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摘要:随着社会经济的不断发展,各种设计模式的幕墙被不断的应用,单元式幕墙在幕墙的发展过程中起到了举足轻重的作用。但是,在幕墙的设计过程中也存在一些问题,无法满足市场的需求,在一定程度上影响了单元式幕墙在当前建筑工程中的应用和推广,本文主要阐述建筑单元式幕墙的设计要点以及未来的发展趋势。
关键词:建筑单元式幕墙;设计要点;发展趋势
1.单元幕墙的主要形式特点
单元式幕墙主要是指由各种墙面板与支承框架在工厂车间内制成完整的幕墙结构基本单位,与建筑主体结构上预先设置调整好的挂接件精确连接的建筑幕墙。
其主要可分为“单元式幕墙”和“半单元式幕墙”,单元式幕墙是一种结构合理、使用功能好、实用安全的幕墙系统。它具有许多发展优势:单元式幕墙从楼层下方向上方安装及均可在楼层内完成的特点能缩短和简化工程周期;单元式幕墙墙体预埋件位置及安装精确度较高,幕墙框件接缝紧密排成直行,可以用设计达到及保持双层密封系统;单元式幕墙采用等压原理,能够很好的解决幕墙漏水问题。
2.单元幕墙设计要点
2.1单元式幕墙封口设计
单元式幕墙封口设计一般分为横滑式和横锁式。
(1)横滑型设计
单元式幕墙节点构造采用“横滑式”单元式构造,单元体的横、竖龙骨均采用多腔蜂窝状型材,大大增加了幕墙单元体主受力杆件的稳定性;幕墙单元板块横、竖龙骨与玻璃面板之间采用铝合金附框过渡,有效地实现了幕墙龙骨与面板玻璃之间的“二次分离”,从而大大提高了该幕墙体系的平面内变形性能和抗震性能。玻璃面板与幕墙龙骨之间的附框采用挂接设计,在以后的使用过程中,任一板块均可随意独立地从室外拆装,不影响其它的单元件的正常使用。横滑型封口板的集水、排水功能设计都比较成熟,可大大提高幕墙水密性能。
(2)横锁型设计
横锁型是在相邻上下两单元组件竖框内设各自开口的内套管,内套管也互相对插,将接缝处空洞封堵,由于上下单元竖框用内套管插接,上下单元形成横向锁定,即上单元组件不能再下单元组件上框中滑动,当地震发生时,建筑物产生层间变为,由于单元竖框之间设有内套管,使其横向位移,具有规律性。当地震结束后,会自动复位,而称为横锁型。其排水为组件竖框集中排水。特别适用于折线形式的单元式幕墙。
2.2单元式幕墙的收口设计
单元式幕墙单元组件间靠对插完成接缝,因此它的安装顺序要求非常严格,即每一层要横向按次序一块接一块对插,当中不能留空位,安装完一层再安装上一层,最后一个单元如何与相邻两单元连接是一个难点,因为已安装固定的左右两单元组件之间距净空比单元组件实际宽度要小,这个组件无法在水平方向平推进入空位,也不能先插一侧再插另一侧,这样在设计时,对最后一个单元组件的组装要考虑好接缝方法,由于收口处理技术比较复杂,现场施工时也比较困难,因此最好每层只设一处收口点,这就要求在设计时就确定好收口点位置及相应的收口方法,非设计收口部位不能中断安装过程而留空位,而且对采用单元式幕墙的建筑,在编制总施工组织设计时,施工总平面图要按单元式幕墙组装规律,将施工机具布置在单元式幕墙收口部位,这是实现工地工期短的关键。
2.3单元式幕墙防水设计
单元式幕墙是在工厂完成板块加工组装,在工地现场再通过板块的上下左右对插完成系统的拼接安装,建筑靠单元式幕墙结构进行防水,因此单元式幕墙必须通过系统合理设计来进行防水,针对这个特点,通过疏(排水)堵(防水)结合的设计理念来进行系统的防水设计。
2.3.1第一道防水设计
单元式幕墙第一道防水主要考虑两个方面,一是单元对插缝与室外相通存在大量进水的可能,二是单元式幕墙中玻璃面板四周存在缝隙会有水渗入,第一道防水要做到阻止大量水进入等压腔。
