幕墙工程设计方案的技术分析与优化建议

1幕墙工程设计方案的技术分析与优化建议1前言上，都具有一定的科学性、先进性及合理性，但是在很多局部地方可以2本工程原招标幕墙设计方案的特点3.现行的许多单元式幕墙系统构造不甚合理，未采用可独立更换性设计，一旦4.室内、外侧龙骨视觉效果要好。作为幕墙结构体内的龙骨，连接螺钉的外露患。而原设计方案尽量把所有构件的连接螺栓一律23针对工程设计方案的技术分析与优化建议1)防水构造设计优化及深化原单元幕墙设计方案中横竖缝最外层对碰胶条形成雨屏，为第一道密封 (打有排水孔，是非完全密封);内部横竖方向对插硬胶条形成第二道密封，第一道与第二道密封之间形成的腔体为等压腔。由于原方案型材后部横竖方向第三道插接只是非密封的硬性插接，无法形成气密线及有效防水，第一道密封为非完全密封的雨屏，因此第二道密封必须完全封闭，承担水密线、气密线双重作用。但原方案十字缝部位在胶条与铝型材槽插接处伸缩部位顶部存在缝隙，胶条连接处也未明确密封处理措施，处理不好可能存在漏气和漏水隐患。3a.十字缝部位的防水处理：板块封口部位是幕墙系统的水密性、气密性的一个薄弱环节，处理的好坏也是一个关键问题，封口部位指相邻单元板块的接缝处，我们将横锁式幕墙每横排单元板块的上横框第二道密封采用横向连续的硬质胶条密封，形成水坝；竖向则搭接密封在横向胶条外，每层高度为一个密封单元。十字封口处顶部缝隙则用耐候密封胶实现全密封，既起披水作用，又阻止空气向室内渗透，使雨水沿胶板排到竖框前部，通过外部雨幕胶条的泻水口排出室外。可有效解决十字缝处漏气和漏水问题。b.铝型材连接处处理：铝型材角部连结及拼接处采用高防水组角胶，确保所有型材连接处不会发生渗漏。c.胶条连接处处理：交圈胶条角部连接处采用整体成型及组角耐候胶保证在一定变形情况下不渗漏。4d.改善第三道密封设计：第三道插接采用铝条和密封胶条结合的方式，即可同时起到插接和有效密封作用，并实现柔性连接(如下图)。优化方褒化方案原方案原方案5改善第三道密封实现柔性连接十字缝处横竖防水线原理示意图2)细部设计优化玻璃嵌入槽口总深度为22mm,(如下图)按现行玻璃幕墙工程技术规范JGJ102-2003中的要求，6+12+6玻璃嵌入槽口深度应不小于17mm,玻璃下边与槽口底部不小于7mm,玻璃嵌入槽口总深度应不小于24mm,因此玻璃嵌入槽口总深度不符合规范要求。我司优化方案为将玻璃嵌入槽口总尺寸调整为25mm(如下图),即可完全满足规范要求。63)节能设计优化2原原案方案品霞单元幕墙竖向立柱接外凸窗窗框部位，因没有设置隔热断桥型材，热量通过铝型材直接与室内外露铝型材接触，形成了直接传递热量的冷桥，对局部节能不利(如下图)。我司优化方案采用在室内外型材连接处开模设置隔热材料(如下图),既设置了断热，又确保扣接的安全性和平整度，完善了整体品霞优化方案原方案7优化方案原方案(2)EWS1单元幕墙外凸窗系统单元幕墙外凸窗系统是本工程一大亮点。它凸出在幕墙面外，数量多，开关使用较频繁，其结构安全性、防水性、构造合理性、使用灵活性、耐久性、节能性的保障至关重要。凸窗十字节点外视效果凸窗十字节点内视效果1)外凸窗开启扇系统构造a.外凸窗左右两侧为内平开窗，原设计方案中部立式胶条与窗构造设计配合欠妥，窗在打开或关上时，立式胶条端部与窗扇型材外部凸起部位来回碰撞干涉，将严重影响窗的启闭使用，时间久了立式胶条也将被刮脱破坏。另外若有少量渗漏水进入开启窗腔体，此构造因有外挡板渗漏水不易排出，可导致渗漏。(如下图)8b.原设计方案窗扇内扣条与窗扇型材配合间隙较大，安装后将出现移位导连接简便，并确保扣条安装紧密和组装的平整度。(如下图)优化方案原方案优化方案原方案92)外凸窗顶部防水a.外凸窗突出幕墙面，长期暴露在室外，其防水是关键，而其顶部防水排水设计尤为重要。