橫滑式單元幕墻防水構(gòu)造典型誤區(qū)分析

【中玻網(wǎng)】單元式幕墻在我國的應(yīng)用已有近17年的歷史。雖然有許多相關(guān)人士學(xué)者對單元式幕墻防水原理進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出較為完備詳細(xì)的防水設(shè)計(jì)理論，眾多相關(guān)企業(yè)對所謂的“等壓原理”和“雨幕原理”等也耳熟能詳、到處引用。但經(jīng)不完全統(tǒng)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室中至少有多達(dá)半數(shù)的單元式幕墻樣品需經(jīng)修正才能通過試驗(yàn)，實(shí)際工程中因嚴(yán)重漏水而不得不將單元縫注膠密封的案例也時(shí)有耳聞，單元式幕墻工程在臺(tái)風(fēng)時(shí)的局部漏水甚至大面積漏水現(xiàn)象更是司空見慣。這種將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的應(yīng)用能力的不足，非常大地影響了單元式幕墻的應(yīng)用和推廣，使單元式幕墻在業(yè)界“高質(zhì)量、高等次、效率高率”的三高形象大打折扣。

　　眾所周知，單元式幕墻分為橫滑式、橫鎖式和“十”字交叉密封式三種構(gòu)造，其中橫滑式單元幕墻相對比較成熟，應(yīng)用較廣，而其余兩種防水效果較橫滑式更不理想，應(yīng)用也不多。本文結(jié)合十多年的單元幕墻設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，針對橫滑式單元幕墻在實(shí)際應(yīng)用中的防水構(gòu)造典型誤區(qū)進(jìn)行分析，供廣大一線幕墻設(shè)計(jì)師參考。

　　一、橫滑式單元幕墻防水原理簡析

　　幕墻發(fā)生滲漏需同時(shí)具備以下三個(gè)要素：

　　1．幕墻面上有可能滲水的通道如縫隙等；

　　2．通道周圍有水；

　　3．有使水經(jīng)過通道進(jìn)入的作用。

　　由于單元式幕墻無法清理任何一項(xiàng)要素，因此，單元式幕墻就必須針對這三項(xiàng)要素設(shè)計(jì)完善有效的梯次構(gòu)造，來達(dá)到防水的目的。為了清理誤解，本文將有名的“雨幕原理”和所謂的“等壓原理”形象地稱為基于交縫處內(nèi)外幕面夾中間氣艙構(gòu)造的“剛性雨幕梯次防水方法”（在歐洲一般稱為“防止天氣作用的兩層方法”，當(dāng)然也可以有三層甚至多層構(gòu)造）。之所以稱為“剛性雨幕梯次防水方法”，是因?yàn)椤巴饽幻妗北仨氁揽康葔涸砑皠傂越涌p構(gòu)造防止絕大部分雨水進(jìn)入中間氣艙，而“實(shí)情面”在因刮風(fēng)而無法與室內(nèi)等壓的情況下必須依靠封閉的接縫構(gòu)造將氣艙中的有限雨水拒之幕外，從而形成梯次防水作用，達(dá)到防水目的。必須指出的是，使雨水經(jīng)過通道進(jìn)入的作用包括動(dòng)能、重力、壓力差、氣流、毛細(xì)作用和表面張力等。在橫滑式單元構(gòu)造防水中，起作用的主要是前四項(xiàng)，而不僅僅是壓力差一個(gè)因素。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)是理解橫滑式單元幕墻防水構(gòu)造誤區(qū)的關(guān)鍵，以下展開分別闡述。

　　二、橫滑式單元幕墻防水構(gòu)造典型誤區(qū)例析

　　1．柔性“外幕面”接縫

　　氣艙采用等壓原理，目的是大幅減少雨水進(jìn)入氣艙，使“實(shí)情面”在不等壓的情況下可以將這些有限的、少量的水拒之幕外，保證雨水不致進(jìn)入室內(nèi)。但以下構(gòu)造中所謂的氣艙在大風(fēng)將舌狀膠條掀翻的情況下，貌似等壓，卻因雨水動(dòng)能的作用引入大量的雨水，使“實(shí)情面”直接面對室外環(huán)境而產(chǎn)生嚴(yán)重的漏水現(xiàn)象，不能起到梯次防水作用，成為虛設(shè)的等壓艙。

　　我們知道，每10Pa壓力差可以使水爬高約1mm，臺(tái)風(fēng)時(shí)高層幕墻固定部分需抵抗1500Pa￣2500Pa甚至更高的壓力差，而“實(shí)情面”止水壁高一般不超過50mm，僅能抵抗500Pa的壓力差，雖然密封可以起到一定的抵抗作用，但目前無法定量計(jì)算。膠條處凸起構(gòu)造可以使有限的少量的水無法打破從而不能到達(dá)“實(shí)情面”密封線，但大量的雨水進(jìn)入氣艙卻可以輕而易舉地直接考驗(yàn)“實(shí)情面”接縫。實(shí)踐證明，在臺(tái)風(fēng)時(shí)該構(gòu)造在高層建筑中完全失效，以下是2008年第8號(hào)臺(tái)風(fēng)“鳳凰”襲擊下該系統(tǒng)上層接縫滲水至下層橫梁的照片：

