幕墻作為建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，還必須具備幕墻節(jié)能及變形承受的功能。在幕墻系統(tǒng)設(shè)計考慮過程中，節(jié)能與防水是一起進(jìn)行綜合考慮的。本項目的設(shè)計是采用了注膠節(jié)能設(shè)計，并且在插接縫隙位置使用了專門設(shè)計的密封條與隔熱膠型材及節(jié)能玻璃共同形成完善的節(jié)能體系。同時，在設(shè)計時還需要考慮幕墻變形的承受，對于插接深度均需進(jìn)行研究，考慮幕墻的變形位移，確保在發(fā)生幕墻變形時也能夠滿足幕墻的水密氣密功能。
在幕墻系統(tǒng)設(shè)計時，需考慮以下的位移對幕墻性能產(chǎn)生的影響，包括：設(shè)計
荷載造成的
翹曲，設(shè)計
風(fēng)荷載重復(fù)周期作用下造成的翹曲，建筑位移造成的尺寸和形狀改變：包括沉降、
收縮、
彈性壓縮、
樓板梁
撓度、
裂縫、風(fēng)造成的搖擺、地震活動、扭曲、傾斜、溫差和潮濕引起的位移。
圖四
圖四表達(dá)的是單元體幕
墻板塊之間的
伸縮縫的設(shè)置與變形情況。根據(jù)伸縮縫的分析結(jié)果，確定標(biāo)準(zhǔn)位的插接伸縮縫尺寸為A。在變形時單元體板塊相對位移時，
拉伸狀態(tài)下最大縫隙尺寸為B。在壓縮狀態(tài)下最小縫隙尺寸為C。幕墻系統(tǒng)設(shè)計的要求需保證在無論是在拉伸狀態(tài)還是在壓縮狀態(tài)下，均需保證幕墻的基本性能，并依舊能夠?qū)崿F(xiàn)幕墻性能的保證。
圖五
圖五表達(dá)的是此幕墻系統(tǒng)節(jié)能計算的溫度云圖，圖中能夠看到，經(jīng)過節(jié)能玻璃、注膠隔熱、密封膠條的合理設(shè)計，實現(xiàn)了較好的節(jié)能保溫性能，本項目的幕墻整體U值經(jīng)過分析計算為2.29 W/(m2˙K)，滿足了本項目節(jié)能的要求。
圖六
在本項目中，因為建筑特征的特殊性，外幕墻不是一個連續(xù)完整的平面，而是具有很多各種角度的幕墻體系，對此，幕墻系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行專門的分析考慮，使幕墻系統(tǒng)的密封性能保證連續(xù)完整。圖六即為各種角度變化的單元體幕墻系統(tǒng)做法。但無論幕墻外觀是如何變化，均是按照等壓結(jié)構(gòu)導(dǎo)排水及密封連續(xù)性的原則來進(jìn)行復(fù)雜的系統(tǒng)考慮及細(xì)節(jié)設(shè)計，并在設(shè)計中同時考慮生產(chǎn)制造的可行性。
四、幕墻模型性能試驗
在設(shè)計過程中，所有的幕墻系統(tǒng)設(shè)計與細(xì)節(jié)的考慮均是基于理論情況與過去的項目經(jīng)驗而進(jìn)行，但自然界復(fù)雜的氣候條件及建筑的不同特征與特點決定了每個項目的幕墻系統(tǒng)獨特性。所以，在進(jìn)行幕墻大批量生產(chǎn)制造前需進(jìn)行幕墻模型性能試驗的檢驗，并且根據(jù)試驗情況進(jìn)行可能的設(shè)計與制造工藝的調(diào)整。
為了在試驗過程中準(zhǔn)確模擬自然界的惡劣天氣，本模型的試驗采用了中國標(biāo)準(zhǔn)與美標(biāo)動態(tài)水密性試驗相結(jié)合的試驗。按照美標(biāo)AAMA 501.1-05，用飛機(jī)頭螺旋槳產(chǎn)生的最大風(fēng)速對幕墻形成風(fēng)壓，結(jié)合外雨水噴淋的做法，準(zhǔn)確模擬狂風(fēng)暴雨的狀態(tài)來測試幕墻系統(tǒng)的水密性能。
本項目試驗在江蘇省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司蘇州檢測基地進(jìn)行，按照以下試驗流程進(jìn)行：
(1)打開、關(guān)閉開啟窗50次。
(2)預(yù)加壓測試。
(3)國標(biāo)氣密性測試(GB/T 15227)。
(4)美標(biāo)氣密性測試(ASTM E283)。
(5)靜態(tài)水密性測試(ASTM E331)。
(6)動態(tài)水密性測試(AAMA 501.1)。
(7)靜態(tài)水密性測試(GB/T 15227)。
