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      建筑幕墙结构化防水设计知识

      发布时间:2019-1-12 12:42:40浏览次数:10193文章出处:金属幕墙设计单位

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        建筑幕墙是集建筑技术、功能和艺术于一体的建筑物外围护结构,作为一种高级建筑外墙,它倍受建筑师和开发商的喜爱。随着建筑市场的快速发展常见幕墙系统,加剧了幕墙市场对高水平幕墙设计的需求,为此幕墙设计单位就以丰富的幕墙系统结构形式来适应和引导市场的需求。比较具有代表性的就是单元式幕墙技术的应用和发展。但是由于企业的开发能力不能满足幕墙市场的需要,存在脱节现象,致使大量的单元式幕墙的水密性能出现问题,影响了单元式幕墙技术应用和推广。

      建筑幕墙结构化防水设计知识

      建筑幕墙防水设计效果图

        随着我国建筑幕墙的大规模发展,人们不仅要求幕墙能够采光通风和遮风挡雨,对建筑幕墙的外观和视野也提出更高的要求。各种形状独特的幕墙已成为现代建筑的重要组成部分。幕墙的核心技术性能包括气密性、水密性、抗风压变形性。防水结构是进行幕墙设计的重要的组成部分,它会直接影响幕墙的施工工艺、安全以及功能,甚至会对工程项目的质量造成直接的影响。

        水密性一直是建筑幕墙节点设计的重要问题。经不完全的统计,在实验室中有80%幕墙样品需经修复才能通过试验。在实际工程应用中,也存在同样的问题。为解决幕墙的防水问题,许多专家学者对防水原理进行了研究和实验,总结出完整的防水设计理论。比较著名的是“雨幕原理”和在实际应用中常用的“等压原理”。

        建筑幕墙的结构化防水设计

        从目前的情况来看,单元幕墙系统是应用比较广泛的幕墙系统,它可以将单元板块全部放在工厂的车间内进行组装,由于单元幕墙具有组装精度高、安装速度快以及施工周期短等特点,可以将其与土建结构进行一起施工,这样就有效的缩短建筑工程的施工周期。结构化防水遵循的原理是逐级减压的原理,它具有防水渗漏性能良好和空气渗透性能好的特征。在板块接缝的位置都是采用EPDM的胶条进行搭接密封,同时幕墙的设计主要是通过对插接构造和挡水胶条进行合理的设置,构建成尘密线、水密线,就可以使板块的插接部位形成了多个与室外大气环境连接相通的等压腔,从而就很大程度的保证了幕墙的内侧没有水,也从根本上实现了幕墙良好的水密性能。

      建筑幕墙结构化防水设计知识

      幕墙防水打胶施工作业

        挡水胶条是进行结构化防水措施的重要部位,也是其主要的组成部分,在正常的情况下,它应该具有一定程度的可压缩量,这样可以有效的保证单元板块在温度效应下发生位置移动和变形的时候,依然可以保证挡水胶条具有密封的能力。同时要对幕墙进行合理的密封胶条设计,这样就可以保证整个幕墙防水系统中无密封间断点的存在。特别是在相邻位置的上下左右四个单元板块形成加法符号的交点处;在上横框顶要设置披水胶条,这是一种比较常见的处理方式,主要是将上下层单元分隔成两个不同的防水区域,这样既可以有效的避免排水压力的累积,又可以将加法符号的十字节点转化为丁字型字节点,可以起到简化水流分流的效果。

        单元式幕墙防水系统设计要点

        单元式幕墙系统设计具有较高的技术含量,直接关系到幕墙的经济性、安全性、工艺性、功能性、施工及可维护性。然而系统设计非常复杂,它涉及到许多专业方面的知识,在此不一一详述。

        从大多数幕墙测试的过程来看,单元式幕墙在测试过程中存在不同程度这样或那样的问题。其中水密性、气密性是比较突出的问题。说明幕墙在防水系统设计上存在一定缺陷。

        下面从两个方面进行阐述:

