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摘要：现阶段，国内单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。笔者基于此探讨了单元式幕墙设计的若干问题，提出了单元式幕墙节点的设计策略，希望对设计有所指导和帮助。
关键词：单元式幕墙；结构设计；关键问题
1建筑幕墙的结构设计内容
幕墙结构是现代建筑的一种新型结构型式，由于它兼具了美观和实用等功能，在实际的设计中以简洁、轻便为主要表现形式，所以在设计中必须要注意其结构的安全性和功能特性。在建筑幕墙的结构设计中，需要注意以下几点问题：（1）幕墙结构是建筑物外观结构的一部分，它必须在满足美观和实用功能的同时，根据幕墙结构的功能需求，对其构件的设计充分考虑使用要求和足够的强度、刚度，即在外力作用下的变形性的稳定范围。当然有时某些结构的设计需要根据需求偏向于某一方面的设计要求，但必须是在安全的前提下进行。（2）设计过程中，要考虑幕墙所可能承受的各种载荷，根据建筑物所处环境与建筑物结构形状分析可能的风载荷、雪载荷、重力载荷，还要根据当期气候条件分析温度变化或自然灾害可能带来的载荷影响，以及这些载荷变化带来的幕墙结构外形的变化，充分设计幕墙结构的承载能力，保证结构的安全性。（3）幕墙结构的设计中还需要根据结构的功能条件和载荷设计能力，合理取值，优化结构的经济指标。避免在设计中片面强调经济性而忽略了安全性能，也要避免过度浪费。在建筑物的幕墙结构设计中，在遵循以上设计原则基础上进行幕墙结构设计，全面考虑设计需求，确定结构设计的主要内容。
2单元式慕墙设计中出现的问题
2.1排水系统设计不科学
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厂房内完成，板块到达施工现场后，能够在建筑主体结构上直接安装。而不管是对接或者插接，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，此类自由缝的处理是关键所在。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人内腔。
2.2单元立柱胶条设计不当
对于单元式幕墙设计系统来说，胶条设计是其中一个重要环节，并对单元式幕墙气密性、防水性能、水密性以及耐久性具有决定性影响。现阶段国内工程所用胶条或多或少都存在缺陷和问题。通常来说，胶条加工、后续安装、现场板块安装均会造成一定误差，胶条最外层之间有可能出现密封性不足的问题，对幕墙系统整体的水密性和气密性造成影响。
2.3型材断面构造设计不合理
在幕墙设计过程中，选择型材断面并严格控制各项参数极为关键，这也是工程领域整体核心所在。型材断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。在湿度、荷载以及温度等因素的影响下，幕墙板块玻璃会发生自爆。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。
2.4防火系统设计不当
在幕墙施工开始前首先应完成结构剪力墙以及内装或者后砌砖墙的施工。室外施工技术中单元板快的应用技术较为成熟，因而能够满足实际施工需求，但仍应对现场防火系统施工予以充分考虑。
3单元式幕墙结构设计关键对策
3.1防水系统节点设计
单元式幕墙以往的系统设计中，单元横梁内外两腔由泄水孔直接连通彼此，其标髙基本相同，一旦出现空气压力差， 雨水则会受此影响通过泄水孔直接由外腔渗人内腔，一旦内腔中渗人雨水过多，则会经过内层密封胶条向室内渗漏。而在单元式幕墙中采用有组织排水系统，不直接将外腔与内腔相互连通，而选择将横向排水管设置于上单元横梁处，雨水渗人内腔后经泄水孔向横向排水管注人，进而沿主梁外竖腔流向下层单元上横梁外腔，然后向外排出。利用有组织排水可显著改善幕墙系统自身的防排水性能。
3.2合理设计胶条
胶条加工、后续安装、现场板块安装均会造成一定误差。胶条最外层之间有可能出现密封性不足的问题，对幕墙系统整体水密性和气密性造成影响。所以第一层应采用圆形披水胶条，并加大截面积，确保其连接功能得到满足。对插单元模块后应相互挤压胶条，将其作为第一层密封层。除此之外，还应重视胶条的压缩量、材质、断面形式以及延伸率。单元式幕墙通常情况下采用三元乙丙（EPDM）胶条作为密封性胶条，此类胶条耐水性、耐热性、耐气候老化性以及耐臭氧老化性较高，同时其耐化学药品性能良好，因而能够适应寒冷、潮湿以及曝晒等自然环境。EPDM胶条牌号众多，且牌号不同的胶条各有其特点。总而言之，EPDM胶条材料配方和化学成分是胶条工作性能及使用环境的决定性因素。
