建筑幕墙防水概念透析

建筑幕墙防水概念透析

来源:* 作者:姜仁日期:2005-9-23

摘要：分析了建筑幕墙水密性能的影响因素，介绍了雨幕原理和等压原理的应用技术，并以单元式幕墙和幕墙开启部分的节点设计为例，阐述幕墙防水设计的概念。

关键字：水密性单元幕墙雨幕原理等压原理

一、前言

水密性一直是建筑幕墙节点设计的重要问题。经不完全的统计，在实验室中有90%幕墙样品需经修复才能通过试验。在实际工程应用中，也存在同样的问题。为解决幕墙的防水问题，许多专家学者对防水原理进行了研究和实验，总结出完整的防水设计理论。比较著名的是“雨幕原理”和在实际应用中常用的“等压原理”。这些概念既有区别又有联系，甚至很难理解，致使在实际应用时造成误解，给幕墙的防水设计带来不便。同样，在国外的文献中，对幕墙的防水原理也有不同的解释，通过类比、归纳分析，认为本文采用的解释可能更具实际意义，希望批评指正。

二、幕墙防水技术的发展历史

按照建筑幕墙的防水原理可以将幕墙的发展划分为三个阶段：完全密封（Front Sealed）、收集储存(Mass or Storage)和结构化防水（雨幕原理和等压原理）。

1、完全密封阶段

这一阶段的幕墙主要以构件式幕墙（Stick Built System）的结构形式。原理很简单，有缝的地方就采用防水密封材料进行封堵，是被动防水阶段。我国的明框、隐框和半隐框幕墙技术均属于这一阶段的幕墙技术。

图1完全密封阶段幕墙防水形式

2、收集储存阶段

这一阶段的幕墙面板接缝形式有所改进，主要以简单插接形式进行防水。由于认识到幕墙不可能实现完全密封，采用插接的方式具有一定的主动性，能够将收集到少量的雨水或雪水储存，靠自然蒸发阻止水的进一步渗透，事实证明这种技术仍然不能很好的解决防水问题。这个阶段的幕墙技术在我国几乎没有应用。

图2收集储存阶段幕墙防水形式

3、结构化防水-雨幕等压阶段

结构化防水是幕墙防水技术走向成熟的标志，通过综合运用雨幕原理和等压原理，从幕墙节点结构设计入手，“允许水通过幕墙表面渗入，并能将水合理组织排出”，这是幕墙防水技术的主动阶段。我国的单元式幕墙（Unitized System）就属于这一阶段的典型幕墙技术。

下面就上述防水技术进行一下综合比较：

三、幕墙的防水设计原理

l、漏水三要素

⑴幕墙内外有缝隙或孔洞。

⑵缝附近有水。

⑶使水向室内流动的作用。

2、雨幕原理

雨幕原理是建筑防水设计的一个原理，它假定墙体外表面为一层“幕”，研究如何阻止雨水或雪融水透过这层幕的机理一门学问。它的研究范围包括：缝隙或孔洞影响、重力作用、毛吸作用、表面张力的影响、风运动能的影响、压力差的作用等。经过多年的研究完善，开发出合理的解决方案，达到成功阻止水渗漏的目的。表2是应用雨幕原理解决实际问题示意图。

表2 雨幕原理应用示意图。

3、等压原理

等压原理是雨幕原理中进行外墙防水的最有效途径。其核心思想是“雨幕”两侧的压力达到平衡，消除渗漏三要素中的“作用”，尤其是风压的作用。实际应用中，真正达到等压并非易事，如自然界中风速是随机的，造成的波动风压很难使“雨幕”两侧时时等压。

四、单元幕墙防水原理分析

1、单元幕墙的三道密封线

图3 单元幕墙的防水排水原理

⑴尘密线。为阻挡灰尘设计的一道密封线，一般由相邻单元的胶条相互搭接实现，起到阻挡灰尘和披水的作用。在南方地区可以不设计这道

密封线。

⑵水密线。它是单元幕墙的重要防线，通过幕墙表面的少量漏水可以越过这条线，进入单元幕墙的等压腔，通过合理的结构设计，进入等压腔水将被有组织的排出，没有继续进入室内的能力，达到阻水的目的。

有时为了提高幕墙的水密性能，也可能同时设置多道水密线。

⑶气密线。它也是单元幕墙的重要防线，由于水密线和气密线之间的等压腔和室外基本上是相通（有时在连通孔上放置防止灰尘的海棉）的，因此水密线不能阻止空气的渗透，阻止空气的渗透任务由最后一道防线

-气密线来完成。

2、单元幕墙防水机理分析

在幕墙表面，为了运用雨幕原理进行防水，设计上使等压腔的压力Pc 等于或接近室外压力Po，即水密线两侧的风压基本相等，消除或减轻了风压的作用，使水不通过或很少通过尘密线和水密线进入等压腔。在气密线两侧，缝隙和作用同样不可避免，要达到不渗漏的目的，则要使水淋不到气密线，消除渗漏三要素中水的因素，由于通过尘密线和水密线的水很少或没有，加上合理的组织排水，就没有水淋到气密线，气密线缝隙周围没有水，就不会发生渗漏，从而使单元式幕墙对插部位

具有良好的防水能力。

单元式幕墙防水的薄弱环节是四个单元的“+”字缝，这是单元式幕墙能否成功防水的关键，目前比较成功的解决方案有横锁式、横滑式和“+”

字交叉密封结构等，这里不再熬述。

3、单元幕墙常见结构

⑴插接式。这是单元式幕墙的主流结构，通过阴阳型材插接，EPD

M胶条进行密封。

⑵对接式。通过弹性较大的“O”型EPDM胶条进行挤压密封。

⑶扣接式。在我国比较少用，它是插接式的一种形式，插接方向是

垂直于幕墙平面的一种结构。

五、幕墙可开启部分防水原理分析

幕墙可开启部分的防水一直是幕墙的设计的难点，实验室测试和工程实际表明，决大多数幕墙的雨水渗漏都发生在可开启部位。目前解决开启部分的防水问题有很多措施，其中常见的方法有：

1、挡水胶条和披水板

幕墙可开启部分的上部是阻止雨水渗漏的薄弱环节，因此可以通过结构设计，将幕墙表面形成的水膜分开，不流经开启缝，达到阻水的目的。

2、等压原理的应用

一般情况幕墙开启部分均有两道密封，但很少有设计师知道其中的奥秘，常常以为双道密封更保险，其实不然。正确的工艺方法是将外侧一道密封的下部适当切开，以便利用等压原理将可能渗入的水排出，达到真正阻止雨水渗漏的目的。至于气密性，有靠近室内的密封线保证。这相当于只有水密线和气密线的单元幕墙的防水概念。

六国外关于幕墙性能的试验

1、水膜试验

自然界中，风雨交加的状态时有所见，对中、高层建筑物来说，产生的影响是不同的，相比之下，高层建筑的影响更大，由于雨水落到建筑外壁后，会沿着外壁向下流淌，因此同样的风压和降雨量，高层建筑的下部分会比上部分承受更多水量，更容易发生渗漏。为了模拟自然界的这种条件，在日本开始了水膜试验，具体的淋水的方法是：

1）正常的水平方向的喷淋；