        1.型材断面构造设计的合理性

        在单元式幕墙的系统设计中,型材断面的设计非常重要。它不仅决定单元式幕墙的安全性,工艺性。同时还决定了单元式幕墙的其他物理性能。然而幕墙设计师们大多往往只通过力学计算重点考虑了型材断面的设计安全性,而忽视了型材断面对其他性能的贡献。因此单元幕墙的雨水渗漏现象非常突出,单元板块间的自由缝现场堵胶就成了幕墙厂家在现场工程排故过程中所用的主要手段。型材断面虽然不是固定不变的,但是其断面的设计是有规律的。它必须将其安全性、工艺性和结构防水同步考虑。由于工程上所用的幕墙节点形式很多,因此本文不可能详细论述,现就如下的典型图例进行分析:

        (1)合理设计型材端面及型材咬合位置,尽量将水密线与气密线分离,保证等压腔发挥作用;

        (2)断面上尽可能避免制作过程中开工艺孔,气密线腔壁上禁止开工艺孔;

        (3)断面设计时应考虑在竖向(或横向)构件上设置传递荷载与作用的专用装置,尽可能避免气密线胶条参与传力;

        (4)插接式单元幕墙在断面设计时应考虑板块安装后插接件之间有不小于15毫米的搭接长度。 以便有能力适应层间变位和吸收现场安装产生的误差;

        (5)断面设计时应考虑预留安装软披水胶条的槽口,以便板块安装后在缝隙处形成阻水屏障,图2.2 2.1位置密封胶位置;

        (6)断面设计时应尽可能考虑减少零件数量,降低构件的加工量和加工难度,以便保证板块的组装质量;

        (7)幕墙板块的型材断面种类应考虑尽可能的少,同时应考虑到尽可能减少零件的组合量,以便减少板块组装所形成的缝隙;

        (8)单元幕墙的气密线应形成闭合。在结构上必须防止十字接口处存在漏气的通道。图1.1 的构造中幕墙板块在十字接口处密封。

        2.胶条合理设计

        在单元式幕墙的系统设计中,胶条的设计也是非常重要的一个环节。目前工程上所用的胶条大多存在一些问题。究其原因是对胶条的产品性能缺乏了解,胶条的断面设计存在不合理现象。事实上胶条的材质、延伸率、压缩量以及断面形式都很关键。单元式幕墙密封性胶条主要是三元乙丙(EPDM)胶条,这种材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐气候老化性、耐热老化性、耐水性,还具有较好的耐化学药品性,可以长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。EPDM橡胶有很多种牌号,不同的牌号各有不同的特点,因此可以说三元乙丙橡胶的化学成分及配方决定了胶条的使用环境和工作性能。

        根据不同的气候特点玻璃幕墙有哪些功能以及如何分类,应选用不同的EPDM牌号。总结近些年的应用经验,胶条的设计可遵循以下原则:

        (1)在北方地区,温差大,冬天温度很低,最好选用部分充油牌号,在配方设计中充分考虑材料的低温脆性,这样硬度对温度的依赖性小,便于安装和使用。

        (2)胶条在设计时必须确定合理的断面形式,选择合适的EPDM橡胶牌号,胶条的位置和作用不同,其断面形式也应该不同。

        (3)单元与单元对接位置的披水胶皮,应采用硅橡胶,硅橡胶能与硅酮密封胶充分融合,形成阻水屏障。且在接缝位置硅橡胶有很好的拉伸能力满足日后此位置的变形要求。EPDM因与密封胶不相容,时间长后由于变形而有缝隙或者脱胶的情况。

        (4)对有特殊环境要求的胶条,有必要与胶条供应商进行联合设计,弥补设计人员知识面的不足,充分利用胶条材料的优良性能。

        现阶段,建筑幕墙防水技术正在向成熟趋势发展,其主要的标志就是结构化防水措施郑州师范学院,它主要是运用等压和雨幕原理,简单的说就是幕墙水密性的理论知识,与完全密封的防水技术相比较,结构化防水的措施是比较先进和主动的措施。它主要可以从幕墙节点的结构设计开始,这就可以将水合理的排出来。

      • 文章来源:金属幕墙设计单位
      • 文章标题:建筑幕墙结构化防水设计知识
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