一、引言
隨著國內(nèi)建筑業(yè)的高速發(fā)展，為體現(xiàn)建筑的藝術(shù)效果與建筑功能的實現(xiàn)，建筑幕墻得到大量的運用。幕墻作為建筑的外圍護結(jié)構(gòu)（詞條“圍護結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供），不但實現(xiàn)了豐富的建筑效果，并且，作為外圍護結(jié)構(gòu)，在外墻結(jié)構(gòu)的水密性（詞條“水密性”由行業(yè)大百科提供）、氣密性、保溫節(jié)能、通風(fēng)開啟、抗震變形等優(yōu)越的性能使之在建筑上得到廣泛的運用。
研究幕墻在建筑上的運用，首先需研究建筑所在地的氣候特征，建筑外圍護結(jié)構(gòu)的各種性能特點，比如水密性、氣密（詞條“氣密”由行業(yè)大百科提供）性、保溫性都與建筑形態(tài)與建筑氣候密切相關(guān)，中國幅員遼闊，不同地區(qū)氣候變化很大，我們在研究幕墻性能特點時，必須與建筑氣候一起統(tǒng)籌考慮，在這樣的設(shè)計思路指導(dǎo)設(shè)計出來的幕墻結(jié)構(gòu)將非常具備建筑特征的針對性，并各種幕墻性能均具有較好的保障。
常見的幕墻防水設(shè)計思路有兩種，第一種是被動防水，即完全依靠外墻接縫的打膠進(jìn)行密封封堵的防水。第二種是主動防水，通過優(yōu)越的幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行等壓腔體的布置，進(jìn)行消除風(fēng)壓對接縫的影響，并進(jìn)行合理的導(dǎo)排水路的布置進(jìn)行主動導(dǎo)排水考慮，最終實現(xiàn)優(yōu)越的幕墻水密性能。
按照通常認(rèn)為，幕墻實現(xiàn)漏水的三個要點：
1、有水存在，2、外墻表面有接縫存在，3、有能使水通過接縫進(jìn)入室內(nèi)的壓力存在。
分析此三個要素，幕墻水密性的設(shè)計的要素即是如何消除使水通過接縫進(jìn)入室內(nèi)的壓力。一般情況下，對于單元體幕墻系統(tǒng)，幕墻技術(shù)是考慮通過設(shè)置等壓腔體進(jìn)行消除壓力，國內(nèi)幕墻行業(yè)設(shè)計人員、各種技術(shù)會議及各種招投標(biāo)（詞條“投標(biāo)”由行業(yè)大百科提供）會議處處充滿了幕墻等壓腔體的講述，但事實上，在暴風(fēng)雨下漏水的幕墻比比皆是，很多的幕墻人員言必談等壓腔，不過在嚴(yán)格的性能試驗過程中，能夠在一次性通過水密檢測的幕墻卻非常的少。幕墻水密性的考慮不應(yīng)當(dāng)僅僅停留在口頭理論階段，而應(yīng)該深入分析理解設(shè)計原理，并通過工程經(jīng)驗的不斷總結(jié)，通過理論聯(lián)系實際，及幕墻設(shè)計生產(chǎn)施工的實踐，方可實現(xiàn)幕墻的水密性的真實實現(xiàn)。
在實際的自然環(huán)境中，風(fēng)壓是隨時變化的，雨水在變化的風(fēng)壓下對幕墻的密封性能影響極大，上述第一種被動防水設(shè)計，打膠密封的縫隙時刻處在風(fēng)壓的作用下，按照這種思路完成的幕墻水密性能很差。我們研究的重點是第二種被動防水方式，利用幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計與等壓腔體導(dǎo)排水布置，最大可能的阻擋水到達(dá)腔體的接縫，并將進(jìn)入幕墻腔體的雨水盡快的排出室外，按照這種思路設(shè)計的幕墻水密性均能達(dá)到理想的指標(biāo)。
下面我們通過實際工程案例進(jìn)行幕墻防水的分析。
二、蘇州園區(qū)金融港商務(wù)中心項目的幕墻概述
圖一
蘇州金融港商務(wù)中心由美國GP建筑設(shè)計公司與蘇州設(shè)計研究院股份有限公司進(jìn)行設(shè)計，項目位于蘇州工業(yè)園區(qū)南施街與現(xiàn)代大道交叉口，分為東樓與西樓。其中西樓為蘇州中信銀行辦公用樓，包括一棟112米高的22層塔樓和一棟3層裙樓建筑。東樓包括一棟156.8米高的42層服務(wù)式公寓塔樓，以及15米高的3層裙樓建筑。
