1前言
单元幕墙是目前中国乃至世界上技术含量较高、建设周期相对较短的幕墙系统，使用量日益增加。但目前从事幕墙设计的设计师水平参差不齐。有的设计师刚毕业没接触过幕墙，有的只设计过构件幕墙，有的刚接触过单元幕墙，有的只根据别人的图纸修改过单元体系等等。单元式幕墙是工厂加工程度最高的幕墙类型。加工好的单元板块运到现场后，可以直接安装在支撑系统上，实现合拢状态。如果单元幕墙的接缝设计出现问题，施工后现场处理基本不可能。因此，单元幕墙的施工图设计是整个幕墙工程的重中之重。在总结多年设计施工经验的基础上，简要介绍一些常见问题(主要是防水、排水、节约成本等。)及其在单元幕墙节点设计中的解决方法，以供参考。
2单元幕墙节点设计中的常见问题
2.1单元幕墙系统不设计排水系统。
单元幕墙基于等压原理，通过插入幕墙主梁和横梁，形成内外两个空空腔。内外腔通过幕墙横梁的排水孔达到压力相等。没有压差，雨水不会进入内腔，但室外风压变化时，内外腔有压差。在传统的单元式幕墙系统中(图1)，单元上梁的内腔和外腔通过排水孔直接连通，基本处于同一标高。在压力差的作用下，雨水沿着排水孔从外腔进入内腔。当更多的雨水进入内腔时，可能会从内密封胶条渗入室内。在有组织排水单元的幕墙系统中(图2)，内腔与外腔不直接连通，而是在上部单元的梁处设置水平排水管。进入内腔的漏水通过排水孔排到水平排水管，再沿着主梁的竖向空腔排到下单元上梁的外腔。通过有组织的排水，可以很好的提高幕墙系统的防水性能。
2.2单元柱的设计没有考虑系统的整体排水功能。
有组织的排水幕墙系统(图2)，渗漏水进入水平排水管后，通过排水孔向下排至单元柱外腔。但目前很多设计人员随意设计单元柱的内外腔，没有考虑渗漏水的排水功能，渗漏水仍可能排入单元柱内腔(图3)，使雨水从最高层排到最底层，直到单元梁内腔充满水，通过最里面的缝隙渗入室内。因此，在设计单元柱时，必须考虑上述因素。如图4所示，进入内腔的水通过水平排水管和相应的排水孔排到单元柱的外腔，使水可以向外排出。
2.3机组上梁无排水坡。
由于每个单元块的上梁位于上部单元块的下部，所以进入空腔的水通过该梁排出(图5)。如果梁不设置排水坡，水进入梁腔后很难排出。水在梁腔内停留时间较长后，不仅影响铝合金型材的防腐性能，而且在风荷载和雨水较大的情况下，进入腔内的水容易回流到室内(特别是对于传统的单元式幕墙系统，应提供排水)。
2.4底部单元板没有排水系统。
在单元式幕墙系统中，进入内腔的水通过
单元梁向外排放，底部单元板下部应加一根全长单元上梁(图6)以满足排水功能。如果不设置下部排水结构，单元柱会向下部延伸(图7)，不满足系统的排水功能，雨水会直接从单元柱向下漏入结构。
2.5结构梁下部的中间横梁没有集水排水结构。
一般情况下，结构梁前会加内衬板，作为外部装饰或辅助防水隔热材料。当内衬和立面面板有温差，或者立面面板没有胶合时，很容易有水滴滴落或者滴落。因此，单元幕墙系统应在结构梁下部的梁上部设置集水和排水功能。一般情况下，单元的横梁在内衬板的前方设有弧形的集水孔，两端的单元柱也应在横梁集水孔范围内设有排水孔(图8)，以便将集水孔内的水排到单元柱外腔，实现漏水。
2.6单元柱与各梁连接后，不进行胶合密封防水。
所有横梁(包括上下单元横梁和中间横梁)与单元柱连接后，应在连接固定横梁和柱的螺钉头之间注入耐候密封胶进行防水(图9)。这些单元通过对接插入连接，它们之间有间隙。雨水进入外腔或内腔后，很容易通过连接横梁的螺孔周边进入横梁内部，渗入室内。因此，梁与单元柱连接的螺钉头应采用注胶密封，以满足系统的防水要求。
2.7金属护舷和立柱之间，没有胶水密封防水。
由于金属护边在室外，即使护边上有防水胶带，雨水也很容易进入板材的外腔。如果金属护板与单元柱之间的缝隙没有注入耐候密封胶，进入内腔的雨水会通过缝隙进入内空缝隙，甚至进入室内。因此，单元面板组装后，应在面板侧面的金属护板与立柱之间的缝隙中注入密封胶(图10)以满足防水功能，还应考虑结构胶的耐候性。
2.8单元柱胶带不考虑系统的气密性和水密性。
砌块采用对接插接密封，其气密性和水密性主要是由密封条与单元柱的相互连接造成的。如图11所示，由于胶条的加工安装、单元面板现场安装误差等原因，最外层胶条的密封性能会减弱，同时会影响整个幕墙系统的气密性和水密性。因此，第一层的防水胶带应是圆形的(如图10)，其截面应加大以满足连接功能。单元板插入后，胶带相互挤压形成第一层也是重要的密封层。
2.9未考虑单元板块插入后的防漏措施。
单元式幕墙，当单元采用插入式组合构件时，纵横缝交叉处应采取防漏密封构造措施。为了适应单元之间的伸缩位移，便于拆卸，目前单元幕墙的单元多采用对接插合式组合杆件，相邻单元板块纵横接缝处的十字形部位(图12)容易出现内外直接连接，应采取防渗漏密封措施。一般插件的截面可以设计成多腔的形式，单元之间的拼接缝隙可以用橡胶密封条等必要的排水措施封堵。
