绿色建筑中单元式幕墙的构造设计解析[文档资料]

绿色建筑中单元式幕墙的构造设计解析 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 绿色建筑中幕墙的结构、构造是否合理，将会直接影响幕墙在安装施工及使用过程中是否满足用户的使用要求。单元式幕墙的安装主要是上下插接、左右插接两种安装方式，无论是采取哪一种安装方式去进行构造设计，都必须满足在使用过程中不能够出现漏水、漏风，在安全使用上防雷、防震，只有满足这些要求去进行综合结构设计，才能确保在使用过程中这个幕墙是满足要求的、在结构构造上是安全的，而且一定把使用安全 放在第一位置。 1 防渗漏构造 假如图 1 是根据建筑特点及构造尺寸要求所做出的构造设计，并且经过荷载结构计算满足相关规范的要求。这个时候就需要开始考虑安装方式，是计划左右插接还是上下插接，因为在设计 EPDM 胶条的时候，需要根据安装的方式去考虑胶条的形状，否则统一使用常规的胶条将有可能在系统上带来构造失效而产生漏风、漏水的隐患。 爪型胶条是单元体左右安装插接方式的合理选择，它可以根据不同的左右插接顺序扭转单爪的方向，而且安装位置确定后，单爪将发挥胶条自身的弹性特点紧密与铝合金结构 面接触。如果改变插接方式用于上下插接安装，将会使单爪胶条在板块插接时发生扭曲现象，由此就可能出项胶条与铝合金结构面不能够完全充分接触，从而会出现漏风、漏水问题。 柱型空心胶条左右、上下插接方式都可以使用，比较适宜使用在上下插接的安装方式，柱型空心胶条用于单元体幕墙的弹性比其它构件式幕墙要高一些，要求具有合理的弹性压缩量，满足构造空间的压缩、安装要求。有时候会遇到由于胶条在固定槽口内的搭结量不是特充分或者在槽口内的固定不是特别牢固，当使用左右插接安装后，穿过主受力构造立柱会发现胶条有的脱离安装槽口。 2 安全构造设计 2.1 防雷构造设计 由于单元体幕墙主要用于高层建筑、甚至超高层建筑上，有些是用在建筑地标比较高的地理位置上，这些建筑都是以商业性为主，综合这些分析，对于整体建筑的安全性要求也会提高，幕墙在设计时也应从构造上去做好安全设计。 通过主立柱的插接示意图及上下层间位置的插接示意图，不难看出，单元体板块的四周边都具有 EPDM 胶条构造材料，造成单元体板块之间均是弹性插接构造，板块之间无论是上下还是左右均是不具有互相传递热能、电能的功能，单从密封构造考虑满足了 要求，但是从安全的防雷角度分析，确具有一定的防雷安全隐患，所以单元体幕墙在防雷区域内，所有板块都要互相连接，让所有板块都具有防雷安全构造。 2.2 抗震构造设计 图 9 是一个单元式幕墙局部立面大样图。从外表面上可以看出，单元式幕墙同常规的构件式幕墙具有几乎同样的建筑效果，都具有竖向分格效果、横向水平分格装饰效果，都具有竖向主受力龙骨构件、横向水平龙骨构件。 单元式幕墙与常规构件式幕墙，在龙骨体系上具有以下不同之处，常规构件式幕墙的主受力竖向龙骨是一支单独的竖向龙骨，采用简支梁的体 系悬挂在建筑主体结构上，也就是一支独立的立柱同时承受立柱两侧的所可能发生存在的荷载组合，立柱的上端采用简支梁的原理安装，通常是通过转接钢构建悬挂在建筑结构的外侧，在施工安装的时候采用垂直于建筑结构墙面的长圆孔钢构建，在主体结构龙骨全部调整到符合设计要求后将所有的转接钢构建与安装转接钢板（预埋板）有效焊接牢固，下端采用内插芯套保证立柱下端可移动伸缩；中间水平分格效果单元体幕墙与常规构建式幕墙几乎类同，都是由一支独立的水平横梁承受上下所可能发生存在的荷载组合，正常状态下常规构建式幕墙在竖向主立柱伸缩接口处没有水 平横梁结构构建，上下主受力立柱的接口处恰好是设立在建筑层间梁的位置，一般都是在层间梁的上下适当位置设置水平横梁。