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对如何设计好构件式幕墙的探索设计好构件式幕墙,关键在于统筹性能、工艺、协同与可持续性四大维度。构件式幕墙以工厂预制标准化单元(立柱、横梁、面板及连接件)为特征,现场螺栓组装,兼具质量可控、工期短、维修便利等优势,但其设计质量直接决定建筑气密性、水密性、抗风压、热工与耐久性能。
首先,结构安全是底线。需精准计算风荷载、地震作用及自重组合效应,合理选材(如6063T5/T6铝合金型材)、优化截面尺寸与加劲构造,并确保立柱跨层传力路径清晰、横梁挠度控制在L/180以内。其次,防水防渗是核心难点,须贯彻“多道设防、排水优先”原则:采用竖向阶梯式插接+横向披水胶条+等压腔设计,结合合理泄水孔布置与硅酮耐候胶二次密封,杜绝“雨幕失效”。
第三门诊综合楼筏板基础防水施工方案-,热工与节能不可忽视。通过断热桥型材(穿条式或浇注式)、中空/真空LowE玻璃配置、遮阳一体化设计(外置百叶或双层呼吸式构造),将传热系数(U值)控制在规范限值内,并避免冷凝结露。第四,深化协同是落地保障:BIM技术贯穿方案、加工图与施工模拟全过程,实现预埋件定位、钢结构接口、避雷系统、防火封堵(≥1.5h)与装饰盖板的毫米级协同,减少现场返工。
最后,兼顾可维护性与低碳性:模块化设计便于单块更换;选用可回收材料与低VOC密封胶;预留清洁吊点与检修通道。总之,优秀构件式幕墙设计绝非简单拼装,而是以系统思维整合建筑、结构、机电、材料与施工逻辑,在标准化中追求精细化,在工业化中体现人性化。(498字)
b.如何设计附框与杆件之间的间隙
我们选择了合适的胶条形状、压缩量和头部高度尺寸,让板块与附框之间可以无阻碍地产生相对运动,是不是就可以说是浮动式连接了呢?答案是否定的。因为建筑物受自振、风荷载和地震作用的影响引起的平面内变形,需要有一定的幅度。如果有些部位的间隙,留的不合理的话,仍然会阻碍平面变形。对于隐框幕墙比较重要的几个间隙是:附框与杆件之间安装胶条的间隙C,杆件截面宽度方向安装板块的间隙,板块与板块之间的间隙A。
间隙C在上一节已有详细论述,在此不再赘述。而杆件截面宽度方向安装板块的间隙则相对复杂一点,需要根据不同类型的连接构造来定。
板块与板块之间的间隙A需要更多的考虑安装的方便,不管是使用压板还是小单元插接,一般取15mm左右即可满足。也有特殊的构造如图23,要求板块间隙不小于18mm。综合考虑幕墙外视的美观和成本等因素,间隙A也不宜太大,故取15~20是较为合理的。这个间隙的大小足可以满足平面内变形的空间要求和板块的热胀冷缩的要求。
如果工程中有板块超高、超大,或建筑主体使用钢结构的情况,可以根据实际情况来确定和设计各部位的间隙。
为了保证连接的可靠,附框和杆件之间必须要有足够的搭接量(如图19~24中尺寸B)。有这样几个因素影响着最小搭接量:1幕墙立框时存在安装偏差;2板块存在加工和组装误差;3夏天安装幕墙,冬天附框会有冷缩现象;4各种荷载作用于面板,面板挠曲变形,会带动附框外移。如果搭接量太小,在较大风荷载作用下,容易造成附框脱出,引发质量事故。而搭接量太大会增加型材截面宽度或者是减小为保证平面内变形所留的间隙。根据工程中的经验和理论上的计算,小单元插接的搭接量取7~8较为合适,压板式连接的搭接量取7mm左右较为合适。另外一定要保证连接部位型材有足够厚度以避免局部变形。图19-5所示的压板式连接结构比较巧妙,它的压板和附框均有相对应的一定高度的凸起,这样面板挠曲变形,带动附框外移时就会被挂住,确保附框不会脱出,铝板类幕墙的附框建议使用。除此类结构之外,如有超长、超大的板块,还应当根据工程实际进行搭接量的计算和设计。
