一、概述
建筑幕墻是集建筑技術(shù)、功能和藝術(shù)于一體的建筑物外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，作為一種高級(jí)建筑外墻，它倍受建筑師和開發(fā)商的喜愛。隨著建筑市場(chǎng)的快速發(fā)展，加劇了幕墻市場(chǎng)對(duì)高水平幕墻設(shè)計(jì)的需求，為此幕墻設(shè)計(jì)單位就以豐富的幕墻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式來適應(yīng)和引導(dǎo)市場(chǎng)的需求。比較具有代表性的就是單元式幕墻技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。但是由于企業(yè)的開發(fā)能力不能滿足幕墻市場(chǎng)的需要，存在脫節(jié)現(xiàn)象，致使大量的單元式幕墻的水密性能出現(xiàn)問題，影響了單元式幕墻技術(shù)應(yīng)用和推廣。
水密性一直是建筑幕墻節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重要問題。經(jīng)不完全的統(tǒng)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室中有９０％幕墻樣品需經(jīng)修復(fù)才能通過試驗(yàn)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，也存在同樣的問題。為解決幕墻的防水問題，許多專家學(xué)者對(duì)防水原理進(jìn)行了研究和實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出完整的防水設(shè)計(jì)理論。比較著名的是“雨幕原理”和在實(shí)際應(yīng)用中常用的“等壓原理”。
眾所周知，單元式幕墻的質(zhì)量是由設(shè)計(jì)水平、材料質(zhì)量、加工質(zhì)量、組裝質(zhì)量、安裝質(zhì)量決定的。本文試圖就能夠影響單元式幕墻諸多因素進(jìn)行分析，為建筑幕墻的應(yīng)用提供參考。
二、單元幕墻防水原理分析
1.單元幕墻的三道密封線
（1）塵密線。為阻擋灰塵設(shè)計(jì)的一道密封線，一般由相鄰單元的膠條相互搭接實(shí)現(xiàn)，起到阻擋灰塵和披水的作用。在南方地區(qū)可以不設(shè)計(jì)這道密封線。
（2）水密線。它是單元幕墻的重要防線，通過幕墻表面的少量漏水可以越過這條線，進(jìn)入單元幕墻的等壓腔，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)入等壓腔水將被有組織的排出，沒有繼續(xù)進(jìn)入室內(nèi)的能力，達(dá)到阻水的目的。有時(shí)為了提高幕墻的水密性能，也可能同時(shí)設(shè)置多道水密線。
（3）氣密線。它也是單元幕墻的重要防線，由于水密線和氣密線之間的等壓腔和室外基本上是相通（有時(shí)在連通孔上放置防止灰塵的海棉）的，因此水密線不能阻止空氣的滲透，阻止空氣的滲透任務(wù)由更后一道防線———?dú)饷芫€來完成。
2.單元幕墻防水機(jī)理分析
在幕墻表面，為了運(yùn)用雨幕原理進(jìn)行防水，設(shè)計(jì)上使等壓腔的壓力Pc等于或接近室外壓力Po，即水密線兩側(cè)的風(fēng)壓基本相等，消除或減輕了風(fēng)壓的作用，使水不通過或很少通過塵密線和水密線進(jìn)入等壓腔。
在氣密線兩側(cè)，縫隙和作用同樣不可避免，要達(dá)到不滲漏的目的，則要使水淋不到氣密線，消除滲漏三要素中水的因素，由于通過塵密線和水密線的水很少或沒有，加上合理的組織排水，就沒有水淋到氣密線，氣密線縫隙周圍沒有水，就不會(huì)發(fā)生滲漏，從而使單元式幕墻對(duì)插部位具有良好的防水能力。
單元式幕墻防水的薄弱環(huán)節(jié)是四個(gè)單元的“+”字縫，這是單元式幕墻能否成功防水的關(guān)鍵，目前比較成功的解決方案有橫鎖式、橫滑式和“+”字交叉密封結(jié)構(gòu)等，這里不再贅述。
三、單元式幕墻防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
單元式幕墻系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有較高的技術(shù)含量，直接關(guān)系到幕墻的經(jīng)濟(jì)性、安全性、工藝性、功能性、施工及可維護(hù)性。然而系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常復(fù)雜，它涉及到許多專業(yè)方面的知識(shí)，在此不一一詳述。
從大多數(shù)幕墻測(cè)試的過程來看，單元式幕墻在測(cè)試過程中存在不同程度這樣或那樣的問題。其中水密性、氣密性是比較突出的問題。說明幕墻在防水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上存在一定缺陷。
單元式幕墻單元板塊是在廠房里制作、組裝完成的，能在現(xiàn)場(chǎng)直接安裝到建筑主體結(jié)構(gòu)上。無論是插接還是對(duì)接，單元板塊在上下左右以及單元板塊“十字”接口處均需要密封處理。如何從系統(tǒng)設(shè)計(jì)中處理好這些自由縫是解決單元式幕墻水密性的關(guān)鍵。由于縫隙腔內(nèi)外的氣壓差是雨水滲漏的主要?jiǎng)恿?，因此要求縫隙空腔內(nèi)的氣壓與室外氣壓相等，以防止內(nèi)外空氣壓力差將雨水壓入腔內(nèi)。下面從三個(gè)方面進(jìn)行闡述：
1.型材斷面構(gòu)造設(shè)計(jì)的合理性
在單元式幕墻的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，型材斷面的設(shè)計(jì)非常重要。它不僅決定單元式幕墻的安全性，工藝性。同時(shí)還決定了單元式幕墻的其他物理性能。然而幕墻設(shè)計(jì)師們大多往往只通過力學(xué)計(jì)算重點(diǎn)考慮了型材斷面的設(shè)計(jì)安全性，而忽視了型材斷面對(duì)其他性能的貢獻(xiàn)。因此單元幕墻的雨水滲漏現(xiàn)象非常突出，單元板塊間的自由縫現(xiàn)場(chǎng)堵膠就成了幕墻廠家在現(xiàn)場(chǎng)工程排故過程中所用的主要手段。型材斷面雖然不是固定不變的，但是其斷面的設(shè)計(jì)是有規(guī)律的。它必須將其安全性、工藝性和結(jié)構(gòu)防水同步考慮。由于工程上所用的幕墻節(jié)點(diǎn)形式很多，因此本文不可能詳細(xì)論述，現(xiàn)就如下的典型圖例進(jìn)行分析：
（1）合理設(shè)計(jì)型材端面及型材咬合位置，盡量將水密線與氣密線分離，保證等壓腔發(fā)揮作用。
（2）斷面上盡可能避免在制作過程中開工藝孔，氣密線腔壁上禁止開工藝孔。（圖中所示構(gòu)造無工藝孔）
（3）斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在豎向（或橫向）構(gòu)件上設(shè)置傳遞荷載與作用的專用裝置，盡可能避免氣密線膠條參與傳力，圖中插芯端面3為傳遞力和板塊吊裝的專用裝置。
（4）插接式單元幕墻在斷面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮板塊安裝后插接件之間有不小于15毫米的搭接長(zhǎng)度。 以便有能力適應(yīng)層間變位和吸收現(xiàn)場(chǎng)安裝產(chǎn)生的誤差。