城市高端商业综合体幕墙防水设计探讨

城市高端商业综合体幕墙防水设计探讨

伍恩慧

关键词：幕墙设计；防水设计；密封；等压腔

1、工程概况

本项目是集商业、酒店、办公、公寓于一体的城市高端商业综合体（图1）整个建筑群由四栋超高层及商业裙房组成，其中酒店及办公写字楼建筑高163.76m、综合楼建筑高152.36m、两栋公寓高151.56m，总建筑面积达45万m2。

图1

2、幕墙设计

本项目的外装饰工程采用了多种装饰系统组合，主要包括装饰线条的框架玻璃幕墙系统、构件式铝板幕墙系统、石材幕墙系统、主楼顶部采光顶系统、裙楼拉栓式明框玻璃幕墙系统、裙楼隐框玻璃幕墙系统及铝板雨篷系统等。建筑立面通过进出凹凸的体形变化、穿插、材料搭配、材质与立面肌理对比等手法反映出独具魅力的建筑特征。

项目在设计过程中充分考虑了与周围环境的协调，裙楼大面积采用具有凝重感的石材幕墙及极具金属质感的氟碳喷涂铝板，主楼则多采用节奏明快的玻璃幕墙，使整体建筑沉稳而不失活力，着重体现出现代感的风格及该楼所具有的科技含量与文化沉淀。整体建筑通过形体的变化及玻璃的通透、铝板的质感、石材的厚重、铝合金百叶的层次感等的结合，形成进出凹凸、虚实有致的丰富立面，使整体建筑物外观气势恢宏、庄重大方、形象独特、协调呼应。

3、玻璃幕墙防水设计

3.1防水措施

玻璃幕墙漏水的因素三点缺一不可：1）幕墙的缝隙周围有水；2）幕墙内外有缝隙或孔洞；3）有促使雨水向室内运动的压力差。防水的关键因素是消除以上三个因素中的任意一个；由于幕墙的缝隙周围的水是无法消除的因素，因此只能从后两个因素着手解决防水问题。

消除幕墙缝隙或孔洞的方式，即完全封闭缝隙截断水流通道，这种方式是幕墙工程中应用最简单也最广泛的一种方式，其利用密封胶条优越的耐候性能、抗拉伸性能以及与基层间的优异的粘结性能，以保证缝隙或孔洞封闭，这种防水方式在框架幕墙中运用较广泛。

消除促使雨水向室内运动的压力差，则是通过技术造构措施使幕墙内外压力平衡，从而使雨水失去动力，即雨幕原理，是通过假设幕墙体外表面为一层幕，从而研究阻止雨水等渗人墙体的方法。通过研究缝隙对幕墙的影响、重力和毛吸作用、表面张力作用、风运动能及压力差等作用，使玻璃幕墙的使用寿命得以延长，这种方式在单元幕墙及开启窗中运用广泛。

3.2大面玻璃幕墙的防水设计

主楼大面为带竖向铝合金装饰线条的半隐框玻璃幕墙，该幕墙系统采用70系列6063—T6铝合金龙骨，表面氟碳喷涂处理，面板采用6Low—E+12A+6mm双银中空钢化玻璃，具体节点做法见图2。

图2主楼大面玻璃幕墙防水设计

由图2可知，该幕墙系统设置了三道防水构造，以保证防水的可靠性和耐久性：

第1l道是穿于通长铝合金内压板上的三元乙丙胶条，既起到固定玻璃的作用，避免玻璃与铝型材之间的硬接触，又阻隔绝大部分雨水进入内压板与玻璃之间的空腔。此三元乙丙胶条较软，邵氏硬度在60左右，与铝合金内压板一起通长设置，有效保证防水连续可靠。

第2道是6Low—E+12A+6mm双银中空钢化玻璃端面（24mm厚）与铝合金龙骨之间采用耐候硅硐密封胶密封处理，胶缝沿玻璃板块四面连续设置，是最关键的一道防水措施，从技术角度完全防止雨水及水汽进入幕墙系统内部。

