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1、单元式幕墙构造解析 杜东新 摘要 单元式幕墙在国内应用日渐增多，而常见于报端的技术文献多属早期设计，对指导新形势下的幕墙设计则显得力不从心，即相关理论研究及所引用之图纸，明显滞后于幕墙的发展形势，并缺少关键部位的设计表达；笔者对相关资料进行整理绘制，力图以直观的视觉效果，展示单元幕墙的基本构造。关键词 单元幕墙 插接方式 对接方式 横滑式 横锁式 结构特点等一 前言单元式幕墙是为解决建筑工人短缺、施工质量控制不易等因素因应而生之幕墙体系；充分体现了现代工业化的水平。二 单元幕墙之一般性结构特点优点：a. 安装速度快，施工周期短，特别适用于现代化高层建筑；b. 幕墙表面平整度高，装饰效果好；c.
2、 采用胶条密封，幕墙表面污染小；d. 单元构件是采用电脑控制加工中心在工厂内完成加工，加工质量好；e. 三维调整范围大。缺点：a. 无论是现场工地还是工厂需较大的占地空间，用于构件的摆放；b. 运输成本高，易破损；c. 由于加工精度要求高，因而加工成本较高；d. 施工组织较复杂；e. 实现复杂造型的功能有一定局限；f. 单元式幕墙与主体结构的连接和安装在室内进行，对于剪力墙位置不适用。 三 单元式幕墙结构类型图解单元幕墙分类：单元幕墙作法有两大类既插接方式（或称楔合式）及对接方式（或称独立式）；比较通行的是插接方式，又细分为横滑型和横锁型，通过杆件的对插完成接缝（图一）对接方式是通过胶条的对接
3、完成接缝。由于单元板块安装时在四个相邻板块间会形成一个内外惯穿的空洞（图二），对这个空洞的不同处理方式决定了单元幕墙的类型，以下分述之。 空洞 板块插接示意图（图一） 空洞形成示意图（图二）为左上单元板块为右上单元板块为左下单元板块为右下单元板块三1 插接方式之横滑型：横滑型封口板嵌在下单元上框母槽内，它比上单元下框公槽大，上单元下框可以在封口板槽内自由滑动（图三、图四、图五）故称横滑型。竖框节点图（图三） 横框节点图（图四）封口板 开设钉槽 三维节点图（图五） 封口板示意图（图六）封口板安装图解封口板安装1（图七） 封口板安装2（图八）螺钉施打密封胶（左右两侧）封口板安装3（图九）封口板安装
4、说明：封口板搁置于待安装板块的上横框（图七），板块安装就位后将封口板滑至两相邻板块中央（图八），拧紧螺钉（单侧固定）并涂胶，然后在封口板两侧施打密封胶（图九）。横竖框加工图解本图中结构由于单元上横框通长（盖过竖框端头），若实现顺利插接则竖框下端需作铣加工（图十三）;其加工尺寸与单元下横框槽口相匹配（图十），并开设排水孔，竖框侧壁的排水孔与上横框结露槽对应；排水孔1（对称加工） 排水孔2（对称加工）板块组装图（图十） 上横框排水孔加工图（图十一）排水孔1（对称加工）铣加工（对称） 铣加工上横框底结露槽加工图（图十二） 竖框加工图（图十三）（结露槽两端铣加工，尺寸为竖框宽） （左右竖框加工尺寸相同
5、，对称加工）导排水图解 挡水板单元板块上横框封口板结露槽导排水示意图（图十四）排水说明：大量的水由最外层的密封胶条阻挡（图三），少量的水由后置挡水板阻挡；经二道防水材料作用，最后只有微量的水进入封口板内经单元板块上横框之排水路径导入竖框前腔内（图十四），可每三层设外披水板，将水导出幕墙外。面板后的少量结露水汽由上横框之结露槽收集，经由竖框侧壁的排气孔导入竖框前腔内。收口处理图解收口位置留两个单元板块（或三个）最后安装，如图（图十五）方式中间工字形插件安装后，按箭头方向将板块平推入内，完成安装（图十六）。板块1 板块2收口安装示意图（图十五）板块1 板块2收口完成示意图（图十六）小结：如果设计合
6、理，横滑型单元幕墙排水效果可达到很高的水密性能等级，是其优点；但是该系统对折线形式及圆弧形式的幕墙在使用上有一定局限性，是其缺点。三2 插接方式之横锁型横锁型是在相邻上下两单元组件竖框内设开口铸铝插芯，铸铝插芯也互相对插，将接缝处空洞封堵，由于上下单元竖框用铸铝插芯插接，上下单元形成横向锁定（图十七、十八），即上单元组件不能在下单元组件上框中滑动。右插芯 左插芯 竖框节点图（图十七） 横框节点图（图十八）插芯安装图解三维节点图（图十九） 左插芯三维图（图二十）右插芯 左插芯 排水孔与右竖龙骨同钻三维节点图（图二十一） 右插芯三维图（图二十二）竖框加工图解 铣加工铣加工竖框加工图（图二十三）说明