原设计方案顶部铝板采用折边直接插入铝型材槽口的形式安装，不易保障防水，若处理不当出现渗漏将是一大遗憾。我司优化方案采用设置防水胶缝和排水坡度的方式，堵排结合确保无渗漏，而且方便清洗维护，具备一定的雨水冲刷自洁功能。另外，在不存在防水问题的室内层的铝板接缝则仍然按原方案进行，使室内接缝的完整性和效果更好。(如下图)优化方案原方案b.EWS1B外凸窗花台门诊楼EWS1B外凸窗花台的防水处理也很重要。我司将顶部易渗漏部位的原密拼缝设计也优化为外面为防水可靠的耐候胶缝内置批水板的设计。另外，在不存在防水问题的室内层的铝板接缝则仍然按原方案进行，使室内接缝的完整性和效果更好。3)外凸窗节能设计优化原方案外凸窗部位外部部分铝型材与室内直接连通，易造成热量损失，对保温节能不利。我司优化方案采取适当的隔热节能措施，减少热量传递，提高节能性能。(如下图)优化方案(3)装饰遮阳穿孔铝板系统单元幕墙外凸窗上部的装饰遮阳穿孔铝板系统是本工程又一大亮点，是集装饰效果和功能实现的点睛之笔。原设计方案穿孔铝板面板单块尺寸多为2760x2310和1440x2760,单块面板很大，采用点连接，无加强肋，其面板平整度、挠度变形控制和连接强度是关键。我司采用以下方案进行处理：1)边部加强设计：铝板采用折边处理，在角部采用角铝整体组框，提高边部强度、板面平整度和抗变形能力；2)面板加强肋设计：为更好保证面板平整度、挠度变形控制、点连接处的连接强度，大板面穿孔铝板必须采用加强筋设计。为更好地保证立面效果，我们采用只在分格缝位置设井字型加强肋，正好不锈钢连接件穿过此加强筋，既能大大加强局部连接，也可确保板面平整度，同时也是加强肋可见时的最好效果。(如下图)0o0OpOO○Op0bOObC0优化方案3)室内效果：室内凸窗处人的高度可以看到穿孔板背部，因此背后加强肋不可以多加，且必须保证美观，最好看不见加强肋。如果业主对此处效果要求极高且在投资允许的情况下，建议采用较厚的蜂窝铝板的方案，或内外两层铝板中间加强肋不可见的方案，内外层铝板均做饰面处理，其安全性、完整性、美观性(4)EWS1单元幕墙系统阳角系统原方案在单元幕墙阳角处设计了整体转角板块作为主要构造进行设计(详见原方案图纸SD110等节点),有以下几点不足之处：玻璃外片嵌入铝压条尺寸过小，不符合规范要求，在板块变形情况下容玻璃后衬铝背板螺钉无法安装，存在工艺问题。针对以上情况我司做了相应优化(如下图),同时在角部采用连续的横向防水胶条，确保防水体系的贯通。比网意优化方案(5)EWS1单元幕墙顶部格栅系统1)格栅型材尺寸问题：原方案格栅型材尺寸较大，采用整体型材开模，开模尺寸达到330x100,超出一般铝型材厂商开模限制尺寸；即使有超大挤压机开模其壁厚也将要求在4—5mm以上，造成较大材料浪费。我司优化方案采用组合模具进行设计，没有生产能力限制，开模精度更有保证，在保证安全可靠性的同时还能大大降低型材用量。(如下图)2)单元格栅与推拉窗及墙体位的收口铝板处理：原幕墙方案：(详见SD013、SD122A等)单元格栅为镂空装饰板块，没有面板，不具备防水功能，因此单元格栅与推拉窗及墙体位的收口防水处理相当重要，若发生渗漏，将直接进入室内。原方案的型材与铝板密缝连接极易渗漏，推拉窗、少部分粉刷层、收口铝板和单元板块之间产生多道接口，处理不好存在多处漏水隐患。采用一道铝板两道胶缝将单元板块与推拉窗之间全封闭处理，并设计适当排水坡度，(如下图)具有以下优点：a.减少接缝，简化环节，减少渗漏可能的途径，提高防水性能；b.两道耐候胶缝防水，相对铝材与铝板直接密拼及铝板与混凝土结构接缝c.收口铝板不与混凝土结构发生直接影响，可不受正常结构偏差的影响，d.外观效果更好更完整。优化优苑方案案原方案原方案(6)EWS1单元幕墙预埋件系统及转接系统优化详见3、4说明。