单元式幕墙基本介绍.ppt

2020年3月24日星期二 1 单元式幕墙基本介绍 2020年3月24日星期二 2 建筑幕墙行业基本情况 随着建筑装饰行业规模的扩大 行业内部的专业化分工越来越细 建筑幕墙 俗称 外装 作为建筑外围护结构 已经成为一个专业领域1 其业务模式和管理体制与室内装修 俗称 内装 等一般装修装饰业务有一定区别 内装 更讲艺术 而 外装 更讲技术 内装行业像 中餐 依靠项目经理 而幕墙行业像 西餐 可以工厂化 标准化2 此外 外装对建筑节能具有更加突出的作用 建筑物围护结构的能量损失主要来自三部分 外墙 门窗 屋顶 其中外墙 门窗和部分屋面都与建筑幕墙直接相关 并且这三部分的节能技术目前各国建筑界都非常关注 建筑幕墙的用途及分类 建筑幕墙通常是指由面板与支承结构体系 支承装置与支承结构 组成 相对主体结构有一定位移能力或自身有一定变形能力 不承担主体结构所受荷载与作用的建筑外围护系统 建筑幕墙除了具有一般的建筑功能 体现建筑艺术 具有通透 宜居 美观功能外 更重要的是具有节能和安全功能 建筑幕墙通常承担了建筑物65 以上的节能效果 由于建筑幕墙具有较强的抗位移能力和变形能力 抗震能力强 2020年3月24日星期二 3 建筑幕墙主要应用于城市高层建筑 大跨度建筑 异型建筑 建筑物采光顶 公共建筑物或建筑综合体 如高档写字楼 酒店 体育场馆 机场 车站 会展中心 商场 企事业单位或政府办公大楼等 作为建筑物的外围护结构 建筑幕墙可以通过不同的饰面材料及不同的结构满足建筑物的外装饰需要 具有保护建筑物 遮风 挡雨 隔声隔热 采光 通风 抗震等建筑功能 而且与普通填充墙相比 建筑幕墙具有建设速度快 结构质量轻 易维护的特点 我国现行标准 高层建筑混凝土结构技术规范 第4 9 5条明确指出 150米以上的高层建筑外墙宜采用各类建筑幕墙 因此 建筑幕墙已成为现代大型建筑物必要的组成部分 成为城市建筑现代 美观 宜居 节能 低碳 安全的重要标志 建筑幕墙按照施工方式不同通常分为单元式幕墙和构件式幕墙 按照面板材料类型不同通常分为玻璃幕墙 金属板幕墙 石材幕墙 人造板材幕墙 组合面板幕墙 此外 目前还出现了智能幕墙 双层幕墙 光伏幕墙等新型高科技幕墙产品 单元式幕墙又称单元体幕墙 是指由许多独立的单元体组合而成的幕墙 由于独立的单元体可以全部在工厂内加工组装完成 然后运往工地进行吊装 其安装简单而且基本可以实现与建筑主体结构同步施工 它具有以下特点 2020年3月24日星期二 4 单元体生产可以实现标准化 工厂化 有利于提高产品质量 缩短现场施工周期 从而为业主带来较大的经济效益 也符合现代城市管理的需要 对生产 施工的硬件设施 管理水平要求较高 需要配备大型厂房 现代化生产加工设备和专业施工设备 有严格的生产工艺 生产施工流程和施工组织管理 构件式幕墙又称框架式 元件式幕墙 是指安装时其竖框 或横梁 先安装在主体结构上 再安装横梁 或竖框 竖框和横梁组成框格 然后把面板材料固定在竖框和横梁组成的框格上的幕墙 构件式幕墙主要特点是 1 施工手段灵活 工艺较为成熟 目前仍然被广泛应用 2 大量安装作业在现场进行 安装顺序基本不受主体结构的影响 3 现场管理工作量大 对工程管理水平要求较高 2020年3月24日星期二 5 一 框架式幕墙与单元式幕墙的比较 2020年3月24日星期二 6 一 框架式幕墙与单元式幕墙的比较 2020年3月24日星期二 7 二 如何选择幕墙的形式 一般情况下 业主对幕墙的档次要求较高时 推荐使用单元式幕墙 质量好 工期短 但价格较为昂贵 如果业主很在乎幕墙造价时 则推荐使用框架式幕墙 现场施工精度难以保证 工期长 价格相对较便宜 海外项目一般采用单元式幕墙系统 这是因为当地的幕墙劳务人员少或劳务费较贵 海外或内地较高档次的幕墙系统的钢结构支架尽量设计为 工厂加工 现场螺栓连接 以减少工地焊接工作量 2020年3月24日星期二 8 三 单元式幕墙的技术特点 由于单元式幕墙接缝构造的特点 其技术特点主要表现在下述三个方面 1 封口技术单元式幕墙通过对插完成接缝 这样在上 下 左 