开放式幕墙设计研究

开放式幕墙设计研究

丁吕明

深圳市盈科幕墙设计咨询有限公司

摘要：开放式幕墙主要以面材缝隙的深邃、挺直、细腻及无污染等特点，受到开发商及设计师的青睐，但开放式的水密性、耐腐蚀性能和抗风压性能也是设计师关注的重点问题。本文根据多年工作实践，对开放式幕墙的设计进行研究，供参考借鉴。

关键词：开放式幕墙；外通风双层幕墙；风压系数；水密性；耐腐蚀性；抗风压性能

一、开放式幕墙的水密性、耐腐蚀性能设计

（一）开放式幕墙的水密性设计

开放式幕墙水密性设计是探讨与开放式幕墙相嵌套或相衔接的窗或交接处的防水设计，为了防止雨水渗漏现象发生，一般会在开放式幕墙面材和支撑龙骨间设置1道连续的薄型材料作为防水界面，并与其相关的封闭式幕墙或窗进行交接和密封（见图1）。但这种做法存在一定的构造缺陷。比如薄型防水界面相互连续对接时没有注胶深度，拼缝密封质量难以保证和无法可视检验；或者螺钉等紧固件、面材与龙骨间的挂件对薄型防水界面的穿透作用，对防水界面的有效防水能力增添不确定性。这种做法的前提必须是：①开放式幕墙面材的遮挡，雨水进入面材后表面的量少，或者开放式幕墙面材与衬墙间形成与外界的等压腔，雨水不能进入面材后表面；②面材的遮挡，薄型防水界面不承受风压或风压较小，雨水穿透薄型防水界面的动力不足。

图2开放式幕墙就近防水设计示意

（一）开放式幕墙的耐腐蚀性设计

连续的防水界面通常还被赋予另外一个功能，即保护后面的钢龙骨或钢构件不被锈蚀。通过上节的分析可知，雨水进入防水界面后不能及时有效排出，浸泡或者潮气的存在会加速钢龙骨或钢构件的腐蚀，采用就近封堵替换连续的防水界面，裸露在幕墙面材后面的钢龙骨或钢构件的去湿除潮途径有2个：（1）进入腔体的气流横向或者纵向流动；（2）太阳辐射面材使腔体内的空气升温，在浮升力作用下向上流动。流动的气流会增发沉积或附着的雨水，同时，带走墙体内的潮气。

二、开放式幕墙抗风压设计

（一）开放式幕墙转角抗风压设计

在少数开放式幕墙的设计中看到转角处幕墙面板和后面的衬墙或防水界面间进行了封堵，个别进行了部分封堵，但多数的开放式幕墙在转角处没有封堵，但在实际工程案例中，转角处面板在台风作用下脱落。根据文献[5]，在各风向角下，L形双层幕墙的长边内外幕墙承担的负风压系数与一字形相似，内层承受的风压系数的绝对值大于外层，但短边外幕墙承担的负风压系数绝对值大于内层，且大于单层幕墙（见图3）。

图5箱式幕墙或窗示意图

三、结语

建筑风荷载受到当地气候条件及建筑周边的环境影响，给出一个全面统一的取值及计算方法是非常困难的，而风荷对建筑物的主体结构及围护结构的选材和安全又有着直接影响，因此，《建筑结构荷载规范》中对重要且体型复杂的建筑、集群高层建筑分别提出了风洞实验的要求。通过以上开放式幕墙的设计分析，利用气流在不同的建筑形体上或构造关系内的流动形态，在确保围护结构的安全的同时，又可改善围护结构的使用功能。

参考文献

[1]GB/T34327—2017建筑幕墙术语[S].

[2]顾明，黄鹏.双层玻璃幕墙风压分布特性的实验研究[J].建筑结构，2005（6）：68-71.

[3]楼文娟，金虎，陈勇，等.双幕墙长矩形建筑风荷载特性的实验研究[J].建筑结构学报，2005（1）：65-70.

[4]楼文娟，李恒，魏开重，等.典型体型高层建筑双层幕墙风荷载特性的实验研究[J].哈尔滨工业大学学报，2008，40（2）：296-301.

[5]张敏，楼文娟，沈国辉，等.双层玻璃幕墙风荷载特性的实验研究[J].建筑结构学报，2009，30（1）：120-125.