3.3排水设计
排水形式主要有两种：一是自排水，即将漏入单元内部的少量雨水，从后腔导入前腔，利用挡水胶条室外侧档刺上的排水孔排到室外；另一种是错层排水，错层排水是一种新型的排水技术，就是将本层上横后腔所积累的雨水进行有效组织，经过细致合理的设计，让水在重力作用下，通过上横壁落下达到下层单元的上横前腔，此时水流拥有比较大的动能，能够顺势通过前腔直接排到单元幕墙之外。在实践中，两种排水方式可以同时运用，以保证水能够顺利排到单元系统外部。
3.4支座系统三维设计
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，将这一理念引人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施工效果。同时这种可调节性的施工工艺还可以减小工程造价，使单元板的使用范围扩大，有效提高单元板材料的利用率。
3.5防火系统设计
受单元结构拼接设计的影响，现场的结构剪力墙、后砌砖墙或内装的施工必须在幕墙施工之前完成。因此单元式幕墙安装施工不单要考虑室外施工面临的多种环境问题，还需考虑安全防火问题。将结构梁前面的面板设计完成后装系统，可以有效规避幕墙受火灾害的影响。以单元板为基本构件，在单元式幕墙制作中，整体框架应留有单元板基本构件的安装位置。现场安装时，吊装运输轨道会将这些基本构件一同运输到安装地点，施工人员将其固定在结构上，再利用基本构件的结构承载力安装防火系统。最后将小单元板块固定到单元板块的相应位置并打胶密封，整套工作完成。
4.结束语
建筑物的幕墙结构对于提高建筑物的美观、实用功能具有十分重要的意义，对于其结构设计的优化，在安全设计、载荷优化、实用功能优化和结构经济性优化等方面，采取的优化设计，能够实现幕墙结构的低成本、节约能源、安全可靠、舒适实用等目的，这也将是现代建筑施工中的主要目标。
参考文献：
[1]杨印南单元式幕墙结构计算中应注意的几个问题[J].中华民居.2014（01）.
[2]徐雷探讨单元式幕墙防水构造设计要点中国建筑[J].金属结构.2013（04）.
[3]陆星宇单元式幕墙设计的几个关键点[J].中华民居.2014（02）.
[4]段現荣；张东东单元式幕墙在工程实例中的设计探讨[J].河南科技.2014（05）.
摘要：现阶段，国内单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。笔者基于此探讨了单元式幕墙设计的若干问题，提出了单元式幕墙节点的设计策略，希望对设计有所指导和帮助。
关键词：单元式幕墙；结构设计；关键问题
1建筑幕墙的结构设计内容
幕墙结构是现代建筑的一种新型结构型式，由于它兼具了美观和实用等功能，在实际的设计中以简洁、轻便为主要表现形式，所以在设计中必须要注意其结构的安全性和功能特性。在建筑幕墙的结构设计中，需要注意以下几点问题：（1）幕墙结构是建筑物外观结构的一部分，它必须在满足美观和实用功能的同时，根据幕墙结构的功能需求，对其构件的设计充分考虑使用要求和足够的强度、刚度，即在外力作用下的变形性的稳定范围。当然有时某些结构的设计需要根据需求偏向于某一方面的设计要求，但必须是在安全的前提下进行。（2）设计过程中，要考虑幕墙所可能承受的各种载荷，根据建筑物所处环境与建筑物结构形状分析可能的风载荷、雪载荷、重力载荷，还要根据当期气候条件分析温度变化或自然灾害可能带来的载荷影响，以及这些载荷变化带来的幕墙结构外形的变化，充分设计幕墙结构的承载能力，保证结构的安全性。（3）幕墙结构的设计中还需要根据结构的功能条件和载荷设计能力，合理取值，优化结构的经济指标。避免在设计中片面强调经济性而忽略了安全性能，也要避免过度浪费。在建筑物的幕墙结构设计中，在遵循以上设计原则基础上进行幕墙结构设计，全面考虑设计需求，确定结构设计的主要内容。
2单元式慕墙设计中出现的问题
2.1排水系统设计不科学
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厂房内完成，板块到达施工现场后，能够在建筑主体结构上直接安装。而不管是对接或者插接，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，此类自由缝的处理是关键所在。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人内腔。
2.2单元立柱胶条设计不当