(8)抗風(fēng)壓性能試驗(GB/T15227)。
(9)抗風(fēng)壓性能試驗(ASTM E330)。
(10)重復(fù)水密性試驗 (ASTM E331)。
(11)平面內(nèi)變形性能-豎直方向。AAMA501.4
(12)重復(fù)水密性試驗 (ASTM E331)。
(13)平面內(nèi)變形性能-水平方向。AAMA501.4
(14)平面內(nèi)變形性能-水平方向。GB/T 18250
(15)重復(fù)水密性試驗 (ASTM E331)。
(16)垂直于幕墻平面方向變形性能 AAMA501.4
(17)重復(fù)水密性試驗 (ASTM E331)。
(18)擦窗機(jī)銷座荷載試驗。
(19)重復(fù)美標(biāo)氣密性測試(ASTM E283)。
(20)重復(fù)水密性試驗 (ASTM E331)。
(21) 1.5倍設(shè)計風(fēng)壓測試(ASTM E330)。
試驗將國標(biāo)規(guī)范與美國規(guī)范進(jìn)行了整合，對水密性試驗進(jìn)行了強(qiáng)化，進(jìn)行了動態(tài)水密性試驗與多次的重復(fù)水密性試驗，確保在試驗中能夠發(fā)現(xiàn)幕墻系統(tǒng)設(shè)計與生產(chǎn)制造上的不足。
圖七 實體幕墻模型試驗過程中
圖八 模型試驗的出現(xiàn)的部分漏水
圖九 模型試驗的開啟窗部位漏水
在動態(tài)水密性測試(AAMA 501.1)過程中，由飛機(jī)頭螺旋槳產(chǎn)生的最大風(fēng)速對幕墻形成風(fēng)壓，在15S 內(nèi)施加至1000Pa的壓力，在該壓力下以3.4 L/(m2·min)的淋水速度，持續(xù)淋水15 分鐘，淋水裝置為外噴淋，在此條件下檢查幕墻固定部分接縫是否有滲漏。在解除壓力情況下，關(guān)閉淋水裝置，待模型狀態(tài)穩(wěn)定，進(jìn)行檢查試驗過程出現(xiàn)的部分漏水，根據(jù)滲漏情況，進(jìn)行檢查分析滲漏的原因，改進(jìn)幕墻系統(tǒng)生產(chǎn)制造工藝。
在本項目試驗過程中，有多次重復(fù)性的水密性試驗。在進(jìn)行抗風(fēng)壓試驗與變形位移試驗后面再進(jìn)行多次重復(fù)水密性試驗，這樣能夠檢測幕墻在經(jīng)過狂風(fēng)暴雨及位移變形后需繼續(xù)保持幕墻水密性的功能。
在檢測過程中，幕墻模型發(fā)生了開啟窗漏水及多點固定玻璃漏水的情況。在對照生產(chǎn)裝配圖紙與現(xiàn)場樣板情況，發(fā)現(xiàn)漏水的原因如下：
1，部分單元體板塊裝配工藝不過關(guān)，應(yīng)密封處理的地方?jīng)]有進(jìn)行有效密封。
2，部分單元體排水孔沒按圖生產(chǎn)，導(dǎo)致雨水導(dǎo)排不暢。
3，模型單元體樣板封邊料沒完全按圖施工，導(dǎo)致模型封邊處漏水。
4，開啟窗膠條設(shè)置有誤，導(dǎo)致密封性差。
針對模型檢測中發(fā)生的問題，查找原因，分析問題，進(jìn)行改進(jìn)幕墻工藝制造，并提出更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這些修訂工藝文件同時作為批量生產(chǎn)幕墻的工藝依據(jù)與檢查文件。
五 、現(xiàn)場質(zhì)量檢查
在幕墻進(jìn)行生產(chǎn)施工過程中，作為本項目的幕墻設(shè)計方與幕墻顧問工程師，對幕墻生產(chǎn)制造過程中每一個工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量的檢查工作。對照項目施工圖生產(chǎn)圖技術(shù)要求及規(guī)范，在幕墻承包商生產(chǎn)工廠進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查工作，對于影響防水方面的工藝是檢查中的重點。在檢查中，也發(fā)現(xiàn)了若干的質(zhì)量問題，包括：打膠不合格、鋁材銑切錯誤、膠條密封情況、型材裝配拼接等各種各樣的問題。通過檢查結(jié)果，要求幕墻承包商進(jìn)行改進(jìn)生產(chǎn)工藝施工工藝，并制定有效的質(zhì)量管理方式。
圖十
圖十一
