雨幕原理和石材幕墻防水構造設計

發布時間:2020-02-28 09:45:51   編輯:石材網

  雨幕原理是一個設計原理,它指出雨水對這一層“幕”的滲透將如何被阻止的原理,在這一原理應用中其主要因素為在接縫部位內部設有空腔,其外表面的內側的壓力在所有部位上一直要保持和室外氣壓相等,以使外表面兩側處于等壓狀態,其中提到的外表面即“雨幕”。壓力平衡的取得是有意使開口處于敞開狀態,使空腔與室外空氣流通,以達到壓力平衡。這個效應是由外壁后面留有空腔所形成,此空腔必須和室外聯通才能達到上述目的,由于風的隨機性造成的陣風波動亦需在外壁兩側加以平衡。

  大家知道,幕墻發生滲漏要具備三個要素:

  A.幕墻面上要有縫隙;

  B.縫隙周圍要有水;

  C.有使水通過縫隙進入幕墻內部的作用。

  這三個要素中如果缺少一項滲漏就不會發生(如果將這三個要素的效應減少到最低程度,則滲漏可降低到最小程度)。在外壁水和縫隙是無法消除的,只有在作用上下功夫,通過消除作用來使水不通過外壁縫隙進入等壓腔。在內壁,縫隙和作用(特別是壓差)不能消除,要達到內壁不滲漏,則要使水淋不到內壁,這正好由外壁(雨幕)發揮的效應來達到,外壁內、外側等壓,水進不了等壓腔,就沒有水淋到內壁,內壁縫隙周圍沒有水,內壁就不會發生滲漏,這樣單元式幕墻對插部位就不會有水滲入室內了。這個設計的核心原理就是外壁(雨幕)內、外側等壓,使雨水進不了等壓腔,達到內壁縫隙周圍無水,即在內壁消除滲漏三要素中水的因素來達到整體單元式幕墻接縫體系不滲漏。

  但是,要達到完全等壓是困難的,甚至在某些情況下是做不到的,這是由于外壁上的壓力是由風引起的,這種由風引起的壓力在時間上和空間上都是動態變化的。由陣風所形成的風壓變化,使外壁兩側的壓力隨之變化。在陣風波動的瞬間,外壁內外兩側壓力是不等的(即等壓腔內壓力與室外壓力不相等),要通過空氣流通來平衡,在空氣流通時就有可能將水帶入等壓腔。風壓在幕墻外表的分布也是不平衡的,風壓隨高度增加,有時幕墻外表面也有局部(邊角、頂部)呈負風壓狀態,當兩個開口處風壓不等或一處為正風壓另一處為負風壓時,等壓腔內壓力約為兩個開口處風壓(負風壓)的平均值,雨水總是沿著壓力降方向滲入,外側壓力大于等壓腔壓力的開口處就會有雨水滲入等壓腔,因此應該考慮雨幕層(外壁)必然有少數偶然滲漏的可能,這樣就要使已滲入等壓腔的水即時排出至室外。這樣單元式幕墻接縫處防水構造要使外壁具有防止大量雨水滲入的能力,對少量滲入等壓腔的雨水能即時排出,使水淋不到內壁,在內壁消除滲漏三要素中水的因素,從而達到雨水不滲漏到室內的目的。

  還必須指出這僅是理論上闡述的原理,實際工程中要完全消滅滲漏三要素中任何一項是不容易做到的,但不是說我們就無能為力了,雖然不能到達完全消滅滲漏三要素中任何一項的目的,但可采取措施使滲漏三要素每一項減少到最最低程度。這樣在學習國外經驗,總結本國經驗基礎上,對單元式幕墻對插接縫處防水構造設計已有一套較成熟技術方案,即在橫(豎)向接縫的外側設置雨披,僅在兩單元組件連接處留一個小開口,使等壓腔與室外空氣流通,以維持壓力平衡,這樣形成一個自上而下、自左到右一個連續的外壁(雨幕),雨披沿接縫全長阻止大量雨水滲入幕墻內部,僅開口處有少量雨水滲入,用封口板(集水槽)將沿豎框空腔下落的水分層集水并即時排至室外面板表面下泄,且排水孔遠離接縫,減少縫隙周圍水的聚集。

  封口板又將桿件空腔分隔成較短的分隔單元,減少等壓腔與室外壓力差,從而減少通過開口滲入等壓腔的雨水。增設外封口板,將沿板材(付框)構造厚度處豎向空腔(這個腔位于披水內側與桿件組成的空腔外壁之間)分層分隔,使沿這個空腔下落的水分層排至室外,避免水沿全高下落愈往下水層愈厚的情況發生,減少這些水滲入等壓腔的可能,同時外封口板將每層豎向接縫的開口遮擋成為向下的開口構造,使水由于重力而下落無法長驅直入等壓腔,而且保持空氣流通,達到水不會由于重力作用或氣流滲入等壓腔的目的。采用這些構造的單元式幕墻經數次檢測,其水密性均在2500Pa以上,即在室內外壓差超過2500Pa時不發生嚴重滲漏,氣密性達到〈0.05m3/m.h。

  JGJ102新稿指出:明框幕墻玻璃與鑲嵌槽接縫部位和單元式幕墻組合桿的對插接縫部位宜按雨幕原理進行壓力平衡構造設計。美國建筑鋁制品協會出版的《鋁幕墻設計指導手冊》指出:“這樣室外和建筑物內部空氣壓力差的產生部位,不是在外壁表面,而是在內側空氣隔墻部位。因此,這道空氣隔墻絕不能象簡單的氣密薄膜一樣,而是要具有結構作用,以能承受風荷載的形成的壓力。”即如果對花崗石幕墻采用開口設計,則內壁要和外壁等強,這樣就要花費近似兩倍外壁的費用,只有當內壁是剪力墻時可考慮采用,但還必須注意開口構造應采取能防止重力,動能,毛細,表面張力等作用使水進入的構造措施。這樣做對無墻壁部份是不經濟的。 

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