根据常规构建式幕墙的安装构造可以看到，该系统构造如果用在高层建筑结构上，由于高层建筑在地震环境影响下，将会出现沿着纵波、横波较大的变形及位移，这种构造体系难以满足变形及位移的要求。 单元式幕墙的组合结构构造完全不同，它的竖向主受力构造立柱是由左右 2 支立柱采用插接的机械构造组合成一体，一个单元体板块的左右两支立柱共同承担一个板块的荷载组合，在安装结构体系上充分考虑完全简支体系，满足了在地震 环境影响下的不同方向的变形及位移要求。 由图 12-13 我们可以清楚的看出，单元式幕墙无论是主受力立柱构件还是水平插接的横梁构件都有满足变形、位移要求的缝隙构造，单元式幕墙相比常规构建式幕墙而言，极大的满足了幕墙结构在温度、抗震方面不同方向的位移，满足了建筑高层、甚至超高层幕墙的安全使用需要。 但是在满足变形、位移的同时，我们还需要考虑单元式幕墙在变形、位移的同时不允许脱落的构造措施，充分考虑无论单元式幕墙板块如何变化都不能从安装构造上脱落，只有解决这个技术问题，才能真正意义上设计出满足使 用安全要求的单元式幕墙结构。 如图 14-15 所示以安全构造措施，既保证了单元式幕墙的安装三维调节要求，同时又在单元式幕墙的安装构件上增加了防脱落构造的构件，在铝合金转接构件上设计出限位构造孔，插入限位构件控制单元板块的位移位置，这样设计的目的在于让所有的单元板块都完全简支，给出在不同的方向满足变形、位移的量，控制板块在变形、震动位移的的时候脱离挂装钢构件，保证了单元式幕墙在使用过程中的安全构造要求。 2.3 玻璃安全封边的构造设计 回想一下我们做过或看到的单元式幕墙，一般都是用于建筑高层甚至超高层建筑，当然有的是用于建筑重点项目，总之采用单元式幕墙做为建筑外围护构造的这类建筑都或多或少具有一定的影响力，因此单元式幕墙前段内容主要分享关于构造、安全的内部设计。 对于单元式幕墙而言，我们不但要仔细分析、研究它的构造性设计、安全性设计，我们还应该研究单元式幕墙在内部构造设计分析清楚后，如何去研究、分析保证使用过程中的构造安全性。这里要说明的是，单元式幕墙不同于常规的构件式幕墙，一旦有玻璃等类似的装饰面板损坏可以从建筑外墙采取措施进行更换，然而对于单元式幕墙来说，装饰面板的更换 的确是有一定的难度，而且还不是一般的难度，也就是我们在构造设计的时候就注意保证面板不容易被损坏，而且要研究如何去做到从生产 安装完成的安全保护，这就是这里所提出的面板的 “ 安全保护 ” 构造。 对于明框的单元式建筑幕墙而言，因为在幕墙的外侧已经设计出外漏金属边框，这些构造要求都已经存在。从外表面来看，他们起到一定的装饰作用、满足了建筑师的外观效果要求；从安全构造来看，他们沿着所有板块玻璃的周边加以封边，起到保护玻璃的作用。以上两点综合单元式幕墙从开始组装生产到整个安装的全过程，都加以对玻璃板块给予保护，因 为单元板块无论是工厂组装还是现场安装，都需要经过几次的搬运过程，这些过程如果措施不当，都将可能磕碰到玻璃板块的边部，所以明框效果的单元式幕墙一般是不会由于玻璃边部受到外力磕碰而损坏。 然而对于目前常见的隐框单元式幕墙而言，建筑师想要达到的是外饰面整体玻璃的效果，要想满足建筑师的这个概念要求，作为一个专业的建筑幕墙设计师就应该充分考虑，构建式建筑幕墙无论明框、隐框都是框架与装饰面板分开阶段实施安装，而单元式幕墙目前基本上都是整体构建实施安装。 