3.1 十字位置密封在湿腔一侧,各种密封施工便利
3.2 泡沫海绵在十字位置的作用明显
3.3 上横梁的干腔位能设计得更宽大,吞吐量大
相对存在的缺点:
3.4 雨量大的时候,十字位置的水漫过泡沫棉后会积聚在胶条的上部,竖向水密线上如果有水冲击到,也会顺着壁往下流到密封薄弱部位,容易造成渗漏。因此该系统需要加强等压腔体的设计,令干湿腔压力差尽量小,减少胶缝的防水压力。
3.5 由于幕墙主要承受负风压作用,横梁水密线负风压下主要受力的是干腔一侧的胶条,该系统刚好在十字位置的水密线密封依靠的也是同一个胶条,因此在风雨作用的时候,该胶条会频繁改变压缩状态,容易造成渗漏。
4 十字位置第二种形式
这种结构形式的特点是单元上横梁的水密线,在穿过上层单元板块的竖向公母料的时候,位于竖向公母料的水密线位置的后方。通过三维模型我们知道,横竖料交接的十字位,原来双道密封的上横梁水密线在竖料下端湿腔内变成了单道密封,和第一种形式一样也会形成两个缝隙,一个位于横向水密线位置(图4.1所示),一个位于湿腔的硅橡胶板(词条“橡胶板”由行业大百科提供)和竖向水密线(干腔一侧)下端位置(图4.2所示)。此外所有胶条断开部位的侧面也有细小缝隙需密封。
这些部位的处理就是单元幕墙水密气密的关键。在两个主要缝隙中,横向水密线的缺口较容易处理,因为此缝的变形要求稍低,只是水平方向的拉伸变形,胶不易撕裂失效,而且安装过程中非常容易实施注胶,没有遮挡。竖向水密线下端和硅橡胶板的密封就稍微麻烦,首先由于有泡沫海绵条阻挡,位置隐蔽不好操作,其次,因为该缝的变形状态较复杂,密封胶与硅橡胶板的相容性也没有和铝材粘接好,所以会存在不确定因素。
泡沫海绵在这种密封形式中的作用也很重要,但进到竖向干腔后作用没有第一种十字位构造大,因为这种构造体系的缝隙打胶位置,水必须向上走才能冲击到,不会积聚在胶缝上,因此防水性能非常好。除非该部位的胶缝由于硅橡胶板的相容性出现失效,水顺着这一个薄弱环节进入到干腔,泡沫海绵才需要实行二次密封,在硅橡胶板相容性没问题的情况一道密封即可。
因为这种构造特点,此种十字位构造设计时,建议加强湿腔的防水能力,减少水的冲击力,特别是十字位最外一道披水条建议做通常或者胶水粘接处理,保证此部位的雨水不能直接无阻碍的对胶缝冲击。干腔排水方式采用集中排水和这种防水体系搭配起来效果不错。
这种形式的优点有:
4.1 十字位置密封在干腔一侧,水需要克服重力往上走才能冲击到胶缝,不会在胶缝处产生积聚
4.2 正确处理的话,该系统防水优于第一种十字位构造
4.3由于幕墙主要承受负风压作用,横梁水密线负风压下主要受力的是干腔一侧的胶条,该系统在十字位置的横向水密线密封依靠的不是干腔一侧的胶条,因此在风雨作用的时候,该胶条不会频繁改变压缩状态,不容易造成渗漏。
相对存在的缺点:
4.4 十字位打胶部位较隐蔽,加大施工难度
4.5 因为上横梁的干腔较小,整体排水能力不及第一种十字位构造。
5 十字位置第三种形式
这种结构形式的特点是单元幕墙横竖边料的型材完全一致,四个角采取45度组角连接,横竖插接均采用硬质胶条插接。采用胶条带来的好处就是十字位置的三道密封线——尘密线、水密线和气密线均水平连续密封,竖向胶条搭接在水平胶条上粘接密封,整体无防水薄弱环节。
这种横竖密封线对位的构造其实还有一种硬插接的形式,有点类似第一、第二种构造,由于该做法型材铣口麻烦,十字位置的漏点太多,一般不建议采用,这里就不做讲解。
在研究十字位构造之前,先了解一下这套系统的腔体排水原理:大家知道,框架组角会有很多好处,譬如角部强度高、框架稳定坚固、角部型材缝隙不漏水,同时组框后胶条也可以连续密封。这套系统的型材内部有两个闭合腔,一大一小,大的是组角腔(如图5.1),小的是排水腔(如图5.2),由于板块角部采用正规撞角组角,通过组角角铝和组角胶保证强度,通过端面胶和耐候密封胶保证密封性能,使得这两个腔体相互独立互不干扰,排水腔在单元板块中形成封闭环路,和外界完全隔绝,这是这套系统排水最重要的基础条件。
干腔的水如何排到湿腔,湿腔的水如何排到室外?
