单元式玻璃幕墙设计及安装质量控制要点探讨张均建
发表时间：2019-06-20T11:49:42.310Z 来源：《基层建设》2019年第9期作者：张均建
[导读] 摘要：本文通过工程实例对单元式玻璃幕墙设计及安装质量控制要点进行分析与探讨，以供同仁参考。
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摘要：本文通过工程实例对单元式玻璃幕墙设计及安装质量控制要点进行分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：单元式玻璃幕墙设计；安装质量；控制要点
一、前言
随着建筑行业的发展和社会审美的变迁，越来越多的新建建筑采用各种标新立异的外观设计。幕墙由于其对优秀的抗变形性能和外观表现力，被广泛地应用在这些高端建筑物乃至地标级建筑物上。单元式玻璃幕墙将建筑物的外围护墙的保温、隔热、防水等使用功能与建筑物的装饰功能有效地结合起来。且单元式幕墙的主要工作量是在工厂完成的，这样它可以进行工业化生产，大大提高劳动生产率和产品质量，单元式幕墙最大优点是工地工期短。其一，因为它大部分工作量是在工厂完成的，运往工地后仅为吊装就位、固定的工作量，这部分工作量占全部幕墙工作量的份额很小。其二，幕墙吊装可以和土建同步进行，使总工期缩短。某高层建筑幕墙高度：幕墙标高最高为145米。建筑类别一类高层建筑，耐火等级一级，本工程要设计外立面幕墙，塔楼设计为单元式玻璃幕墙，裙楼设计为构件式玻璃幕墙，总幕墙设计面积约2.7万平万米。下面就对对单元式玻璃幕墙设计及安装质量控制要点进行分析与探讨，以供同仁参考。
二、单元式玻璃幕墙设计要点
单元式玻璃幕墙是依靠建筑的主体结构进行建设的，通常情况下支撑单元所选用的竖框与楼层结构一般需要符合，在幕墙的选材上玻璃幕墙则是以新型的技术材料为结构支撑和连接，玻璃材料作为幕墙的主体，通过一些特殊的连接方式将整个结构固定在建筑的主体结构上。为了能够达到施工要求，安全、高质量的完成幕墙安装，首先必须要了解幕墙的设计原理，它是采用了等压原理设计的，每个单元都具有自己的铝合金支座，并且这个支座是固定在预埋件上面的，达到一种预埋固定的作用。另外，幕墙都是采用立柱与横梁固定的，主要的支撑结构是铝合金框架，安装的时候铝合金框架的稳定性与安全性是要点。同时幕墙水密性、气密性方面则是设计的要点。
（1）材料选择。单元式玻璃幕墙的材料，直接决定了幕墙在建筑中的性能，严格控制幕墙选材，保证其在建筑工程中的稳定性。针对单元式玻璃幕墙的选材，提出几点要求，如：一是按照建筑工程的需求，选择相关的幕墙材料，单元式玻璃幕墙的铝型材要使用高精级的铝合金，厚度保持在 3mm 左右；二是幕墙玻璃面板选用中空或夹胶中空玻璃，以夹胶玻璃半钢化材料为主；如有其它面材，根据建筑的造型需求和各种材料的最大规格进行综合评估后确定其厚度。本项目的玻璃幕墙为隐框玻璃幕墙，玻璃面板采用双钢化Low－E中空玻璃。保温隔热性能好，可以起到很好的节能作用，降低制冷采暖成本。
（2）构造设计。竖梁通过连接件L型钢板扎制（表面热浸镀锌处理），与主体结构连接，连接件分别开设横、竖向长条孔，通过M12连接螺栓与竖梁连接，竖梁与L型转接件可以进行垂直于幕墙表面的调整，L型转接件横向调整后与埋件焊接。这样，整体连接构造实现了三维调整，保证了主龙骨表面平整，从而保证外饰面平整度。同时，这种构造具有弹性位移功能，能够吸收主体结构的变位，满足抗震要求和温差效应，既保证连接构造的安全性，同时幕墙功能性也有可靠的保证。
（3）节点设计。本项目隐框玻璃幕墙采用小单元式系统设计。抛开传统的构件式幕墙的系统劣端，传统幕墙技术采用压板方式，存在一系列缺陷：如压板漏压；采用自攻螺钉固定压板，在负风压的作用下，容易造成安全隐患，施工也比较困难。同时压板方式的受力方式是点受力，如果玻璃板块四周安装受力不均匀，玻璃板块容易产生畸形映像。小单元式系统构造设计：（如图1所示）
1）横梁与竖梁的结构的各部位都采用挂钩插接，并且设置了柔性胶条，起到弹性缓冲和防止噪音产生的作用，很好地满足幕墙整体的抗震、抗强风压、抗热应力的要求，保证了单元板块在相对位移时，不会造成变形损坏。
2）单元板块与立柱、横梁的连接安装，设计了挂连结构，板块四周副框设计的挂钩全部插入立柱与横梁相配套的槽口内，无须压板固定，实现了线面接合，因此能够承受强大的风荷载。
图1、小单元式系统构造设计（竖梁标准节点）
（4）细部结构设计。单元式玻璃幕墙的细部结构的设计主要体现在防水、收边处理等一系列的问题上。在单元式玻璃幕墙的防水设计过程中，要谨防单元式玻璃幕墙的渗漏，在单元式玻璃幕墙的接缝部位的缝隙及空腔外壁上的水无法消除，但要想避免接缝部位和空腔