通过以上示意图，主要是告诉大家在设计隐框单元式幕墙的时候，由于单元式幕墙目前基本上都是整体构建，所以也需要考虑玻璃板块的安全构造体系，在玻璃的周边都需要进行安全封边设计，确保单元板块在工厂生产及现场实施安装过程以及所涉及的搬运过程，避免由于玻璃的边部受到磕碰而损坏的问题。 3 开启窗扇的构造设计 一般状态下，一提到开启窗都会认为只是起到通风的作用，其实不是那么简单的通风作用，还与隔声有着一定的联系，如果开启窗扇的构造不恰当，就会使得开启窗扇的密闭性受到影响，由此也会给隔声带来一定的影响，所以开启窗扇的体系设计，从开启构造上而言一定要 充分考虑，既要保证通风、隔声的要求，同时还需要满足构造安全的要求，而且必须把构造的安全放在第一位。 普通构件式幕墙的开启窗所有构件都是在施工现场组织实施安装，通常状态下都是采用金属铰链来固定安装开启窗扇，但是由于开启金属铰链质量不统一造成在使用过程中存在着或多或少的质量问题，过去在受某建设单位单位的邀请处理开启窗扇脱落的问题时，就遇到由于开启金属铰链的质量问题而断裂，开启窗扇在使用过程中突然脱落。 对于单元式幕墙而言，因为它本身的品质就比较高，所以在考虑单元式幕墙开启窗构造设计时需要充分 考虑构造的安全性，假如是选用金属铰链固定安装开启窗扇的话，就一定多方考察、综合评审它的结构安全性、开启使用的稳定性。 以上是单元式幕墙从构造上进行剖析的简单示意。首先是开启构件上，由于常用的开启五金经常碰到由于开启合页、铰链等会出现质量问题，给幕墙的开启带来使用上的弊端，这里还是建议在设计构造上采用挂钩是设计，当然在挂钩的结构上建议采用内挂钩的构造进行考虑，避免由于使用挂钩给带来的挂钩是用脱落的隐患。 不知大家看上面的图注意到没有，这里的开启扇构造与常规的开启有部分区别，就是在开启密封、 排水构造上。在开启上的上部采用隐蔽式密封 EPDM 胶条，阻止雨水的正常流入；在开启扇边框的构造上设计出一圈闭合的有组织水槽，因为我们考虑的在合理都是理论的，还要考虑超出理论的事情出现，所以水槽的构造上是闭合的，而且阻止水通过开启扇而流入开启窗内的；假如出现理论之外的事情，那么雨水也会沿着我给它们设计好的排水线路，从上进入 分别流入两侧竖向线路 沿着竖向进入下部，最后沿着下部扇的构造底部流出。 4 单元式幕墙值得我们继续从事构造研究 根据建筑市场的发展趋势，会出现越来越多的高层建筑、甚至 是超高层建筑，根据单元式幕墙的施工周期短的特点，会越来越受到建筑行业的喜爱，这就要求我们从事建筑幕墙的专业人士不断总结经验，总结施工技术难题，逐步设计出符合社会需要的建筑幕墙新产品。 通过幕墙行业刊物，我这里只是从安全、抗震、防雷、防水等角度对单元式幕墙做了简单的构造设计需要注意的问题进行分析，其实还有许多构造上需要注意的部位，这里不再一一进行分析。 其实单元式幕墙目前我们只是解决了施工周期短的问题，那么我们回头分析一下，任何一个建筑幕墙在使用过程中都会出现许多不可预计的事情，如何解决这 个问题，特别是单元式幕墙属于工厂化完成的构件，例如，如果其中的一个板块出现问题或者根据功能需要，要在短时间内进行板块的更换等等问题，那么如何才能不影响建筑的正常使用把问题给解决完美，这才是我们应该注意而且必须去解决的问题，当然这个问题不难我在这里作一个发展提示。 从抗震方面，无论任何抗震书籍、国家抗震规范，都是介绍哪个区域属于哪个抗震等级、对于抗震如何计算等一系列理论知识，而许多做幕墙的专业设计师也是，只要考虑抗震都习惯的把结构进行保守设计，担心地震给震坏出现问题。例如我们国家出现地震后，全国各地 到处给原有建筑进行加固，说原建筑钢度不行需要结构加固，一时间出现