右4个单元连接点上必然有一个4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 如何堵好这个洞就是单元式幕墙的封口技术 对这个部位的处理目前有两种方案 即横滑型和横锁型 2020年3月24日星期二 9 1 横滑型横滑型构造就是在左 右相邻两单元组件上框中设封口板 这个封口板封堵了4个组件结合部位的内外贯通的开口 而且还有集水槽和分隔板的功能 由于这个封口板不限制上单元下框在两相邻下单元组件上框内滑动 因此就叫横滑型 其特点如下 优点 集水 排水功能比较成熟 水密性能达到2500Pa 缺点 只能用于处于一个平面上的单元组件 2020年3月24日星期二 10 2 横锁型横锁型是在接缝处竖框空腔中设一个多功能插芯 这种插芯由两部分组成 即对插的封口部分和一个向上开口其他五面封闭的集水壶组成 由于多功能插芯位于上下两单元交接处 将上下两单元组合成一个整体 上下单元形成横向锁定 即左右相邻两单元不能滑动 故成横锁型 其特点如下 优点 可用于单元组件任何角度对插 缺点 集水 排水功能尚不理想 2020年3月24日星期二 11 2 收口技术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 2020年3月24日星期二 12 3 单元式幕墙与主体结构的连接与吊装在主体结构上安装单元式幕墙的转接件 要对一个安装单元 全高或8 10个楼层 一次全部安装调整到位 用转接件的安装精度来保证单元式幕墙的安装质量 即单元式幕墙外表面的平整度是靠转接件的安装精度和单元式幕墙单元组件构造厚度的精度来保证的 单元式幕墙的单元组件在工厂已将面板 玻璃 铝板 花岗石板 装配好 在主体结构上安装连接要在室内一侧操作 因此内侧必须要有操作空间 由于手无法穿过面板在外侧进行操作 这样对楼板与柱外边平齐 或柱外边突出楼板或实体墙 的建筑 如果单元组件与主体结构的连接点布置在柱位 实体墙面 上 安装时操作难度很大 而当建筑立面上幕墙分格必须在柱位时 就要在设计上采取措施在柱宽以外楼板上设连接点 使连接点避开柱位 单元组件在主体结构上安装连接是相邻两单元组件对插接缝和单元组件与主体结构的连接对插 扣 挂 同时进行 由于单元组件与连接件均有偏差 除安装在主体结构上的连接件除安装精度要保证单元组件的安装质量外 还要在吊装固定过程中具有一定的调节可能 也就是说连接件要具有三向六自由度 三维方向移动和绕X Y Z轴转角 2020年3月24日星期二 13 2020年3月24日星期二 14 2020年3月24日星期二 15 单元体的现场吊装 2020年3月24日星期二 16 四 单元式幕墙的防水 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90 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 这些概念既有区别又有联系 甚至很难理解 致使在实际应用时造成误解 给幕墙的防水设计带来不便 一 前言 2020年3月24日星期二 17 二 幕墙防水技术的发展历史 1 完全密封阶段 FrontSealed 主要以构件式幕墙 StickBuiltSystem 的结构形式为主 原理很简单 有缝的地方就采用防水密封材料进行封堵 是被动防水阶段 按照建筑幕墙的防水原理可以将幕墙的发展划分为三个阶段 完全密封阶段幕墙防水形式 2020年3月24日星期二 18 2 收集储存阶段 MassorStorage 幕墙面板接缝形式有所改进 主要以简单插接形式进行防水 由于认识到幕墙不可能实现完全密封 采用插接的方式具有一定的主动性 能够将收集到少量的雨水或雪水储存 靠自然蒸发阻止水的进一步渗透 事实证明这种技术仍然不能很好的解决防水问题 收集储存阶段幕墙防水形式 2020年3月24日星期二 19 3 结构化防水 雨幕等压阶段结构化防水是幕墙防水技术走向成熟的标志 通过综合运用雨幕原理和等压原理 从幕墙节点结构设计入手 允许水通过幕墙表面渗入 并能将水合理组织排出 这是幕墙防水技术的主动阶段 我国的单元式幕墙 UnitizedSystem 