蘇州金融港商務(wù)中心建筑外立面的設(shè)計概念是力求增強每棟塔樓的縱向高度感并與周圍較為沉穩(wěn)的建筑群體形成對比，這一效果是通過3層樓高的帶角度的玻璃和金屬長槽的縱向交錯排列來實現(xiàn)的。這些復(fù)雜的帶角度的外墻變化給幕墻的設(shè)計帶來非常大的技術(shù)挑戰(zhàn)。
首先，我們對此建筑幕墻進(jìn)行氣候性能分析，蘇州地區(qū)位于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，年均降水量達(dá)1100毫米，溫暖潮濕多雨，季風(fēng)明顯，四季分明，雨量充沛。蘇州地區(qū)時常遭受熱帶風(fēng)暴(臺風(fēng))的暴風(fēng)雨襲擊，每年在暴風(fēng)雨水的襲擊下，許多的建筑幕墻出現(xiàn)漏水等破壞情況。針對此地區(qū)復(fù)雜的氣候特點，及分析本項目建筑外墻的特征，本項目的幕墻有較高的水密性要求，并須保證在臺風(fēng)暴雨作用下的性能保證。
根據(jù)《建筑幕墻》GB/T 21086-2007，幕墻的雨水滲透性能以發(fā)生嚴(yán)重滲漏現(xiàn)象的前級壓力差值P作為分級依據(jù)，經(jīng)過分析計算，固定部分值計算P=1370Pa，開啟部分值計算P=648Pa，根據(jù)規(guī)范，本項目幕墻的水密性性能分級為3級，此性能等級則為幕墻系統(tǒng)設(shè)計的性能目標(biāo)。
三、幕墻系統(tǒng)的防水設(shè)計
進(jìn)行幕墻設(shè)計前，我們先對項目的外墻系統(tǒng)進(jìn)行分類，本項目因為建筑造型復(fù)雜，外墻變化形式多樣，幕墻系統(tǒng)繁多，大致上可以分為塔樓凹凸結(jié)構(gòu)單元體幕墻系統(tǒng)、垂直線條結(jié)構(gòu)單元體幕墻系統(tǒng)、外挑玻璃肋結(jié)構(gòu)單元體幕墻系統(tǒng)、裙樓采光頂幕墻結(jié)構(gòu)、內(nèi)平開窗結(jié)構(gòu)、裙樓構(gòu)件式幕墻系統(tǒng)等等。本文通過典型的單元體幕墻系統(tǒng)進(jìn)行防水設(shè)計的介紹。
圖二
圖三
首先我們在建筑外立面設(shè)計的基礎(chǔ)上對幕墻進(jìn)行單元劃分，按照橫向標(biāo)準(zhǔn)分割尺寸1500mm，豎向一個樓層高度作為一個單元體板塊。在板塊與板塊之間的接縫的防水處理是我們重點研究的問題。圖二為本項目標(biāo)準(zhǔn)位置的單元體幕墻豎向節(jié)點，反映的是單元體左右豎向接縫密封處理方式，通過設(shè)置多個腔體，形成鋁合金公立柱（詞條“立柱”由行業(yè)大百科提供）與鋁合金母立柱，安裝時進(jìn)行單元體公母立柱插接。圖三為本項目標(biāo)準(zhǔn)位置的單元體幕墻橫向節(jié)點，表達(dá)的是幕墻橫向接縫密封處理方式，通過安裝插接，完成幕墻等壓腔的實現(xiàn)及幕墻安裝的完成。
在幕墻系統(tǒng)節(jié)點圖紙中，整個幕墻的防水設(shè)計是通過各個腔體的結(jié)構(gòu)考慮、膠條的合理布置、合理的導(dǎo)排水路徑、各類密封材料及生產(chǎn)裝配工藝的綜合運用而進(jìn)行防水的實現(xiàn)。整個幕墻系統(tǒng)的設(shè)計均按照等壓結(jié)構(gòu)排水及密封連續(xù)性的原則設(shè)計，以確保單元式鋁框架（詞條“框架”由行業(yè)大百科提供）、窗間墻等各類綜合系統(tǒng)的整體水密性能。并且，在所有鋁框架構(gòu)件之間的接縫，螺絲和螺栓，交接點擋水板，及其他所有配件均需按照技術(shù)要求進(jìn)行密封膠密封處理，以組成一個嚴(yán)密連續(xù)的防水幕墻構(gòu)件和要素。
前面我們介紹了項目所在地蘇州的氣候特征，蘇州地方雨水量大，并在臺風(fēng)作用下的暴風(fēng)雨襲擊對幕墻水密性影響與破壞非常之大。幕墻防水的理念之一就是保證等壓腔體的風(fēng)壓與室外相等，但是，在室外隨時變化的風(fēng)壓與雨水同時作用下，即使是完全密封的幕墻及門窗也會出現(xiàn)縫隙而漏水。當(dāng)雨水在風(fēng)壓作用下，超過等壓腔體的導(dǎo)排水設(shè)計限值時幕墻會發(fā)生滲漏，所以幕墻的防水設(shè)計必須考慮這些動態(tài)可變的風(fēng)壓雨水的情況。
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