在上横梁干腔1/4位置开设排水孔通到排水腔,由于重力作用,水最终会跌到同一板块的下横梁排水腔中,再通过多个泄水孔将水排到下面板块的上横梁的湿腔。这系统的尘密线胶条采用了多腔构造,目的是设置错位的走水通道,让风不会把水直接吹进湿腔,具体见下图(图5.3,5.4):
这套系统的防水严密性非常高,但排水路径非常迂回,干湿腔的压力差很难减小,面对台风的时候,大气压强变化剧烈,对于密封胶条的考验很大。唯有靠在满足截面受力的情况下,多开泄水孔和排水孔,加大排水腔的空气流动速度,以达到等压效果。
该系统十字位的处理如下图(图5.5):
插接后的效果如下图(图5.6,5.7):
可见该构造的十字密封非常依赖胶水和工人的细致,现场工作需要很严谨的态度,不能因为麻烦而马虎对待。胶水方面建议用德国进口品牌,并且严格按照该品牌的使用说明书操作。在加工厂操作的建议尽量用焊接胶条技术处理胶条转角。
这种形式的优点有:
5.1 由多胶条形成的干湿腔,加上胶条之间的粘接密封,整体无漏点,整体水密气密性能优秀
5.2 幕墙框架整体强度高,变形小,配合软插接密封,任何时候均能保证连续线性密封
相对存在的缺点:
5.3 现场作业复杂程度高,对工人要求高
5.4 铝材和胶条用量大,增加成本
5.5 软插接使板块之间不能线性传力进行刚度分配,往往通过单点限位或多点辅助插接来传力,对于侧向力作用大的单元式幕墙,需增加插芯传力。
6 十字位置第n种形式
以上介绍了三种十字位置构造:横前竖后、横后竖前、横竖共面,单元幕墙构造千变万化,但万变不离其中,我们要把握重点,吸取各种构造的长处,最终会诞生出更加完善的单元式幕墙构造。有那么一套系统,它的十字位能实现真正的构造密封,不用靠密封胶堵漏;取消了泡沫海绵,因为尘密和水密线的胶条和型材设计使空气渗透能力大大减弱,并巧妙的通过多等压腔压力递减原理使胶条防水能力大大加强;上横梁采用分离式设计,将插接板和排水腔分离出来,使排水设计更加自由方便;公母插接到位会“咔”一声,不再费劲,粗暴安装不再存在;随着安装精度(词条“精度”由行业大百科提供)的提高,最终会回到竖料插芯插接的主流上,这种受力方式更合理,能应对竖向大装饰线条带来侧向风力作用,横梁插接只是密封构造而不是受力构造,而且这样吊装也更方便更安全。(如图6.1)
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7 结语
化繁为简,返朴归真。幕墙设计到了高层次也是艺术,艺术是相通的。繁琐意味着费料,这也是企业老板最不愿意看到的;繁琐意味着容易出问题,因为质量控制点太多。有时候,在单元幕墙系统设计中,适当用减法,把问题集中解决,往往会有出奇不意的效果。
参考文献:
张继昭等.高性能单元式幕墙防水排水原理及构造设计.科技咨询导报 2007 NO.25
李良.横滑式单元幕墙防水构造典型误区分析.中国幕墙网 2013
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