圖十與圖十一，是在幕墻承包商生產(chǎn)工廠進(jìn)行質(zhì)量檢查時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的照片。這些問題反映了工廠對技術(shù)質(zhì)量要求的不足，細(xì)節(jié)裝配拼縫密封不能夠滿足技術(shù)要求，在工藝孔加工時破壞單元體幕墻插接翅，這樣的單元體幕墻將不可避免的會帶來漏水的出現(xiàn)。對于這些工藝水平不滿足技術(shù)要求與規(guī)范的，需立即停止生產(chǎn)作業(yè)，進(jìn)行工藝整改，重新制定可行的工藝文件與質(zhì)量檢查文件，經(jīng)過建筑師、顧問、監(jiān)理、業(yè)主代表聯(lián)合審批認(rèn)為可以達(dá)到質(zhì)量要求方可繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)工作。
在現(xiàn)場安裝過程中，為驗證現(xiàn)場幕墻安裝完成后的水密情況，根據(jù)AAMA501.2-03及其描述的設(shè)備，進(jìn)行現(xiàn)場的幕墻淋水試驗。選取現(xiàn)場的已完工的幕墻單元，分別按照確定的測試階段與板塊分別進(jìn)行測試。按照AAMA501.2-3，選擇滿足要求的噴嘴，確定試水水壓，在距離玻璃表面305mm左右，對著幕墻垂直接縫與橫向接縫及開啟接縫進(jìn)行現(xiàn)場噴淋，并進(jìn)行緩慢的來回移動，以觀察幕墻的密封情況。如果在試驗中發(fā)生漏水情況的，必須及時檢查分析原因，改進(jìn)問題所在，降低以后產(chǎn)生幕墻漏水的機(jī)會。并在現(xiàn)場幕墻問題修改完成后再次進(jìn)行現(xiàn)場淋水試驗，確保最終幕墻的水密性能。
六 、幕墻防水的總結(jié)
建筑幕墻的防水是一個系統(tǒng)工程，本文也僅僅介紹了典型的設(shè)計思路與水密性試驗方式。但是，針對具體某一個幕墻項目而言，防水的考慮必須針對項目的每一個外墻技術(shù)環(huán)節(jié)，每一個工藝過程，分析考慮外幕墻的各種標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的導(dǎo)排水設(shè)計，各類轉(zhuǎn)角的設(shè)計，及不同幕墻之間的防水考慮，女兒墻收口位置，景觀地面收口位置，都是幕墻防水的重點考慮環(huán)節(jié)。
幾乎所有的圖紙的設(shè)計都僅僅是表達(dá)理想狀態(tài)，性能試驗的檢測也僅僅是對來樣負(fù)責(zé)，在具體幕墻項目的實施過程中，工程師必須針對每一個工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量的檢查工作。事實上，國內(nèi)的幕墻承包商技術(shù)能力參差不齊，幕墻專業(yè)的技術(shù)工人也非常的缺乏，在很多時候，能夠?qū)D紙表達(dá)的幕墻系統(tǒng)變成理想狀態(tài)的幕墻產(chǎn)品，其道路非常的漫長。
只有對幕墻系統(tǒng)設(shè)計、幕墻制造工藝、幕墻質(zhì)量品質(zhì)、現(xiàn)場質(zhì)量檢查等各工作階段的全面的控制，在生產(chǎn)施工中遇到問題能夠及時落實，研究問題的原因并有效解決問題，最終才能夠?qū)崿F(xiàn)比較完美的幕墻產(chǎn)品與可靠的幕墻水密性保證。
參考文獻(xiàn)：
《建筑幕墻》GB/T 21086-2007
《建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法》 GB/T 15227-2007
AAMA 501.1-05 Standard Test Method For Water Penetration Of Windows, Curtain Walls And Doors Using Dynamic Pressure
AAMA 501.2-03 Quality assurance and diagnostic water leakage field check of installed storefronts, curtain walls, and sloped glazing systems
作者：李德生
蘇州設(shè)計研究院幕墻中心主任、幕墻總監(jiān)
山東華建集團(tuán)幕墻研發(fā)顧問
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