探讨超高层单元式幕墙设计要点
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摘要：单元式幕墙是工厂标准化生产,幕墙的重要指标水密性、气密性等方面能得到较好保证。单元式幕墙现场安装工期短,能较好符合建设项目总工期的要求,它是高档建筑护的潮流趋势。城市建筑超高、造型新颖的特性也给单元式幕墙安装带来挑战。
中图分类号： TU208 文献标识码： A
引言
随着城市化进程带来的高层、超高层建筑的不断兴起，幕墙工程的施工难度也在增加，超高层建筑幕墙安装的工程特点 作为建筑物的外墙护围，幕墙是由结构框架与镶嵌板材组成的带有装饰效果的轻质墙体，通常不承重，但具有抗压、透气、隔声、防火、防雷、及环保节能等功效，广泛应用于 现代建筑的建设中。一般而言，超高层建筑幕墙安装的工程特点包括：首先，现代高层建筑的幕墙多由若干斜面玻璃幕墙交汇，外墙装饰多而 复杂，施工面交叉立体，对工艺的要求高，并具有较强的专业性和综合性；其次，由于幕墙施工必 须与建设项目的整体进度相协调，因此必须在工期内采取分层、分段、分区的穿插作业方式， 工期紧，工程量大；再次，节能降耗 理念的深化使人们越来越关注幕墙材料的经济性、安全性以及环保特性，设计施工人员都必 须及时了解、掌握和应用新材料、新技术，以提高幕墙施工的整体效果。
一、 单元式幕墙的特点
按照幕墙的制作安装方法，幕墙一般可以分为元件式幕墙和单元式幕墙。元件式幕墙的安装方法：先在加工厂加工好立柱、横梁和连接件等幕墙元件，再运到工地分别进行安装。立柱、横梁等幕墙龙骨安装完成后，再进行玻璃、铝板或石材等面板材料安装，最后打胶密封和安装防火隔断层等。单元式幕墙一般是在加工厂加工好立柱、横梁、面板材料和其它辅材，并在工厂内完成组装，制作成单元板块，检验合格后再整块运到工地进行安装。单元式幕墙的大部分加工和组装工作都在工厂内进行，实现了批量生产，提高了工作效率，也提高了产品质量。单元板块的现场安装施工方便快捷，有利于缩短工期。
二、 单元式幕墙封口设计
单元式幕墙通过对插完成接缝，这样在上、下、左、右四个单元连接点上必然有一个四个单元组件对插件均不能到达的地方，此处必然有一个内外贯穿的洞，如何堵好这个洞是单元式幕墙设计中必须解决好的问题，即在设计型材前就要将封口的构造设计好，在设计型材断面时就要将封口构造体现在型材上，挤压出的型材断面就包含有封口构造要求，如果在设计时不考虑好封口构造，将造成不可弥补的损失。
对这个部位的处理，现在有两种方案，即横滑型和横锁型，这两种分类方法是根据地震作用下，单元组件反应的差别来划分的。横滑型构造是在左、右相邻两单元组件上框中设封口板，用这个封口板将上、下、左、右4个单元组件结合部位内外贯通的开口封堵，此封口板除了具有封口功能外，还是集水槽和分隔板（把竖框分隔成每层一个单元）。由于这个封口板嵌在单元组件上框的滑槽内，它比上单元下框公槽大，上单元下框可以在封口板槽内自由滑动，它不限制上单元下框在两相邻下单元组件上框内滑动，在地震作用下，在主体结构层间变位时原来上下一、一对齐的两单元组件，在主体结构层间变位影响下，上下两层单元组件发生相对位移，这时候上单元组件不再定位在原来对齐的下单元组件上框中，而有可能局部滑入相邻下单元组件的上框，由于这种滑动，在地震中单元组件本身平面内变形比主体结构层间位移小。
三、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（因为对插接缝无法平推进入空位），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（现在一般采用二加一收口法，一处收口点留三单元空位，收口时两单元组件平推进入空位，再从上向下插最后一单元组件或用先固定相邻两不对插件的组件，定位固定后插入第三者插件完成接缝，第三者插件与单元组件要错位插接，达到互为封口），由于收口处理技术比较复杂，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在编制施工组织设计（全部土建工程而不是幕墙工程分部的施工组织设计）时，特别是施工总平面图设计时要注意到单元式幕墙横向一、一对插的特点，将施工机具布置在单元式幕墙收口部位，不能任意布置，因为高层建筑的塔吊、施工电梯等施工机具，每隔三层左右要和主体结构拉接一次，这些拉接件将使单元组件无法通过而中断安装而留下空位，要待这些机具拆除后才能收口，难度就相当大，即使采取一些临时措施，效果也不会理想。因此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。
四、单元式幕墙防排水设计
作为护结构，幕墙系统必须具备防水和防渗漏功能，同时能将幕墙内部可能产生的渗漏水或冷凝水排到室外。幕墙型材的合理设计是防水的重要措施。依据雨幕原理进行构造设计，在型材上设置等压空腔和压力引入口，使空腔与室外空气流通，等压空腔内部压力通过压力引入口与外部压力平衡，将压力差移至接触不到雨水的室内一侧，于是有水处无风压力差，而有风压力差的部位又没有水，达到防止外部水利用压力差渗入幕墙内部的目的。
单元式幕墙设计要点分析。单元式玻璃幕墙系统采用等压原理设计，玻璃板块重力由铝托块承受。幕墙单元板块使用铝合金支座系统，通过预埋件固定于混凝土结构上。单元式幕墙主要优越性在于前期制作工作量是在工厂完成的，这样它可以和建筑主体结构施工同步进行。待建筑物封顶或完成一定高度后即可用最快的速度完成安装，使建筑物完成外维护结构封闭，因而能大大缩短工期。幕墙单元板块以平面分格尺寸为板块宽度尺寸，以一个楼层高度为板块高度尺寸。板块的左右和上下各有一对配合插接型材，与玻璃等面材组成单元板块。单元横梁通过紧固螺丝固定在单元立柱上，玻璃板块采用硅酮结构密封胶粘结或铝合金附框连接固定在由单元立柱和单元横梁组成的铝合金框架上。
结束语
单元式幕墙已经成为幕墙设计中的主体，在不同风格的建筑中都有相应的应用，但是，在单元式幕墙设计的过程中，我们一定要注意对各方面进行充分的考虑，提高单元式幕墙的设计水平，促进单元式幕墙快速的发展。总体来说，由于建筑幕墙包覆于整个建筑外表面上，直接和外界接触，其维护功能的好坏直接影响整个建筑的使用性能和安全。这些功能要求最终需要安全合理的连接构造和完善的功能设计加以保证。
参考文献
[1]《建筑幕墙工程手册（上册）》赵西安著2002年；
[2]《中国对世界幕墙技术发展的新贡献》张芹著2005年。