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      精彩詞條

      單元幕墻

      補(bǔ)充:0  瀏覽:14919  發(fā)布時(shí)間:2015-4-28

        單元式幕墻,是指由各種墻面板與支承框架在工廠制成完整的幕墻結(jié)構(gòu)基本單位,直接安裝在主體結(jié)構(gòu)上的建筑幕墻。單元式幕墻主要可分為:?jiǎn)卧侥粔桶雴卧侥粔τ址Q堅(jiān)挺單元式幕墻,半單元式幕墻詳分又可分為:立挺分片單元組合式幕墻,窗間墻單元式幕墻。


        簡(jiǎn)介


        建筑幕墻在我國(guó)隨著高層/超高層建筑物的增多而增多,幾乎哪里有高層建筑哪里就有各種幕墻。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家幕墻業(yè)經(jīng)歷百余年的歷史,而在我國(guó)僅用了十多年時(shí)間即迎頭趕上。從大的城市直至部分鄉(xiāng)鎮(zhèn),均可看到各種形式的幕墻。近幾年尤以隱框鋁合金玻璃幕墻[1] 發(fā)展為最快。[2]


        分類


        幕墻按其材料可分為鋁合金玻璃幕墻,鋁板幕墻(鋁合金單板或復(fù)合鋁板),鋼板幕墻、石板幕墻、陶瓷板幕墻以及用上述材料組合而成的組合式幕墻。按外形可分為:平直幕墻、折線幕墻、圓弧幕墻、曲面幕墻和異形幕墻等。按結(jié)構(gòu)形式可分為:有框幕墻、隱框幕墻和半隱框幕墻。由于上述各種幕墻使建筑物路面建筑造型新穎多變,虛實(shí)對(duì)比強(qiáng)烈,環(huán)境色彩鮮艷明快,給人們以喜聞樂(lè)見(jiàn)的建筑藝術(shù)形象,使城市增加了無(wú)窮的魅力。[1]


        框架式


        框架式幕墻特點(diǎn)


        國(guó)內(nèi)近幾年新建造的幕墻從制作安裝上均屬于框架式幕墻,在國(guó)際上已有十幾年歷史,這種幕墻的主要特點(diǎn)是: 加工制作安裝大部分在工地上完成( 但隱框 、半隱框幕墻要先在加工廠粘好玻璃)。國(guó)際上最先進(jìn)的幕墻為"單元式"幕墻,也稱第三代幕墻 。這種幕墻的主要特點(diǎn)為:在幕墻加工廠制作好幕墻的單元板塊,設(shè)計(jì)制作要求很嚴(yán),屬于高科技技術(shù),在我國(guó)屬新技術(shù)。單元式幕墻近兩年在國(guó)內(nèi)已開(kāi)始興起,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)有兩個(gè)廠家能系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)制作安裝任務(wù),國(guó)外公司兩年來(lái)已在國(guó)內(nèi)建造單元式幕墻約四十萬(wàn)平米左右,并且要價(jià)很高,甚至高出框架式幕墻一倍左右,基本上壟斷了國(guó)內(nèi)"單元式"幕墻市場(chǎng)。


        框架式幕墻優(yōu)點(diǎn)


        框架式幕墻的優(yōu)點(diǎn)是:在設(shè)計(jì)、計(jì)算、管理上均較簡(jiǎn)單容易,能承受較大的安裝誤差;由于構(gòu)件小,在工地上容易存放;因設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)單,安裝是不需要很長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間;由于制作簡(jiǎn)單,安裝系統(tǒng)有彈性,故較多幕墻的承建商有能力建造該類幕墻。其主要缺點(diǎn)為:框架式幕墻整體安裝要在樓房土建施工完畢后,幕墻要從樓的上端向下端安裝,需較長(zhǎng)的安裝時(shí)間,并且一定要借助于腳手架或吊船安裝,幕墻容易產(chǎn)生安裝誤差,構(gòu)件不直,安裝不平整;防水一般為單層密封,保持雙層密封比較困難;由于工地受各種條件影響,建筑幕墻的施工工期比預(yù)期計(jì)劃要長(zhǎng),很難保證工期。


        分類特點(diǎn)