就属于这一阶段的典型幕墙技术 结构化防水 雨幕等压阶段幕墙防水形式 2020年3月24日星期二 20 三 幕墙防水技术综合比较 2020年3月24日星期二 21 四 幕墙的防水设计原理 1 漏水三要素 1 幕墙内外有缝隙或孔洞 2 缝附近有水 3 使水向室内流动的作用 2020年3月24日星期二 22 2 雨幕原理雨幕原理是建筑防水设计的一个原理 它假定墙体外表面为一层 幕 研究如何阻止雨水或雪融水透过这层幕的机理 它的研究范围包括 缝隙或孔洞影响 重力作用 毛吸作用 表面张力的影响 风运动能的影响 压力差的作用等 下表是应用雨幕原理解决实际问题示意图 2020年3月24日星期二 23 雨幕原理应用示意图 2020年3月24日星期二 24 3 等压原理等压原理是雨幕原理中进行外墙防水的最有效途径 其核心思想是 雨幕 两侧的压力达到平衡 消除渗漏三要素中的 作用 尤其是风压的作用 实际应用中 真正达到等压并非易事 如自然界中风速是随机的 造成的波动风压很难使 雨幕 两侧时时等压 2020年3月24日星期二 25 五 单元幕墙防水原理分析 1 单元式幕墙的定义根据 建筑幕墙 GB T21086 2007 定义 由各种墙面板与支承框架在工厂制作成完整的幕墙结构基本单位 直接安装在主体结构上的建筑幕墙 2020年3月24日星期二 26 2 单元幕墙的三道密封线 尘密线为阻挡灰尘设计的一道密封线 一般由相邻单元的胶条相互搭接实现 起到阻挡灰尘和披水的作用 尘密线 单元幕墙的防水排水原理 2020年3月24日星期二 27 水密线它是单元幕墙的重要防线 通过幕墙表面的少量漏水可以越过这条线 进入单元幕墙的等压腔 通过合理的结构设计 进入等压腔水将被有组织的排出 没有继续进入室内的能力 达到阻水的目的 有时为了提高幕墙的水密性能 也可能同时设置多道水密线 水密线 单元幕墙的防水排水原理 2020年3月24日星期二 28 气密线它也是单元幕墙的重要防线 由于水密线和气密线之间的等压腔和室外基本上是相通 有时在连通孔上放置防止灰尘的海棉 的 因此水密线不能阻止空气的渗透 阻止空气的渗透任务由最后一道防线 气密线来完成 气密线 单元幕墙的防水排水原理 2020年3月24日星期二 29 六 单元幕墙防水机理分析 1 在幕墙表面 为了运用雨幕原理进行防水 设计上使等压腔的压力Pc等于或接近室外压力Po 即水密线两侧的风压基本相等 消除或减轻了风压的作用 使水不通过或很少通过尘密线和水密线进入等压腔 2020年3月24日星期二 30 2 在气密线两侧 缝隙和作用同样不可避免 要达到不渗漏的目的 则要使水淋不到气密线 消除渗漏三要素中水的因素 由于通过尘密线和水密线的水很少或没有 加上合理的组织排水 就没有水淋到气密线 气密线缝隙周围没有水 就不会发生渗漏 从而使单元式幕墙对插部位具有良好的防水能力 单元幕墙的防水排水原理 2020年3月24日星期二 31 3 单元式幕墙防水的薄弱环节是四个单元的 字缝 这是单元式幕墙能否成功防水的关键 目前比较成功的解决方案有横锁式 横滑式和 字交叉密封结构等 单元幕墙 字接口的处理 2020年3月24日星期二 32 七 单元幕墙可开启部分防水原理分析 1 挡水胶条和披水板幕墙可开启部分的上部是阻止雨水渗漏的薄弱环节 因此可以通过结构设计 将幕墙表面形成的水膜分开 不流经开启缝 达到阻水的目的 幕墙可开启部分的防水一直是幕墙的设计的难点 实验室测试和工程实际表明 决大多数幕墙的雨水渗漏都发生在可开启部位 目前解决开启部分的防水问题有很多措施 其中常见的方法有 幕墙开启扇上部节点图 2020年3月24日星期二 33 2 等压原理的应用一般情况幕墙开启部分均有两道密封 但很少有设计师知道其中的奥秘 常常以为双道密封更保险 其实不然 正确的工艺方法是将外侧一道密封的下部适当切开 以便利用等压原理将可能渗入的水排出 达到真正阻止雨水渗漏的目的 至于气密性 有靠近室内的密封线保证 这相当于只有水密线和气密线的单元幕墙的防水概念 幕墙开启扇下部节点图 2020年3月24日星期二 34 八 单元式幕墙常见结构 1 插接式插接式结构是单元式幕墙的主流结构 