(1)单元对插缝处防水设计
在单元式幕墙横向和竖向对插缝中等压腔的前端设挡水胶条,可防止大量水从对插缝进入等压腔。
(2)玻璃四周缝隙设计
在单元式幕墙玻璃面板四周设铝合金压板,压板与玻璃打胶密封,这样就保证只有少量水通过第一道防水进入等压腔。
2.3.2等压腔防水、排水设计
在单元式幕墙横向和竖向对插缝中等压腔的前腔设挡水胶条可防止大量水从对插缝进入等压腔,但会有少量水通过第一道防水进入等压腔,所以等压腔构造设计的思路一是要防止水进入封闭腔,二是将进入的水排出室外。
(1)等压腔防水设计
为了防止室外通过第一道防水进入竖向等压腔的水进入横向封闭腔,造成漏水,竖向等压腔水只能进入横向等压腔,而不能进入横向封闭腔,设计时将竖向第二道防水,盖过横向的第二道防水,即立柱上的密封胶条比横梁上的密封胶条更靠近室外侧。设有的两道胶条形成一个小腔,隔断水进入封闭腔的路径,起到防水的作用。
(2)等压腔排水设计
进入等压腔的水不及时排出就可以进入封闭腔导致漏水,所以单元式幕墙构造是否会渗水,这也是一个关键。等压腔是指密封胶条的两侧能够有效的连通,以减小二者的压力差,同时保证单元式幕墙横向等压腔与竖向等压腔相通,这样进入竖向等压腔的水在重力作用下进入横向等压腔后,再由连通处及时排出室外。
2.3.3封闭腔防水、排水设计
通过第一道防水线及等压腔的防水和排水,进入封闭腔的水已经降到很低,但还会很有少量水进入封闭腔,为了防止进入封闭腔的水进入室内,封闭腔要进行防水、排水设计。
封闭腔的前边设计成一对胶条,防止水进入封闭腔。为了防止压力变化使会通过等压腔胶条吸入封闭腔,在交接处设置两道密封胶条使形成一个小腔,有效地隔断等压腔与封闭腔渗水的途径,减小压强变化的幅度。避免由于压力差过大使水大量的被吸入。
为了阻止吸入的水由封闭腔进入室内导致漏水。首先同等压腔设计原理一样保证单元式幕墙横向封闭腔与竖向封闭腔连通,这样进入竖向封闭腔的水在重力作用下进入横向封闭腔后及时排出室外。
其次在左右相邻单元体对插位置上横接口处设横滑块,采用逐层隔断排水,并在横向封闭腔和等压腔交接处的插接翼板上开排水孔,将进入封闭腔的水排到等压腔,再排出室外,同时型材断面还设计为向室外有一定倾斜度的斜面,利于封闭腔排水。
3.单元体玻璃幕墙的发展及优势
3.1单元体玻璃幕墙的优势
(1)艺术效果好
单元体玻璃幕墙将窗与墙巧妙的融为一体,突出了建筑整体感;建筑外观会随着阳光、灯光和周围景物的变化给人以不同的视觉效果。这种独特的艺术效果与周围环境的融合,缓解了高大建筑给人带来的压抑感。
(2)遮阳节能
单元体玻璃幕墙可减少进入室内的太阳辐射;冬天阻止室内热量的流失,节能环保。
3.2单元体玻璃幕墙的发展方向
(1)太阳能单元体玻璃幕墙
这种新型的单元体玻璃幕墙既满足了通透的效果,又能将太阳辐射的热量存储转化为其他能源,降低热量进入室内,保持室内环境明亮的同时也保证了室内温度的舒适。
(2)智能单元体玻璃幕墙
智能单元体玻璃幕墙的关键是智能控制系统。是从功能要求到控制模式,从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及到气候、温度、湿度、空气新鲜度的测量,取暖、通风空调遮阳等系统运行状态信息的采集及控制,电力系统的配置及控制,楼宇计算机控制等多方面因素。
4.结语
单元体玻璃幕墙是人们对建筑艺术的追求和提升的产物。单元体玻璃幕墙一方面要满足建筑师对建筑美观的追求,另一方面又要满足节能以及室内舒适度等问题。单元体玻璃幕墙的广泛应用及推广,也必将带动新材料、新科技、新技术的创新及发展。