板块与杆件之间采用浮动式连接后,产生相对运动的阻力就会很小,这就要求必须有可靠的防滑、防脱措施来保证结构的安全。尤其是地震时一定要防止板块整体平移,让板块与杆件在平面内变形时产生菱形变位(如图28),应当合理地设置好限位装置来保证这一点,让杆件与板块之间产生相对摆动。
图28 平面内变形时杆件和板块相对位置示意图
使用压板式连接的横梁应该设有一个小凸台或其他结构,托住板块下附框,以避免板块下沉。挂接结构的横梁和附框要保证一定的插接深度(即搭接量,不小于7mm),主要依赖自身结构和板块的自重防止板块脱出。不可以只留很小的插接深度,依赖在板块上部设置限位块来限位,这样板块与杆件之间将不能产生相对摆动,这样在地震中容易造成破坏。
使用以密封胶为主的湿法密封的最大优点是密封连续,在保证打胶质量的前提下,密封效果特别好。其次是可以拉伸、压缩双向变形,有效的吸收和缓冲各种荷载的作用。密封胶密封的主要缺点是:打胶受现场施工条件和气候的制约;打胶时容易污染装饰表面;打胶的质量不稳定,依赖于现场施工人员的操作水平。
使用以胶条为主的干法密封的很多特点则恰好相反。它在施工中不受各种现场条件和气候的制约,安装后外表整洁美观。但是在型材交接的部位,由于安装和加工等原因,经常会有接差,造成密封不严。在这个位置胶条一般也是断开的,处理得不好,会造成密封不交圈。所以当以使用密封胶条为主进行密封时,通常都需要有导排水的结构和措施,胶条的各项参数要设计合理,这对幕墙结构的设计人员要求是非常高的。
附框可见结构一般在幕墙外侧板块之间的接缝打密封胶,为第一道密封,在附框和杆件之间设有胶条为第二道密封,即外湿内干。隐附框结构外侧板块之间的接缝和杆件与玻璃之间的间隙可以打胶,也可以使用胶条,即有四种密封组合方式:外湿内干、内外均湿法密封;外干内湿、内外均干法密封(其中后两种就是开放式幕墙)。隐附框结构可以选择的密封组合方式较多,能够更好的满足建筑设计师对幕墙功能和饰面的选择。
外侧打胶作为主密封有很多弊病:
Ⅰ.打胶时需要使用吊篮或脚手架,在幕墙安装过程中是要有使用费用和时间要求的。工期很紧的时候,有时在现场施工条件并不好的条件下,也不得不进行了打胶工作,往往是容易留下漏水隐患。
Ⅱ.幕墙外部的嵌缝胶工作环境恶劣,要经受风吹、雨淋、日晒和环境污染,以及不同季节和每天的温差变化,寿命远不如在室内侧,使用一定年限后,容易出现开裂,也会留下漏水隐患。
Ⅲ.外侧打胶的幕墙一般不设置导排水结构,幕墙空腔内互相连通,一旦胶缝漏水,就会四处流淌。所以当外侧打胶,内侧使用胶条进行密封时,由于内侧往往会有很多的密封薄弱点,水会从一处或多处发生渗漏。而且这种外打胶、内胶条的幕墙结构漏水后,很难进行补救处理,也很难找到真正的漏点。
曾经有人说过:“中国是个幕墙生产大国,更是个幕墙漏水大国。”其根本的原因正是中国目前所使用的幕墙结构绝大多数还使用这种外湿内干密封组合的附框可见结构。
