单元式幕墙是在工厂加工程度相对最高的一种幕墙类型,加工好的单元板块运至现场后直接安装在支座系统上即可实现闭合状态。如果单元式幕墙的节点设计出现问题,施工后现场基本无法处理,所以,单元式幕墙施工图的设计是整个幕墙工程的重中之重。
传统的单元幕墙系统(图1)中单元上横梁的内、外腔直接通过泄水孔连通且基本在同一标高,雨水在压力差作用下从外腔沿泄水孔进入内腔,当较多雨水进到内腔时,有可能从内层密封胶条处渗进室内;有组织排水单元幕墙系统(图2)中,内、外腔不直接连通,而是在上单元横梁处设置横向排水管,进入内腔的渗漏水通过泄水孔排到横向排水管,再经过排水孔并沿着主梁外竖腔排放到下层单元上横梁外腔处向外排出,通过有组织排水,能提高幕墙系统的防水性能。
因此,在设计单元立柱的时候必须考虑上述因素。如图4所示,进入内腔的水,经过横向排水管及相应的排水孔后排至单元立柱的外腔,实现水向外排出。
单元式幕墙系统中,进入内腔的水在经过单元板块下泄后,均通过下部的单元横梁向外排出,最底部单元板块的下部应增设通长的单元上横梁(图6),以满足排水功能。如未设置下部的排水构造,单元立柱会一直延伸至下部(图7),则不满足系统的排水功能,雨水直接从单元立柱向下渗漏到结构内部。
因此,单元式幕墙系统应在结构梁下部的横梁上部设置集水及排水功能。通常,该单元中横梁是在内衬板前面设置弧形集水孔,而两端的单元立柱在该横梁集水孔范围内也应设置排水孔(图8),以将集水孔的水排到单元立柱外腔,从而实现水外泄。
单元板块之间通过对插形成密封,其气密性与水密性主要还是通过密封胶条与单元立柱之间的相互连接产生作用。如图11所示,由于胶条的加工、安装及单元板块现场安装过程中出现的误差等原因,最外层的胶条相互之间的密封性能会减弱,同时影响了整个幕墙系统的气密性及水密性能。因此,第一层的披水胶条应采用圆形,且其截面应加大,以能满足连接功能,在单元板块对插后,胶条相互之间挤压形成第一层而且很重要的密封层。
单元式幕墙,单元间采用对插式组合构件时,纵横缝相交处应采取防渗漏封口构造措施。为了适应单元间的伸缩位移和便于拆卸,目前单元式幕墙的单元间多采用对插式组合杆件,相邻单元板块纵横接缝处的十字形部位(图12),容易出现内外直通的情况,所以应采用防渗漏封口构造措施。通常,对插构件的截面可设计成多腔形式,单元间的拼接缝隙采用橡胶密封条等封堵措施和必要的导排水措施。
由于现场结构系统无法实现真正意义的水平或垂直布置,一般会出现凸凹不平现象,幕墙的支座系统也只能跟随结构发生变化,为此支座系统的设计必须考虑其三维可调节性能(如图15,即支座系统的上下、左右及前后的调节)。如设计出的支座系统未考虑好其三维可调性,则无法满足现场的施工要求。
通常,隐框单元式玻璃幕墙的玻璃面板与龙骨之间采用结构胶连接固定,在玻璃面板与各横梁间注结构胶时一般都是在板块的室外部分,且注结构胶时存在一定的操作空间(图16)。如果横梁的金属护边与横梁为一整体构件,则不利于注结构胶,且也未考虑型材的隔热问题(图17)。
为此,应在设计单元系统的过程中将结构梁前面的面板设计成后装系统(图20),具体如下:将后装的面板设计成小单元系统,当工厂加工完整个框架并组装其他面板后,连同后装的小单元板块运至现场,然后吊装单元板块固定在结构上,之后安装防火系统,最后将小单元板块固定到单元板块的相应位置并打胶密封,整套工作完成。