第3道是穿于铝合金立柱上的三元乙丙胶条，避免玻璃与铝型材之间的硬接触的同时，又进一步确保幕墙系统的水密性和气密性。

3.3幕墙开启扇的防水设计

为满足室内自然通风要求，保证室内空间的舒适度，幕墙设计时在整个外立面设置了近两千个开启扇。幕墙开启扇使用频繁，是幕墙系统防水的薄弱部位，其节点做法见图3。

图3幕墙开启扇的防水设计

开启扇的窗扇和窗框都采用在工厂预先组框的设计形式，保证开启扇的精度及整体性；同时采用重型不锈钢铰链和欧式多点锁，并采用不锈钢伸缩臂进行限位，在提高开启扇安全度的同时，保证开启灵活、轻松；最后在开启框的角部采用不锈钢组角钢片加强角部连接，提高平整度。

区别于普通外开窗的两道防水设计，此开启扇设置三道防水胶条，同时引入等压腔设计，防水效果更为可靠：

第1道防水胶条，设置于窗扇玻璃护边条外侧处，防止大量雨水进入等压腔，并在下横窗框处设置排水孔，使少量渗透进的雨水能及时排出室外，且使第一道防水胶与第二道防水胶条间的空腔与室外气压保持一致，从而消除雨水大量进入等压腔的动力。

第2道防水胶条为设置于窗框中部的三元乙丙胶条，在窗扇关闭状态时，此防水胶条与扇框紧密贴合，与第1道胶条组合成等压腔，并阻止少量进入等压腔的雨水进一步渗透。

第3道防水胶条设置于窗扇处，在窗扇关闭状态时，此防水胶条与窗框紧密贴合，以保证开启扇的整体气密性，并进一步提高开启扇的防水可靠性。

3.4楼冠架空层玻璃幕墙防水设计

本项目综合楼及酒店办公楼的塔楼顶部（楼冠）采用钢龙骨玻璃幕墙，其立柱采用120mm×80mm×4mm钢方通、横梁采用70mm×4mm钢方通，表面均氟碳喷涂处理；面板采用8mm+1.52PVB+8mm夹胶钢化玻璃。由于建筑造型需要的楼冠位置为架空层，只有框架梁而无楼板，玻璃幕墙内外相通，雨水可直接到达标高149.16m的屋面层。如果此位置防水处理设计不理想，雨水很容易沿幕墙竖向龙骨祭向下渗透进入室内。

以往类似工程中架空层位置采用的是竖向龙骨与下部大面玻璃幕墙龙骨相连的做法，通过做压顶铝板或收口铝板预设3mm厚铝单板和1.2mm厚镀锌钢板两道防水，见图4。此做法对施工质量要求严格且防水性能难以保证。

图4常规楼冠架空层玻璃幕墙防水设计

为避免雨水沿幕墙竖向龙骨向下渗透进入室内，在项目设计过程中，采用竖向幕墙分段式设计，预设了四道防水：女儿墙处3mm厚铝单板、1.2mm厚镀锌钢板、楼板处1.5mm厚披水铝板及内侧防水板，见图5。将屋面层楼板处上下的玻璃幕墙分段互不相连，玻璃面板之间预设15mm的开放缝隙，并在分段处设置披水板，以保证即便有少量雨水穿过女儿墙上压顶铝板和防水镀锌钢板而渗透至屋面层楼板处，也能通过披水板将水排出室外，而不会沿铝合金立柱下渗到室内，从而保证防水可靠性。

图5楼冠架空层玻璃幕墙分段式防水设计

通过本项目的实际使用充分证明，分段式防水设计的办法很好地解决了架空层玻璃幕墙的雨水渗透问题，保证了幕墙系统的可靠性。

4、结束语

本项目造型美观独特、设计精巧细致，运用了诸多环保节能和绿色施工技术。本文对该项目幕墙系统中的大面玻璃幕墙、幕墙开启扇及楼冠架空层玻璃幕墙的设计进行了详细介绍，希望为今后类似大型幕墙建筑的防水与密封设计提供参考价值。

参考文献

[1]中国建筑科学研究院．JGJ102--2003玻璃幕墙工程技术规范[s]．北京：中国建筑工业出版社，2003．