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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（FrontSealed）、收集储存(MassorStorage)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（StickBuiltSystem）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（UnitizedSystem）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图3单元幕墙的防水排水原理1、单元幕墙的三道密封线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，EPDM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；2）叠加线喷淋，在幕墙试件的上部，以10L/m.min的水平管道连续对试件进行喷淋，在幕墙试件的表面形成较厚的水膜，观察幕墙试件的渗漏状况。水膜试验没有标准可依，一般根据建筑师的要求进行，甚至淋水量也由建筑师指定。2、现场淋水试验在国外，由于大量采用单元式幕墙技术，而且，多半自下而上进行安装，为了确保幕墙的安装质量，每安装几个层高即进行喷水试验，发现漏水，及时采取措施进行修补，直到确认无任何渗漏，再继续进行下一步安装，因此，单元式幕墙一旦安装完毕，水密性能基本可以得到保证。3、局部暴风试验在欧洲和日本，均有局部暴风试验，用来测试幕墙试件在较高风速（较大风压）条件下的渗漏状况。4、动态水密性能试验以美国AAMA501标准为测试依据，利用飞机的螺旋浆、轮船的推进器或较大功率的轴流风机作为供风设备，有时为了满足指定测试挠度的需要，还可以利用普通风机作为辅助设备，采用外喷淋的方法，模拟自然界风雨交加的条件，测试幕墙系统的防水能力。测试数据统计表明，与静压箱方法实现的波动加压水密性能试验比，动态水密性能试验容易通过，但对于单元式幕墙，动态水密性能试验可能会测试失败，原因是由于风的流动可能会将水逼进等压腔，由于排水系统设计容量的限制，不能及时将水排除，造成幕墙水密失效。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。七、结语幕墙的防水设计并没有达到理想的程度，很多方法仍然需要安装的人员的责任心作为保证，因此还需要进行更多的探索和研究。结构化防水设计是一个方向，相信未来一定能找到更好的解决方案。参考文献：1、PrinciplesofCurtainWalling，KawneerWhitePaper1999.2、RickQuirouette.GlassAlluminumCurtainwallSystems.3、张芹.建筑幕墙与采光顶设计施工手册.中国建筑工业出版社.2002.10。