隐附框结构最大的特点和优点就是可以选择在室内侧打胶作为主密封。室内侧打胶是在板块安装好后在室内侧进行的,施工条件和施工单位时间上有更充分的便利,打胶的质量容易保证。由于胶缝是室内侧可见的装饰表面,必须保证胶缝均匀、光滑,所以它要求打胶人员有非常好的操作水平,这也有效的提高了打胶的质量。室内的工作条件比较优越,对密封胶的使用寿命和性能会更有利。室内侧打胶是以单个板块为单位进行密封的,即便是出现了渗漏,也很容易发现渗漏点,可以很方便的进行补救处理。
隐附框内打胶设计可以在板块接缝打密封胶,形成内外侧完全密封,此时幕墙底部应设有排水结构,以利于渗漏或是结露水的排出。也可以在板块接缝设置密封胶条,形成开放式结构。由于隐附框结构存在飞边,在设计开放式幕墙时更容易实现。尤其是它可以实现一般幕墙结构很难实现的一个难题:以密封保温为主的玻璃幕墙(保温暖墙)和以装饰美观、通风换气为主的铝板幕墙(装饰冷墙)的自由交接。关于开放式幕墙结构的特点和构造,会在下文中详细阐述,在此不再赘述。
隐附框结构的遮挡飞边除了起到美观的作用,本身也是一个很好的防水构造。一般来说附框可见结构的幕墙,当外侧密封失效时水可能通过以下几个部位渗漏入室内:
首先是附框接角处。出现渗漏往往是因为型材接触的部位没有涂密封胶或是涂胶质量不够理想。也有可能是附框组装后,未与玻璃合片前,运输和搬运过程中,造成附框接角处松动。
水的渗漏必须具有三个要素:即必须有水、缝隙、某种将水穿过缝隙的力。同样如果这三要素去其一,则渗漏就不可能发生,这是阻止雨水渗漏的关键所在。隐附框结构内打胶设计可以比外打胶更有效和长久的把缝隙完全密封住。隐附框结构的飞边恰好可以接住渗入的水,降低水的流量,可以避免渗漏的发生或减少渗漏量。隐附框结构杆件与附框之间胶条将幕墙的空腔分割成两个气室,利用多腔减压,降低缝隙两侧的压力差。
隐附框结构由于有遮挡飞边,在安装时可能会存在与固定板块附框和开启扇框干涉的问题。如果希望固定板块附框不与飞边干涉,可以像图29那样,四根附框与玻璃之间各自单独灌注结构胶。但是正常的情况下,为了灌注结构胶方便和玻璃板块的整体强度gtcc-024-2015 电气化铁路接触网零部件-限位定位装置-铁路产品质量监督抽查检验实施细则,一般还是会将附框组装成一体的,需要将部分飞边加工掉,这增加了工厂内的加工量。开启扇框的设计可以有两种思路(如图30):前一种不带飞翅的不与飞边干涉,减少加工量,但是室内侧是胶条密封的结构,需要在开启四周的主杆件上安装通长的角铝,以利于打密封胶;后一种带飞翅的结构,虽然说需要将开启四周的飞边加工掉,但是这种做法受力更好,在开启扇框需要设计成隔热型材的时候容易实现。如果需要加工掉飞边应该注意以下几点(如图31):
Ⅰ.固定板块立柱连接横梁处的豁口尺寸应和横梁宽度减去上下飞边后的尺寸相等。安装开启扇框的横梁飞边均应加工掉,立柱的加工尺寸是上横梁的上飞边内侧到下横梁下飞边内侧的尺寸。
Ⅱ.加工可以采用铣削或者冲切,在没有加工中心或其他数控设备的情况下,铣削速度较慢,采用冲切是一个兼顾生产率和设备成本的好办法。但是当分格较大时,开启扇框周边的飞边加工采用冲切是很难一次落料完成的。
Ⅲ.安装开启扇框的上下横梁也可以考虑单独开模,以节约加工时间及成本。
关于路灯杆基站的初步建设技术要求 图29 固定板块安装示意图 图30开启扇框安装示意图
图31 隐附框飞边加工示意图