7、：竖框加工如图示（图二十三）将阴影部分铣掉，为安装插芯及现场安装需要。同时在安装横龙骨处及连接件处要在相对应一侧开工艺孔，图示中不在一一表述。导排水图解单元幕墙排水节点图（图二十四）排水说明：大量的水由最外层的密封胶条阻挡（图十七），少量的水由左右插芯排水孔导入，经右插芯收集，最后经单元板块右框及右插芯之底排水孔导入竖框前腔内排出（图二十四）。收口处理图解（略）同横滑式结构。小结：横锁型单元幕墙由于横向锁定，抗震性能较好（可自动复位）适用于弯弧或折线形式；但是该系统排水性能不如横滑式结构，同时插芯开模较难造价高于横滑式结构，近几年应用逐渐减少。三3 独立单元式（对接方式）从以上图示可以看出横滑
8、型和横锁型结构，是通过杆件的对插完成的，这种结构特性决定了其安装只能按顺序进行也导致了此种结构的局限性。对接方式可以克服插接方式在的不足，玻璃板块均为独立安装，可自由安装、拆卸，消除了传统插接式单元幕墙不可拆卸的缺点，比较方便幕墙的维修；同时还可实现局部的无序安装，给现场电梯口、运输通道的后安装提供了方便。但其主要适用于大跨度、钢结构主体的建筑（如机场、厂房等）外装饰工程。 此种结构虽然给安装提供了一定的便利，但其密封方式是依靠胶条的对接来实现的，因此对施工的精度要求较高，以确保胶条在压缩状态下的正常工作，胶条开模尺寸一般比就位状态下大3mm左右为宜，对接处要采用专用胶水粘接牢固， 独立单元方
9、式（图二十五）也可开专用的胶条角芯以确保密封效果。 四 单元板块连接目前，幕墙的埋件按埋设位置的不同分两种，即顶埋式及侧埋式；单元式连接也由其产生两种连接方式即顶面连接方式、侧面连接方式。对于要求设计窗台墙的建筑，其二者连接方式均可（窗台墙后作），对于室内设计成防撞栏杆的建筑则只能采用侧面连接方式。 顶面连接方式（图二十六） 四1 顶面连接方式（图二十六）这种方式是目前应用最为广泛的连接形式，挂点位于楼层标高以上。顶面连接方式受力合理，调整方便，但价格较侧面连接方式稍高。连接件可采用铝型材，档次及加工精度高；但在国内随着市场竞争的加剧逐步向钢制连接件方向发展。 四2侧面连接方式挂点位于楼层标高
10、以下，如图二十七。侧面连接方式，也可实现三维调整，可全部用钢制构件，连接强度可靠造价较低，对于室内设计成防撞栏杆的建筑，由于其挂点位于楼层标高以下，采用这种方式更便于室内地面接口找平，通透感较强 缺点是若位于梁底则工人操作不便。 顶面连接方式（图二十七） 四 3辅助连接方式从以上图示可看出两种连接方式均为主挂点，在受力上除了要承受风荷载以外，在竖向上同时还要承受自重，对于层高及分格较大，而梁高大于400者为有效降低型材用量节约成本，可考虑增设辅助支点（图二十九）。设计思路为将T形滑块（图二十八）与单元板块右竖龙骨可靠连接，主挂点调整就位后，安装后置支撑龙骨（本图为槽钢）与主体连接牢固，辅助支点
11、不限制竖龙骨的竖向位移。力学模型可由原单支点的简支梁或多跨铰接连续静定梁转化为双支点的双跨梁或多跨铰接连续一次超静定梁。这样可保证在大跨度大分格下龙骨的挠度不足的问题，并有效降低型材用量。 以上所示各形式仅为示意，各厂家可根据实际情况进行合理改进，并不限于此。T形滑块（图二十八） 辅助支点（图二十九）五 单元式幕墙设计的注意事项a) 节能设计。b) 板块宜按可更换式设计。c) 全隐单元幕墙设计时不宜将型材外露于室外。d) 全隐、半隐、明框单元幕墙设计时宜按系统观点进行考虑，减少开模量。如插芯、封口板、胶条等可按共用模具设计生产。e) 窗扇可按隐藏式设计，既窗扇隐于横坚龙骨内与其同宽，外视效果好。f) 明框单元幕墙外扣盖宜按非共面设计。g) 大跨度大分格的单元幕墙，应增设辅助支点。h) 为缩短吊装工期，单元幕墙可加设中竖框。六 结束语单元幕墙在国内的大量应用是近几年的事，虽然取得了不菲的成绩，但多数设计是对国外产品的仿制及改进；随着国际交往的日益增多及竞争环境的逐步完善，国内厂商应加大研发力度，开发出适销对路的新产品，杜绝侵权行为的发生；同时也要注意对自己独有的专利技术进行产权保护。文中的一些结构及建议仅供参考，不妥之处，敬请指正。（注：文中左，右竖框是以板块安装时面对板块方向来划分的）作者 E-mail:作者姓名：杜东新职位：幕墙设计一院院长高级工程师装饰行业