        " 單元式幕墻"主要可分為:"單元式幕墻"和"半單元式幕墻"又稱堅(jiān)挺單元式幕墻,半單元式幕墻詳分又可分為:立挺分片單元組合式幕墻,窗間墻單元式幕墻。上述單元式幕墻分類有所不同,但其基本原理完全一致。它和框架式幕墻在制作原理設(shè)計(jì)施工上有著本質(zhì)上的差異。現(xiàn)將單元式幕墻的特點(diǎn)介紹如下:


        一、單元式解決幕墻漏水問(wèn)題,采用了"等壓原理"。幕墻產(chǎn)生漏水現(xiàn)象,必須有三個(gè)條件,第一是水的存在,如下雨擦洗幕墻用水。第二,水運(yùn)動(dòng)途徑;第三,水運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力,有六種動(dòng)力如:重力 、動(dòng)量、表面脹力、毛細(xì)現(xiàn)象、氣流和壓力差 。壓力差是造成大部分幕墻接縫漏水的主要原因,幕墻外水份,不論是雨水或洗窗水進(jìn)入室內(nèi),除了必須有破口或是裂縫存在,還必須要求室外的壓力比室內(nèi)壓力大。如果室內(nèi)的壓力與室外壓力相等,甚至大于室外壓力,即使有破口或是裂縫存在,水份也不會(huì)進(jìn)入墻內(nèi)。一般傳統(tǒng)防水方式是盡量設(shè)法在漫長(zhǎng)的接縫處減少可能發(fā)生的開(kāi)口,如用各種密封膠,膠條對(duì)接觸縫密封堵塞。新的防水進(jìn)入室內(nèi)的方式,則是用對(duì)雨水疏導(dǎo)的方式,引水入等壓腔內(nèi),再引水流出墻體。為了達(dá)到等壓,我們將部分或所有接縫維持開(kāi)放,但是等壓腔并不是一個(gè)通氣的空間,他必須限制在一定范圍的通氣空間,才能有效地產(chǎn)生等壓效應(yīng)。為了達(dá)到完全等壓效應(yīng),"等壓腔"內(nèi)的壓力必須隨時(shí)維持大于或等于室外的壓力。但是我們知道建筑物表面壓力,因風(fēng)速隨時(shí)的變化,不會(huì)永久不變,建筑物愈高愈大,壓力差程度也就愈明顯。接近地面的正風(fēng)壓比高處正風(fēng)壓小,立面中央正風(fēng)壓比角落正風(fēng)壓大,同一根橫料可能一端受正壓,另一端受負(fù)壓,再加上其它因素影響使得等壓效應(yīng)的設(shè)計(jì)更加復(fù)雜困難。因此要求高技術(shù)的加以解決。等壓原理是單元式幕墻獨(dú)特的核心。


        二、單元式幕墻的單元件高度為樓層高度,寬度一般為1.2米至1.5米左右。故傳力簡(jiǎn)捷,可直接掛在樓層預(yù)埋件上,安裝方便。


        三、單元件在工廠內(nèi)加工制作, 可以把玻璃 、鋁板或其它材料在加工廠內(nèi)組裝在一個(gè)單元件上,促進(jìn)了建筑工業(yè)化程度。


        四、因?yàn)閱卧诩庸S內(nèi)整件組裝,易于在工廠內(nèi)進(jìn)行檢查,有利于保證多元化整體質(zhì)量,保證了幕墻的工程質(zhì)量。


        五、單元式幕墻從樓層下方向上方安裝能夠和土建配合同步施工,大大縮短了工程周期。


        六、單元式幕墻所有工程均可在樓層內(nèi)完成,在安裝期間可以省出高大的腳手架和吊船。


        七、幕墻單元件安裝聯(lián)接接口構(gòu)造設(shè)計(jì)能吸收層間變位及單元變形,通常可承受較大幅度建筑物移動(dòng),對(duì)高層建筑和鋼結(jié)構(gòu)類型建筑特別有利。


        八、單元式幕墻可以用設(shè)計(jì)達(dá)到及保持雙層密封系統(tǒng)。


        九、安裝后的單元式幕墻,單元件和單元件之間,由于是銷形銜接,可以不注硅酮密封膠( 有的也可以注膠,因安裝方法不同而異)


        十、單元式幕墻框件接縫緊密排成直行,容易構(gòu)成一個(gè)優(yōu)良的外墻形象。


        十一、單元式幕墻墻體預(yù)埋件位置及安裝需較高的精確度。


        十二、單元式幕墻需要利用高科技的設(shè)計(jì)原理,承建商要求有一定先進(jìn)設(shè)計(jì)人才和設(shè)備,具有實(shí)力的幕墻公司,才有能力建造單元式幕墻。