外壁的水就要控制接缝部位及空腔内外壁的内、外侧水压不存在水压差，就避免了接缝部位和空腔外壁上产生水。但在大多数情况下，很难做到内、外侧的等压，就需要将渗入等压腔中的水及时排出，从而避免水渗入内壁，进而避免雨水渗入室内。
（5）水密性及气密性设计。单元式玻璃幕墙的设计是根据玻璃幕墙的气密线和水密线分离处理的原则，将单元式玻璃幕墙的单元板块的插接部位通过设置插接构造和挡水胶条，形成等压腔，这些等压腔与室外环境相连通，从而使已进入等压腔的水可排入室外，从而保证气密线与水密线分离，不存在水，保证了单元式玻璃幕墙的水密性良好。本建筑幕墙水密性能等级为3级。按照《建筑幕墙》GB/T21086-2007第5.1.2条的规定，水密性能指标计算如下：由《建筑气候区划标准》GB50178知，本工程所在地属IVA地区，为热带风暴和台风多发地区，故P＝1000μzμcw0
式中：P——水密性能指标（Pa）；μz—— 风压高度变化系数，取1.746；
μc——风力系数，取1.2；W0 ——基本风压（kN/m2），取0.5。
经计算得，P＝1047.6Pa，故取ΔP＝1047.6Pa，可开启部分与固定部分同级，所以本建筑幕墙水密性能等级为3级。
本建筑幕墙气密性能等级为3级。建筑幕墙的气密性能以在标准状态下，压力差为10Pa的空气渗透量q为分级依据，按照《建筑幕墙》GB/T21086-2007第5.1.3条规定了建筑幕墙气密性能设计指标的一般规定，如下表所示。
本建筑所在地属于表中其他地区，建筑层数为7层以上，本建筑幕墙的气密性能等级设计为3级，符合上表的一般要求，并符合GB 50176、GB 50189、JGJ 132、JGJ 134以及JGJ 26的有关规定，满足这些标准的节能要求。
（6）节能环保设计。节能环保是单元式玻璃幕墙设计中的要点，提高幕墙设计的节能水平，同时消除潜在的环境污染。因而，在单元式玻璃幕墙的设计过程中，必须要将节能环保的理念融合进去。要选择节能环保的材料，例如：将外露的大装饰线条局部处选用聚酰胺尼龙断热条，该材料热阻值较大，强度较大，耐久性良好。
三、单元式玻璃幕墙安装质量控制要点
（1）预埋件复核验收。安装前应根据测量放线的情况检查预埋件的数量是否齐全有效，位置是否符合要求，预埋件的标高允许偏差为±10mm，水平位置允许偏差为±30mm，前后方向允许偏差为±20mm。对漏埋或位置偏差超过要求的预埋件应予以后置，采用化学锚固螺栓固定，并按照规范要求进行拉拔试验。
（2）转接件连接。预埋件复核完毕后，开始转接件的安装，安装前拉水平线控制水平高低及进深尺寸。对初步固定的转接件按层次逐个检查施工质量，主要检查三维方向上的误差，要将误差控制在误差范围内，误差控制范围为垂直误差± 5mm，进深误差±3mm。板块挂接后，转接件与板块挂件应进行可靠咬合与连接。
（3）吊装机具。吊装机具使用前，应进行全面的安全检验，吊具运行速度应可控制，并具有安全保护措施。此外还应定期对机具进行检查维护，确保机具的正常运行。
（4）板块的插接。单元板块间的连接密封通过插芯、胶条等配合实现，若配合不好将导致密封不严，降低幕墙气密性和水密性，因此必须控制好板块间的插接质量，对板块的标高、进出、垂直度等严格控制，实现完好对接。
（5）板块间防水处理。单元板块间插芯安装到位后必须进行蓄水试验，在插芯两侧安装挡板，蓄水高度没过泄水孔（蓄水前将泄水孔封堵），蓄水时间不小于 15 min，确保无渗漏后才可进入上一层板块的安装。
（6）幕墙淋水试验。根据设计要求，本工程幕墙在施工到一定层数后，需进行现场负压状态封箱体淋水试验，以确保幕墙的防水性能。负压箱由透明塑料膜、胶布和硬质板材制作，配有抽风机和空气压力表；淋水系统采用PVC管材制作一个 3000mm×3000mm、单元网格尺寸为 600 mm×600 mm的网格喷水系统。试验时，密封箱体静态压力差为720Pａ，喷水最低速率为3.4 L/（m2•min），喷嘴距幕墙外侧400mm，淋水时间持续 15min，在室内观察渗水情况，无出现渗漏现象即测试结束。
四、结语
总之，单元式玻璃幕墙不仅在建筑物的使用功能上满足要求，而且在建筑物的外观设计上具有很好的装饰作用，使建筑物更完美的呈现在大众的眼前。而在单元式幕墙在设计和施工过程中，各个环节都是紧密相连，并形成一个有机的整体，其中一个环节一旦出现问题，都会对整个幕墙工程的安装过程中造成比较大的影响，因此我们需不断地提高单元式幕墙设计技术，同时加强在施工安装过程中的质量控制，从而提高幕墙工程综合性能的品质。
参考文献：
[1]黄海生.浅谈高层建筑玻璃幕墙设计的方向[J].中华民居（下旬刊），2014.
[2]朱建玲.单元式玻璃幕墙设计及安装要点[J].科技创新与应用，2015，18：262
[3]卜宇.论单元式幕墙玻璃幕墙施工要点[J].中国建筑金属结构，2013，24：52-54