2.10在插入之后，没有采取任何措施来连接两个单元板。
目前由于建筑要求，单元板的高度与结构楼层不在同一标高(虽然板的实际高度一般与建筑楼层高度相同，但部分板会上升并突出结构，上下单元板会插入固定)。单元板插入后，板间不使用相应的插件(俗称集水箱)连接两个单元板(即虽然板插入后有插件，但插件不连接两个单元板，板间只注)。这样设计的单元体系存在防水排水问题，不利于承受风荷载。建议单元板插入后用集水槽(内部插件)连接固定(如图14)。
2.11轴承系统不考虑三维可调性。
由于现场结构体系无法实现真正的水平或垂直布置，一般会出现参差不齐的现象，幕墙的支撑体系只能跟随结构变化。因此，支撑系统的设计必须考虑其三维可调性能(如图15所示，即支撑系统的上下、左右、前后调节)。如果设计的承重系统没有考虑其三维可调性，就不能满足现场施工要求。
2.12梁外金属护边未考虑玻璃面板与立柱之间的隔热和结构胶注入。
通常隐框单元玻璃幕墙的玻璃面板通过结构胶与龙骨连接固定。在玻璃面板和各梁之间注射结构胶时，一般是在板的室外部分，注射结构胶时有一定的操作空间空(图16)。如果横梁的金属护板是与横梁一体的部件，不利于结构胶的注入，也不考虑型材的保温(图17)。因此，金属护边(或装饰线)的设计要考虑以下问题:①满足加工车间对玻璃结构胶的加工；②满足幕墙系统的保温性能。
2.13幕墙立柱设计不考虑节约成本。
目前，国内外各大城市都有许多高层建筑。如何节省幕墙费用，因人而异。幕墙立柱的设计也是控制成本的重要手段。很多设计图纸都采用了相同的栏目。如果工程量大，工程造价会大大增加。为节约工程成本，立柱可按以下建议进行设计:①在幕墙立柱外观一致的情况下，可根据实际情况增加或减少立柱的壁厚(图18)，但壁厚必须满足相关规范的要求；②根据受力要求，在不同建筑区域采用不同截面的柱，并增加下部单元板上梁的深度，以满足上部单元板的固定要求(图19)。
2.14单元板块设计不考虑幕墙消防系统的现场施工。
幕墙施工前进行现场结构剪力墙、后砖墙或室内施工。由于单元板块室外施工技术已经非常成熟，这种情况可以满足施工要求，但仍需考虑消防系统的现场施工。在单元板块和内部装修完成的情况下，现场无法满足消防系统的安装。因此，在设计单元系统的过程中，结构梁前的面板应设计为后安装系统(图20)，具体如下:后安装面板应设计为小单元系统。工厂加工好整体框架，组装好其他面板后，与安装后的小单元面板一起运至现场，然后将单元面板吊装固定在结构上，再安装消防系统。最后将小单元面板固定在单元面板的相应位置并胶合密封，整套工作完成。
2.15单元盘的设计没有考虑后期维护和更换的问题。
众所周知，所有单元都是在工厂组装，然后运到现场，直接挂在墙上。但由于现场施工环境和玻璃本身的缺点，有时在建筑完工前玻璃就破碎了，或者由于后期使用中的一些意外，需要更换玻璃甚至整个单元板块。对于目前大多数单元系统的设计，玻璃是通过结构胶直接与单元框架粘合的。有的用的是单独的玻璃框，但是不能拆卸，会给后期维护造成一些困难。建议在单元体系的设计过程中，特别是对于超高层建筑，如果不考虑后期玻璃损坏需要更换，将会造成很大的经济损失。作者提供了一个可以自由拆卸玻璃板的单元系统，如图21所示。
图21
2.16单元体内横梁装饰盖的连接
在单元制中，常常需要设计中间横梁。为了注胶方便，最常见的做法是将单元的装饰罩和主横梁设计成一个整体，然后用螺钉将两部分连接起来(如图22)。在装配过程中，工人需要用密封胶将钉子粘上，并用尼龙胶水加热，然后拧入中间横梁，再粘在钉帽上。这个过程理论上是没有问题的，但是人为因素太多了，包括因此，在设计过程中要尽量采取结构措施来避免这些隐患。如图23所示。钉子不穿透细胞腔，水不能进入细胞。
图22
图23
2.17单元体内横梁气压平衡孔的位置
在单元框架中，往往需要在中间横梁的空腔部分开一个泄压孔，空腔内的水汽可以通过泄压孔排出。然而，这个孔的位置也很特别，如图24所示。如果位于第一区，由于第一区的水蒸气会比较多，所以会通过这个孔进入型材的空腔部分，长期下来会对型材产生一定的腐蚀作用。如果它位于第二个区域，因为第二个区域处于相同的压力。与1区相比，水蒸气较少，即使在等压环境下也能排出水分，所以2区的环境比较干燥，不会有太多水蒸气通过泄压孔进入型腔。
图24
3结束语
随着经济的不断发展，幕墙的功能越来越多。无论是单元幕墙还是构件幕墙，或者是双幕墙还是单幕墙，幕墙的设计尤其是防水设计是最重要的。幕墙施工一旦完成，由于设计原因导致的质量问题或雨水进入室内基本很难解决。除非是拆除重新设计施工，否则施工前的幕墙设计是今后幕墙使用非常重要的阶段。总结以上经验，难免一家之言。也希望同行批评指正！
