单元式幕墙

单元式幕墙，是指由各种墙面板与支承框架在工厂制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。单元式幕墙主要可分为：单元式幕墙和半单元式幕墙又称坚挺单元式幕墙，半单元式幕墙详分又可分为：立挺分片单元组合式幕墙，窗间墙单元式幕墙。

简介

分类

框架式

框架式幕墙特点

框架式幕墙优点

分类特点

"单元式幕墙"主要可分为："单元式幕墙"和"半单元式幕墙"又称坚挺单元式幕墙，半单元式幕墙详分又可分为：立挺分片单元组合式幕墙，窗间墙单元式幕墙。上述单元式幕墙分类有所不同，但其基本原理完全一致。它和框架式幕墙在制作原理设计施工上有着本质上的差异。现将单元式幕墙的特点介绍如下：

一、单元式解决幕墙漏水问题，采用了"等压原理"。幕墙产生漏水现象，必须有三个条件，第一是水的存在，如下雨擦洗幕墙用水。第二，水运动途径；第三，水运动的动力，有六种动力如：重力 、动量、表面胀力、毛细现象、气流和压力差 。压力差是造成大部分幕墙接缝漏水的主要原因，幕墙外水份，不论是雨水或洗窗水进入室内，除了必须有破口或是裂缝存在，还必须要求室外的压力比室内压力大。如果室内的压力与室外压力相等，甚至大于室外压力，即使有破口或是裂缝存在，水份也不会进入墙内。一般传统防水方式是尽量设法在漫长的接缝处减少可能发生的开口，如用各种密封胶，胶条对接触缝密封堵塞。新的防水进入室内的方式，则是用对雨水疏导的方式，引水入等压腔内，再引水流出墙体。为了达到等压，我们将部分或所有接缝维持开放，但是等压腔并不是一个通气的空间，他必须限制在一定范围的通气空间，才能有效地产生等压效应。为了达到完全等压效应，"等压腔"内的压力必须随时维持大于或等于室外的压力。但是我们知道建筑物表面压力，因风速随时的变化，不会永久不变，建筑物愈高愈大，压力差程度也就愈明显。接近地面的正风压比高处正风压小，立面中央正风压比角落正风压大，同一根横料可能一端受正压，另一端受负压，再加上其它因素影响使得等压效应的设计更加复杂困难。因此要求高技术的加以解决。等压原理是单元式幕墙独特的核心。

二、单元式幕墙的单元件高度为楼层高度，宽度一般为1.2米至1.5米左右。故传力简捷，可直接挂在楼层预埋件上，安装方便。

三、单元件在工厂内加工制作， 可以把玻璃 、铝板或其它材料在加工厂内组装在一个单元件上，促进了建筑工业化程度。

四、因为单元件在加工厂内整件组装，易于在工厂内进行检查，有利于保证多元化整体质量，保证了幕墙的工程质量。

五、单元式幕墙从楼层下方向上方安装能够和土建配合同步施工，大大缩短了工程周期。

六、单元式幕墙所有工程均可在楼层内完成，在安装期间可以省出高大的脚手架和吊船。

七、幕墙单元件安装联接接口构造设计能吸收层间变位及单元变形，通常可承受较大幅度建筑物移动，对高层建筑和钢结构类型建筑特别有利。

八、单元式幕墙可以用设计达到及保持双层密封系统。

九、安装后的单元式幕墙，单元件和单元件之间，由于是销形衔接，可以不注硅酮密封胶( 有的也可以注胶，因安装方法不同而异)

十、单元式幕墙框件接缝紧密排成直行，容易构成一个优良的外墙形象。

十一、单元式幕墙墙体预埋件位置及安装需较高的精确度。

十二、单元式幕墙需要利用高科技的设计原理，承建商要求有一定先进设计人才和设备，具有实力的幕墙公司，才有能力建造单元式幕墙。

十三、单元式幕墙要求高技术的成分多，铝型材的形状也较复杂，用铝型材量较多。其造形要略高于框架式幕墙。(决不会成倍高于框架式幕墙)。

幕墙性能

单元式幕墙系统设计具有较高的技术含量，直接关系到幕墙的经济性、安全性、工艺性、功能性、施工及可维护性。然而系统设计非常复杂，它涉及到许多专业方面的知识，在此不一一详述。