通过阴阳型材插接 EPDM胶条进行密封 插接式单元幕墙横向结构 插接式单元幕墙竖向结构 2020年3月24日星期二 35 2 对接式通过弹性较大的 O 型EPDM胶条进行挤压密封 对接式单元幕墙节点图 2020年3月24日星期二 36 3 扣接式扣接式是插接式的一种形式 在我国比较少用 其插接方向是垂直于幕墙平面的一种结构 2020年3月24日星期二 37 九 我司的单元式幕墙工程的排水原理 单元体幕墙排水示意图 我司单元体幕墙排水设计 1 采用等压原理防水 并采用有组织逐层向外排水方式 排出少量渗漏水 2 单元板块对插后形成两个空腔 第一道胶条起雨屏作用 可以阻挡大量雨水渗入等压腔内 第二 三道胶条起气密作用 层层减压消气 确保气密及等压室腔的形成 3 渗入横向等压腔内少量雨水可以通过位于横梁两端1 4处的排水孔排出至幕墙外 2020年3月24日星期二 38 单元体幕墙排水节点 2020年3月24日星期二 39 五 单元式幕墙设计的细节 1 单元式幕墙的挂件系统分铝合金挂件和钢挂件两种系统 优先选用铝合金挂件系统 即使受力能够通过 铝型材的牌号都选用6061 T6 不要选用6063 T5或T6的铝型材做为铝挂件 为减少工程造价也可采用钢挂件 2 单元幕墙宜优先选用槽式预埋件 板埋或后补埋件很少采用 槽式预埋件距边的要求有要求 一般不小于100mm 如果不够距离 可采用板埋 如图一所示 3 埋件预埋的方式分为平埋和侧埋两种 图一 平埋侧埋 2020年3月24日星期二 40 4 层间位一般采用中空玻璃及背板 背板与玻璃的空隙大于50mm以上 如图二 图二 5 为降低工程造价 层间位可选用单片玻璃加背板 缺点是有色差 2020年3月24日星期二 41 6 幕墙单元板块之间的接缝在12 20mm左右 具体根据计算确定 如图三所示 图三 2020年3月24日星期二 42 7 一般来讲一个标准单元的高度为一个标准楼层高 很少一个楼层采用两个单元的 当避难层层高较高时 则分为两个单元 8 玻璃的自重不应由结构胶单独承受 如果由铝型材来承受 铝型材厚度不小3mm 9 背板与玻璃形成的腔体内应设置排水孔和冷凝水 腔体下面 及水蒸汽孔 腔体上面 如图五所示 10 在单元体的中横料和上下横料内 与竖料拼接处 打密封胶 并在两侧的立柱上开孔用于排除横料腔体的水 如图五所示 2020年3月24日星期二 43 图五 2020年3月24日星期二 44 11 单元体竖向装饰条就有保证其垂直度的措施 并应考虑装饰条损坏后的拆换和安装 如图六和图七所示 12 单元体挂码应考虑三维可调和微调 并考虑承受位移的能力及承受地震荷载的能力 13 转角单元体分格有一个水平分格小于750mm 尽量做成一个单元体 14 水槽料一般为250mm长 高度应大于20mm 排水孔距中心250到300mm左右 且排水孔位应设置吸水海棉 15 结构计算时 如装饰条较大 应考虑装饰条受风荷截作用时对立柱产生扭矩的影响 2020年3月24日星期二 45 保证垂直度 图六 2020年3月24日星期二 46 保证垂直度 图七 2020年3月24日星期二 47 16 单元体上下插接位 在两单元体之间应设置防漏气海绵 一般为100mm长 如图八 图八 2020年3月24日星期二 48 17 横梁与立柱的螺丝孔应相对应 且铝立柱局部厚度不应小于螺丝的公称直径 每处螺钉数量不应小于3个 螺钉直径不应小于4mm 螺丝直径一般为ST5 5x50mm自攻螺丝 18 单元板块组装完成后 工艺孔宜封堵 通气孔和排水孔应采用透水材料封堵 19 插接型单元部件之间应有一定的搭接长度 竖向搭接长度不应小于10mm 横向搭接长度不应小于15mm 20 单元连接件和单元锚固连接件的连接应具有三维可调节性 三个方向的调整量不应小于20mm 2020年3月24日星期二 49 六 单元体幕墙的施工方法 1 测量放线及预埋件位置的复核利用全站仪 水平仪 经纬仪 卷尺复核总包公司提供的标高的正确性及预埋件位置的正确性 2 幕墙转接件的安装和检查 熟悉图纸 技术交底 熟悉施工现场 寻找预埋件 对准挂线点 按标高 进出 左右三维定位 固定 检查 加固 记录