对于单元式幕墙设计系统来说，胶条设计是其中一个重要环节，并对单元式幕墙气密性、防水性能、水密性以及耐久性具有决定性影响。现阶段国内工程所用胶条或多或少都存在缺陷和问题。通常来说，胶条加工、后续安装、现场板块安装均会造成一定误差，胶条最外层之间有可能出现密封性不足的问题，对幕墙系统整体的水密性和气密性造成影响。
2.3型材断面构造设计不合理
在幕墙设计过程中，选择型材断面并严格控制各项参数极为关键，这也是工程领域整体核心所在。型材断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。在湿度、荷载以及温度等因素的影响下，幕墙板块玻璃会发生自爆。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。
2.4防火系统设计不当
在幕墙施工开始前首先应完成结构剪力墙以及内装或者后砌砖墙的施工。室外施工技术中单元板快的应用技术较为成熟，因而能够满足实际施工需求，但仍应对现场防火系统施工予以充分考虑。
3单元式幕墙结构设计关键对策
3.1防水系统节点设计
单元式幕墙以往的系统设计中，单元横梁内外两腔由泄水孔直接连通彼此，其标髙基本相同，一旦出现空气压力差， 雨水则会受此影响通过泄水孔直接由外腔渗人内腔，一旦内腔中渗人雨水过多，则会经过内层密封胶条向室内渗漏。而在单元式幕墙中采用有组织排水系统，不直接将外腔与内腔相互连通，而选择将横向排水管设置于上单元横梁处，雨水渗人内腔后经泄水孔向横向排水管注人，进而沿主梁外竖腔流向下层单元上横梁外腔，然后向外排出。利用有组织排水可显著改善幕墙系统自身的防排水性能。
3.2合理设计胶条
胶条加工、后续安装、现场板块安装均会造成一定误差。胶条最外层之间有可能出现密封性不足的问题，对幕墙系统整体水密性和气密性造成影响。所以第一层应采用圆形披水胶条，并加大截面积，确保其连接功能得到满足。对插单元模块后应相互挤压胶条，将其作为第一层密封层。除此之外，还应重视胶条的压缩量、材质、断面形式以及延伸率。单元式幕墙通常情况下采用三元乙丙（EPDM）胶条作为密封性胶条，此类胶条耐水性、耐热性、耐气候老化性以及耐臭氧老化性较高，同时其耐化学药品性能良好，因而能够适应寒冷、潮湿以及曝晒等自然环境。EPDM胶条牌号众多，且牌号不同的胶条各有其特点。总而言之，EPDM胶条材料配方和化学成分是胶条工作性能及使用环境的决定性因素。
3.3排水设计
排水形式主要有两种：一是自排水，即将漏入单元内部的少量雨水，从后腔导入前腔，利用挡水胶条室外侧档刺上的排水孔排到室外；另一种是错层排水，错层排水是一种新型的排水技术，就是将本层上横后腔所积累的雨水进行有效组织，经过细致合理的设计，让水在重力作用下，通过上横壁落下达到下层单元的上横前腔，此时水流拥有比较大的动能，能够顺势通过前腔直接排到单元幕墙之外。在实践中，两种排水方式可以同时运用，以保证水能够顺利排到单元系统外部。
3.4支座系统三维设计
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，将这一理念引人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施工效果。同时这种可调节性的施工工艺还可以减小工程造价，使单元板的使用范围扩大，有效提高单元板材料的利用率。
3.5防火系统设计
受单元结构拼接设计的影响，现场的结构剪力墙、后砌砖墙或内装的施工必须在幕墙施工之前完成。因此单元式幕墙安装施工不单要考虑室外施工面临的多种环境问题，还需考虑安全防火问题。将结构梁前面的面板设计完成后装系统，可以有效规避幕墙受火灾害的影响。以单元板为基本构件，在单元式幕墙制作中，整体框架应留有单元板基本构件的安装位置。现场安装时，吊装运输轨道会将这些基本构件一同运输到安装地点，施工人员将其固定在结构上，再利用基本构件的结构承载力安装防火系统。最后将小单元板块固定到单元板块的相应位置并打胶密封，整套工作完成。
4.结束语
建筑物的幕墙结构对于提高建筑物的美观、实用功能具有十分重要的意义，对于其结构设计的优化，在安全设计、载荷优化、实用功能优化和结构经济性优化等方面，采取的优化设计，能够实现幕墙结构的低成本、节约能源、安全可靠、舒适实用等目的，这也将是现代建筑施工中的主要目标。
参考文献：
[1]杨印南单元式幕墙结构计算中应注意的几个问题[J].中华民居.2014（01）.
[2]徐雷探讨单元式幕墙防水构造设计要点中国建筑[J].金属结构.2013（04）.
[3]陆星宇单元式幕墙设计的几个关键点[J].中华民居.2014（02）.
[4]段現荣；张东东单元式幕墙在工程实例中的设计探讨[J].河南科技.2014（05）.