从大多数幕墙测试的过程来看，单元式幕墙在测试过程中存在不同程度这样或那样的问题。其中水密性、气密性是比较突出的问题。说明幕墙在防水系统设计上存在一定缺陷。

型材断面构造

在单元式幕墙的系统设计中，型材断面的设计非常重要。它不仅决定单元式幕墙的安全性，工艺性。同时还决定了单元式幕墙的其他物理性能。然而幕墙设计师们大多往往只通过力学计算重点考虑了型材断面的设计安全性，而忽视了型材断面对其他性能的贡献。因此单元幕墙的雨水渗漏现象非常突出，单元板块间的自由缝现场堵胶就成了幕墙厂家在现场工程排故过程中所用的主要手段。型材断面虽然不是固定不变的，但是其断面的设计是有规律的。它必须将其安全性、工艺性和结构防水同步考虑。由于工程上所用的幕墙节点形式很多，因此本文不可能详细论述，现就如下的典型图例进行分析：

（1）合理设计型材端面及型材咬合位置，尽量将水密线与气密线分离，保证等压腔发挥作用。

（2）断面上尽可能避免在制作过程中开工艺孔，气密线腔壁上禁止开工艺孔。（图中所示构造无工艺孔）

（3）断面设计时应考虑在竖向（或横向）构件上设置传递荷载与作用的专用装置，尽可能避免气密线胶条参与传力，图中插芯端面3为传递力和板块吊装的专用装置。

（4）插接式单元幕墙在断面设计时应考虑板块安装后插接件之间有不小于15毫米的搭接长度。 以便有能力适应层间变位和吸收现场安装产生的误差。

（5）断面设计时应考虑预留安装软披水胶条的槽口，以便板块安装后在缝隙处形成阻水屏障，图中胶条3和胶条8的槽口就起到这样的作用。

（6）断面设计时应尽可能考虑减少零件数量，降低构件的加工量和加工难度，以便保证板块的组装质量。

（7）幕墙板块的型材断面种类应考虑尽可能的少，同时应考虑到尽可能减少零件的组合量，以便减少板块组装所形成的缝隙。

胶条合理设计

在单元式幕墙的系统设计中，胶条的设计也是非常重要的一个环节。它决定了单元式幕墙的水密性、气密性以及幕墙防水性能的耐久性。目前工程上所用的胶条都存在一些问题。究其原因是对胶条的产品性能缺乏了解，胶条的断面设计存在不合理现象。事实上胶条的材质、延伸率、压缩量以及断面形式都很关键。单元式幕墙密封性胶条主要是三元乙丙（EPDM）胶条，这种材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐气候老化性、耐热老化性、耐水性，还具有较好的耐化学药品性，可以长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。EPDM橡胶有很多种牌号，不同的牌号各有不同的特点，因此可以说三元乙丙橡胶的化学成分及配方决定了胶条的使用环境和工作性能。

幕墙用三元乙丙胶条的基本成分为三元乙丙胶，炭黑，活性剂，增塑剂，硫化促进剂等。其中胶条的含胶率控制在35%左右，含胶率过低，材料的力学性能特别是拉伸强度、回弹性、耐老化性等变差，使用寿命大为缩短。但含胶率过高，成本会提高，同时材料的性能也同样变差。其中补强剂，硫化剂，增塑剂并不仅仅起到降低成本的作用，只要加入适量，比例得当，能够改善材料的性能。

根据不同的气候特点，应选用不同的EPDM牌号。总结近些年的应用经验，胶条的设计可遵循以下原则：

（1）在北方地区，温差大，冬天温度很低，最好选用部分充油牌号，在配方设计中充分考虑材料的低温脆性，这样硬度对温度的依赖性小，便于安装和使用。

（2）胶条在设计时必须确定合理的断面形式，选择合适的EPDM橡胶牌号，胶条的位置和作用不同，其断面形式也应该不同。

（3）在胶条设计时，必须合理确定压缩比和硬度。如图所示，胶条1和胶条7的硬度要求高，胶条3和胶条5的硬度要求低。胶条1、胶条3、胶条8属于水密线胶条，胶条2、胶条4、胶条5、胶条6属于气密线胶条。

（4）对有特殊环境要求的胶条，有必要与胶条供应商进行联合设计，弥补设计人员知识面的不足，充分利用胶条材料的优良性能。

总结

综上所述，只是极简单的介绍了什么是单元式幕墙。所谓高技术含量，就说明了对技术设计要求复杂性强，绝非上述这么简单。要想了解它，必须认真学习它，学习要点以后，自己再加以创新发挥，以便适用于我国建筑幕墙业的发展。