参考文献:
[1]尹时平。超大玻璃幕墙的设计与施工特点[J].黑龙江科技信息.2012(21)
[2]张翼。北京通州商务园办公楼超大玻璃幕墙设计 [J].辽宁建材.2011(09)
关键词:建筑单元式幕墙;设计要点;发展趋势
1.单元幕墙的主要形式特点
单元式幕墙主要是指由各种墙面板与支承框架在工厂车间内制成完整的幕墙结构基本单位,与建筑主体结构上预先设置调整好的挂接件精确连接的建筑幕墙。
其主要可分为“单元式幕墙”和“半单元式幕墙”,单元式幕墙是一种结构合理、使用功能好、实用安全的幕墙系统。它具有许多发展优势:单元式幕墙从楼层下方向上方安装及均可在楼层内完成的特点能缩短和简化工程周期;单元式幕墙墙体预埋件位置及安装精确度较高,幕墙框件接缝紧密排成直行,可以用设计达到及保持双层密封系统;单元式幕墙采用等压原理,能够很好的解决幕墙漏水问题。
2.单元幕墙设计要点
2.1单元式幕墙封口设计
单元式幕墙封口设计一般分为横滑式和横锁式。
(1)横滑型设计
单元式幕墙节点构造采用“横滑式”单元式构造,单元体的横、竖龙骨均采用多腔蜂窝状型材,大大增加了幕墙单元体主受力杆件的稳定性;幕墙单元板块横、竖龙骨与玻璃面板之间采用铝合金附框过渡,有效地实现了幕墙龙骨与面板玻璃之间的“二次分离”,从而大大提高了该幕墙体系的平面内变形性能和抗震性能。玻璃面板与幕墙龙骨之间的附框采用挂接设计,在以后的使用过程中,任一板块均可随意独立地从室外拆装,不影响其它的单元件的正常使用。横滑型封口板的集水、排水功能设计都比较成熟,可大大提高幕墙水密性能。
(2)横锁型设计
横锁型是在相邻上下两单元组件竖框内设各自开口的内套管,内套管也互相对插,将接缝处空洞封堵,由于上下单元竖框用内套管插接,上下单元形成横向锁定,即上单元组件不能再下单元组件上框中滑动,当地震发生时,建筑物产生层间变为,由于单元竖框之间设有内套管,使其横向位移,具有规律性。当地震结束后,会自动复位,而称为横锁型。其排水为组件竖框集中排水。特别适用于折线形式的单元式幕墙。
2.2单元式幕墙的收口设计
单元式幕墙单元组件间靠对插完成接缝,因此它的安装顺序要求非常严格,即每一层要横向按次序一块接一块对插,当中不能留空位,安装完一层再安装上一层,最后一个单元如何与相邻两单元连接是一个难点,因为已安装固定的左右两单元组件之间距净空比单元组件实际宽度要小,这个组件无法在水平方向平推进入空位,也不能先插一侧再插另一侧,这样在设计时,对最后一个单元组件的组装要考虑好接缝方法,由于收口处理技术比较复杂,现场施工时也比较困难,因此最好每层只设一处收口点,这就要求在设计时就确定好收口点位置及相应的收口方法,非设计收口部位不能中断安装过程而留空位,而且对采用单元式幕墙的建筑,在编制总施工组织设计时,施工总平面图要按单元式幕墙组装规律,将施工机具布置在单元式幕墙收口部位,这是实现工地工期短的关键。
2.3单元式幕墙防水设计
单元式幕墙是在工厂完成板块加工组装,在工地现场再通过板块的上下左右对插完成系统的拼接安装,建筑靠单元式幕墙结构进行防水,因此单元式幕墙必须通过系统合理设计来进行防水,针对这个特点,通过疏(排水)堵(防水)结合的设计理念来进行系统的防水设计。
2.3.1第一道防水设计
单元式幕墙第一道防水主要考虑两个方面,一是单元对插缝与室外相通存在大量进水的可能,二是单元式幕墙中玻璃面板四周存在缝隙会有水渗入,第一道防水要做到阻止大量水进入等压腔。
(1)单元对插缝处防水设计
在单元式幕墙横向和竖向对插缝中等压腔的前端设挡水胶条,可防止大量水从对插缝进入等压腔。