2.EWS2单元幕墙系统(1)防水构造设计优化及深化案中横竖缝最外层对碰胶条形成雨屏，为第一道密封(打有排水孔，是非完全密封);内部横竖方向对插硬胶条形成第二道密封，第一道与第二道密封之间形成的腔体为等压腔。原设计方案存在以下不足之处：由于原方案型材后部横竖方向第三道插接只是非密封的硬性插接(如下图),无法形成气密线及有效防水，第一道密封为非完全密封的雨屏，因此第二道密封必须完全封闭，承担水密线、气密线双重作用。但原方案十字缝部位在胶条与铝型材槽插接处伸缩部位顶部存在缝隙，胶条连接处也未明确密封处理措施，处理不好则可能存在漏气和漏水隐患。我司优化深化方案，改善主单元幕墙系统的气密性和水密性：1)十字缝部位的处理：安装完三个板块，在安装第四个板块时在胶条与铝型材槽插接处伸缩部位的缝隙打满耐候胶密封，形成完全密封，有效解决了十字缝处漏气和漏水现象(如下图)。优化方案原方案2)铝型材连接处处理：铝型材角部连结及拼接处采用高防水组角胶，确保所有型材连接处不会发生渗漏。3)胶条连接处处理：交圈胶条角部连接处采用整体成型及耐候胶满填缝以确保在一定变形情况下不渗漏；横向胶条连接缝处另加一块配合连接板并在连接缝隙打满耐候胶以确保防水线贯通而不渗漏。4)改善第三道密封设计：第三道插接采用铝条和密封胶条结合的方式，即可同时起到插接和有效密封作用，并实现柔性连接(如下图)。优化方案原方案(2)细部设计优化1)原方案设计节点中，(如SD200～SD226中的单元幕墙节点),隔热条穿条复合工艺必然在打结构胶工艺之前，因而使结构胶从外面打胶没有足够的打胶操作空间，很难施工。应调整为在室内打结构胶(如下图)。或采用先打结构胶再将玻璃板块挂装在主体框架上的单元、小单元结合体系。优化方案原方案2)SD206中，隔热条承受玻璃重力产生的剪力和弯矩，结构胶长期承受静荷载，我司优化方案为在玻璃底部增加固定2mm厚承重铝托条，托条上2mm厚橡胶垫与玻璃接触。既满足规范要求，使结构胶不再直接长期承受玻璃重力，又使隔热条避免承受玻璃重力产生的剪力和弯矩，为简便易行的解决方案。(如下图)结构胶长期受力优化方案原方案优化方案原方案(3)节能设计优化原幕墙方案EWS2系统单元幕墙内倒窗(见原图SD021)存在以下不足：内倒窗窗框窗扇部位，因没有设置隔热断桥型材，热量通过窗框窗扇铝型材直接传递到室内，形成了直接传递热量的冷桥，对局部节能不利；开窗部位比不开窗部位多出了两圈窗框窗扇尺寸宽度，尺寸较大，对整幅幕墙整体效果影响较大。1)设计了隔热断桥内倒窗框及隐框式内倒窗扇(如下图),设置了断热冷桥，完善了整体节能性能。2)设计了隐框内倒窗系统，窗扇为隐框，较好地保证了幕墙整体效果影响。优化方案原方案(4)平推窗系统设计原方案隐框平推窗顶部无批水，内部无有组织内排水体系，水一旦进入系统内，将可能直接发生渗漏，防水性能需再提高；另外组角系统还可更完善。我司优化方案：(如下图)内排水构造内排水构造顶部批水雨水易渗漏部位优化方案原方案2)设计了内排水构造，即使少量水进入，也可沿着内排水体系排出室外；3)双组角系统：窗扇组角除挤角角铝外，还设计了L形不锈钢组角形成双组角系统，确保窗的精度、平整度和整体性。4)开窗控制系统方案每个窗设两副平推窗铰链，执手启闭系统。人性化设计：对于低窗(下端在距地面850左右),执手应设置在侧窗扇中部位置，对于高窗(下端距地面1200左右),则执手应设置在侧窗扇下角位置；以便在合适的高度方便使3.单元幕墙转接系统转接系统设计是单元幕墙板块实现幕墙与主体结构的连接，转接系统是整个幕墙系统安全与调节的关键。普通转接系统往往存在以下问题：a.XYZ三个方向可调节距离不够，吸收适应建筑误差能力不强；b.连接可靠性不够好，安全系数不够大，尤其是外挑悬臂结构的安全性；c.板块绕X轴和Z轴旋转微调能力较差，不能很好地适应平面变形。本工程主要包括顶挂转接系统和侧挂转接系统两种。