　　2．柔性“實(shí)情面”接縫

　　立柱“實(shí)情面”的密封條應(yīng)安裝牢固，在惡劣氣候下應(yīng)能保持工作形態(tài)，以下構(gòu)造的第二道膠條由于其依托鋁懸臂因幕墻伸縮需要須下端切除，將在臺(tái)風(fēng)時(shí)室內(nèi)外強(qiáng)大的壓差情況下導(dǎo)致其下口變形、“實(shí)情面”密封失效、破壞等壓腔構(gòu)造。同時(shí)，第1道膠條只能當(dāng)作塵密線，有臺(tái)風(fēng)時(shí)無法起到水密線的作用，雨水在動(dòng)能和壓差雙重作用下將大量灌入所謂的等壓氣艙，從“實(shí)情面”接縫處直接進(jìn)入室內(nèi)。

　　另外，“實(shí)情面”密封膠條的設(shè)置方向不能有效地避免風(fēng)致變形失效，宜設(shè)置不小于15mm的搭接量。

　　以下是2007年10月“羅莎”臺(tái)風(fēng)襲擊時(shí)該系統(tǒng)的立柱接縫滲水沿柱避流至側(cè)面后的圖片：

　　3．帶空洞“外幕面”

　　以下構(gòu)造立柱和橫梁接縫均分別有完整的外實(shí)情面和氣艙，但立柱“外幕面”和橫梁“外幕面”在單元組裝后將在立柱下口開有非常大的空洞，在臺(tái)風(fēng)產(chǎn)生的瞬時(shí)風(fēng)壓作用下，在下開口空洞處形成的壓差和氣流將導(dǎo)致局部大量的雨水翻過橫梁前止水壁進(jìn)入中間氣艙，進(jìn)而在十字交縫處沿壓力降方向進(jìn)入室內(nèi)。

　　4．頭頂豎凹“外幕面”

　　以下構(gòu)造使“外幕面”密封線直接承受沿凹槽雨水的重力沖擊，經(jīng)凹槽下口空洞流入氣艙十字接縫處，留下在暴風(fēng)雨時(shí)的滲水隱患。

　　5．外實(shí)情面密封線采用不與密封膠相容的三元乙丙膠條及外實(shí)情面密封線膠條均相同

　　外實(shí)情面密封線處密封膠條應(yīng)與鋁型材、密封膠一道形成完整的、沒有薄弱空隙的雨幕，以嚴(yán)格保證外幕面縫隙不進(jìn)水、實(shí)情面交叉縫隙周圍基本沒有水。特別是實(shí)情面密封膠條，是單元幕墻氣密性的保證，在材質(zhì)、截面形狀、壓縮比和硬度等方面均應(yīng)合理選擇，以保證型材變形情況下的氣密性、水密性。

　　6．“實(shí)情面”密封膠條參與受力

　　單元頂橫應(yīng)設(shè)計(jì)成“外幕面”止水壁傳力，而“實(shí)情面”止水壁不參與傳力，以嚴(yán)格保證“實(shí)情面”不因受力不均勻變形導(dǎo)致氣密、水密失效，以下構(gòu)造中的外實(shí)情面止水壁相同的受力性能設(shè)計(jì)是常見的誤區(qū)之一。

　　7．非常高層式大尺寸分格時(shí)采用開口受力型材

　　開口型材在承受非常大水平荷載或計(jì)算長度非常大時(shí)易產(chǎn)生屈曲變形，使外實(shí)情面密封膠條過緊或過松從而脫離工作狀態(tài)，導(dǎo)致單元幕墻氣密性和水密性大大降低。以下是某開口型材大單元樣品在試驗(yàn)時(shí)屈曲變形導(dǎo)致公母立柱外側(cè)間隙變大的圖片。

　　由于開口型材比較經(jīng)濟(jì)，在實(shí)際工程中大量應(yīng)用，導(dǎo)致時(shí)常出現(xiàn)樣品“精心打造”以求試驗(yàn)通過，工程應(yīng)用中多處漏水的情況。而目前尚無規(guī)范可以定性定量地明確其適用條件。建議非常高層或大尺寸分格時(shí)單元幕墻主要受力構(gòu)件采用閉口型材。確實(shí)要采用開口型材時(shí)則應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行計(jì)算分析，并進(jìn)行與現(xiàn)場施工時(shí)真實(shí)產(chǎn)品完全相符的樣品試驗(yàn)，不經(jīng)修補(bǔ)一次性通過才算合格。

　　三、結(jié)束語

　　橫滑式單元式幕墻的防水性能是由設(shè)計(jì)水平、材料質(zhì)量、加工質(zhì)量和施工質(zhì)量共同決定的，但設(shè)計(jì)水平起先導(dǎo)作用。設(shè)計(jì)師必須清醒地認(rèn)識(shí)到“剛性雨幕梯次防水方法”的真實(shí)內(nèi)涵，明白使水運(yùn)動(dòng)的作用不僅僅是壓力差還有動(dòng)能、重力作用和氣流等，才有可能避免形形色色的防水構(gòu)造誤區(qū)，設(shè)計(jì)出合格的幕墻產(chǎn)品。