(2)玻璃四周缝隙设计
在单元式幕墙玻璃面板四周设铝合金压板,压板与玻璃打胶密封,这样就保证只有少量水通过第一道防水进入等压腔。
2.3.2等压腔防水、排水设计
在单元式幕墙横向和竖向对插缝中等压腔的前腔设挡水胶条可防止大量水从对插缝进入等压腔,但会有少量水通过第一道防水进入等压腔,所以等压腔构造设计的思路一是要防止水进入封闭腔,二是将进入的水排出室外。
(1)等压腔防水设计
为了防止室外通过第一道防水进入竖向等压腔的水进入横向封闭腔,造成漏水,竖向等压腔水只能进入横向等压腔,而不能进入横向封闭腔,设计时将竖向第二道防水,盖过横向的第二道防水,即立柱上的密封胶条比横梁上的密封胶条更靠近室外侧。设有的两道胶条形成一个小腔,隔断水进入封闭腔的路径,起到防水的作用。
(2)等压腔排水设计
进入等压腔的水不及时排出就可以进入封闭腔导致漏水,所以单元式幕墙构造是否会渗水,这也是一个关键。等压腔是指密封胶条的两侧能够有效的连通,以减小二者的压力差,同时保证单元式幕墙横向等压腔与竖向等压腔相通,这样进入竖向等压腔的水在重力作用下进入横向等压腔后,再由连通处及时排出室外。
2.3.3封闭腔防水、排水设计
通过第一道防水线及等压腔的防水和排水,进入封闭腔的水已经降到很低,但还会很有少量水进入封闭腔,为了防止进入封闭腔的水进入室内,封闭腔要进行防水、排水设计。
封闭腔的前边设计成一对胶条,防止水进入封闭腔。为了防止压力变化使会通过等压腔胶条吸入封闭腔,在交接处设置两道密封胶条使形成一个小腔,有效地隔断等压腔与封闭腔渗水的途径,减小压强变化的幅度。避免由于压力差过大使水大量的被吸入。
为了阻止吸入的水由封闭腔进入室内导致漏水。首先同等压腔设计原理一样保证单元式幕墙横向封闭腔与竖向封闭腔连通,这样进入竖向封闭腔的水在重力作用下进入横向封闭腔后及时排出室外。
其次在左右相邻单元体对插位置上横接口处设横滑块,采用逐层隔断排水,并在横向封闭腔和等压腔交接处的插接翼板上开排水孔,将进入封闭腔的水排到等压腔,再排出室外,同时型材断面还设计为向室外有一定倾斜度的斜面,利于封闭腔排水。
3.单元体玻璃幕墙的发展及优势
3.1单元体玻璃幕墙的优势
(1)艺术效果好
单元体玻璃幕墙将窗与墙巧妙的融为一体,突出了建筑整体感;建筑外观会随着阳光、灯光和周围景物的变化给人以不同的视觉效果。这种独特的艺术效果与周围环境的融合,缓解了高大建筑给人带来的压抑感。
(2)遮阳节能
单元体玻璃幕墙可减少进入室内的太阳辐射;冬天阻止室内热量的流失,节能环保。
3.2单元体玻璃幕墙的发展方向
(1)太阳能单元体玻璃幕墙
这种新型的单元体玻璃幕墙既满足了通透的效果,又能将太阳辐射的热量存储转化为其他能源,降低热量进入室内,保持室内环境明亮的同时也保证了室内温度的舒适。
(2)智能单元体玻璃幕墙
智能单元体玻璃幕墙的关键是智能控制系统。是从功能要求到控制模式,从信息采集到执行指令传动机构的全过程控制系统。它涉及到气候、温度、湿度、空气新鲜度的测量,取暖、通风空调遮阳等系统运行状态信息的采集及控制,电力系统的配置及控制,楼宇计算机控制等多方面因素。
4.结语
单元体玻璃幕墙是人们对建筑艺术的追求和提升的产物。单元体玻璃幕墙一方面要满足建筑师对建筑美观的追求,另一方面又要满足节能以及室内舒适度等问题。单元体玻璃幕墙的广泛应用及推广,也必将带动新材料、新科技、新技术的创新及发展。
参考文献:
[1]尹时平。超大玻璃幕墙的设计与施工特点[J].黑龙江科技信息.2012(21)
[2]张翼。北京通州商务园办公楼超大玻璃幕墙设计 [J].辽宁建材.2011(09)