        十三、單元式幕墻要求高技術(shù)的成分多,鋁型材的形狀也較復(fù)雜,用鋁型材量較多。其造形要略高于框架式幕墻。(決不會(huì)成倍高于框架式幕墻)。


        十四、單元式幕墻和框架式幕墻優(yōu)缺點(diǎn)相對(duì)比較如下表。這并非絕對(duì),對(duì)各種幕墻的比較,要依特定實(shí)際案例而定。


        幕墻性能


        單元式幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)非常復(fù)雜,它涉及到許多專業(yè)方面的知識(shí),在此不一一詳述。


        從大多數(shù)幕墻測(cè)試的過(guò)程來(lái)看,單元式幕墻在測(cè)試過(guò)程中存在不同程度這樣或那樣的問(wèn)題。其中水密性、氣密性是比較突出的問(wèn)題。說(shuō)明幕墻在防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(chǎng)直接安裝到建筑主體結(jié)構(gòu)上。無(wú)論是插接還是對(duì)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(jì)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?jiǎng)恿Γ虼艘罂p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(gè)方面進(jìn)行闡述:[2]


        型材斷面構(gòu)造


        在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,型材斷面的設(shè)計(jì)非常重要。它不僅決定單元式幕墻的安全性,工藝性。同時(shí)還決定了單元式幕墻的其他物理性能。然而幕墻設(shè)計(jì)師們大多往往只通過(guò)力學(xué)計(jì)算重點(diǎn)考慮了型材斷面的設(shè)計(jì)安全性,而忽視了型材斷面對(duì)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(chǎng)堵膠就成了幕墻廠家在現(xiàn)場(chǎng)工程排故過(guò)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(jì)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(diǎn)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(jì)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(guò)程中開(kāi)工藝孔,氣密線腔壁上禁止開(kāi)工藝孔。(圖中所示構(gòu)造無(wú)工藝孔)


        (3)斷面設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(zhǎng)度。 以便有能力適應(yīng)層間變位和吸收現(xiàn)場(chǎng)安裝產(chǎn)生的誤差。


        (5)斷面設(shè)計(jì)時(shí)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(jì)時(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)密封。


        膠條合理設(shè)計(jì)


        在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,膠條的設(shè)計(jì)也是非常重要的一個(gè)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都存在一些問(wèn)題。究其原因是對(duì)膠條的產(chǎn)品性能缺乏了解,膠條的斷面設(shè)計(jì)存在不合理現(xiàn)象。事實(shí)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(zhǎng)期在陽(yáng)光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用。EPDM橡膠有很多種牌號(hào),不同的牌號(hào)各有不同的特點(diǎn),因此可以說(shuō)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,炭黑,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(guò)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(guò)高,成本會(huì)提高,同時(shí)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(diǎn),應(yīng)選用不同的EPDM牌號(hào)。總結(jié)近些年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),膠條的設(shè)計(jì)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(hào),在配方設(shè)計(jì)中充分考慮材料的低溫脆性,這樣硬度對(duì)溫度的依賴性小,便于安裝和使用。


        (2)膠條在設(shè)計(jì)時(shí)必須確定合理的斷面形式,選擇合適的EPDM橡膠牌號(hào),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(jì)時(shí),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(duì)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(jì),彌補(bǔ)設(shè)計(jì)人員知識(shí)面的不足,充分利用膠條材料的優(yōu)良性能。


        (5)對(duì)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。


        總結(jié)


        綜上所述,只是極簡(jiǎn)單的介紹了什么是單元式幕墻。所謂高技術(shù)含量,就說(shuō)明了對(duì)技術(shù)設(shè)計(jì)要求復(fù)雜性強(qiáng),絕非上述這么簡(jiǎn)單。要想了解它,必須認(rèn)真學(xué)習(xí)它,學(xué)習(xí)要點(diǎn)以后,自己再加以創(chuàng)新發(fā)揮,以便適用于我國(guó)建筑幕墻業(yè)的發(fā)展。


        單元式幕墻和框架式幕墻各有優(yōu)缺點(diǎn)。不論哪種幕墻都必須滿足一般的設(shè)計(jì)和功能準(zhǔn)則,以滿足建筑物美感的要求。任何一類型的幕墻都可能較適合某個(gè)特定的案例來(lái)滿足建筑的需要。

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