條。

(4)對有特殊環(huán)境要求的膠條,有必要與膠條供應(yīng)商進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計,彌補(bǔ)設(shè)計人員知識面的不足,充分利用膠條材料的優(yōu)良性能。

(5)對接型單元幕墻的氣密線膠條豎橫應(yīng)相同,確保膠條在板塊四角周圈形成閉合。

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