專利名稱：一種單元式幕墻結構及其安裝方法
技術領域：
本發明涉及一種建筑外圍護結構，即一種單元式幕墻結構，特別適用于超高層建筑中，建筑造型為雙曲面并對幕墻保溫性能有嚴格要求的采用單元式結構的幕墻系統。
背景技術：
單元式幕墻由于單元板塊的加工與組裝均在工廠內進行，所以可有效地控制零件加工精度和板塊組裝質量，又因為單元板塊間采用插接結構，因而定位精度高，幕墻表面平整度高，并且現場安裝操作簡便易行，可與土建結構同時施工、交叉作業。單元式幕墻因其制作精度高，安裝快捷、施工周期短的特點，廣泛適用于現代化高層建筑幕墻結構中。但隨著建筑的各種曲面造型的相繼出現，出現了各種雙曲面空間造型建筑。對于一定曲率的雙曲面造型，普通的單元式幕墻不能擬合曲面造型，以及密封排水功能的實現。采用單元板塊雙曲彎弧方式，玻璃及型材制作工藝復雜、成本很高。而且很多情況下只具有理論上的可實現性。
發明內容
本發明的目的是提供一個新型的單元式幕墻結構，它可以實現單元式幕墻在雙曲面立體空間的完美造型，還可以對雙曲面單元幕墻結構實現完整密封及排水，并通過新型的隔熱條結構完成鋁型材的斷熱。
本發明的目的是這樣實現的它包括單元板塊的上橫框、下橫框和兩個豎框以及安裝在其間的密封裝置和排水裝置，其中上橫框和一個豎框帶有插接翅，其特征在于帶有插接刺的上橫框和豎框為分體結構，由主體框和附屬插接框組成，用緊固件連接后與另一個單元板塊的下橫框及豎框插接。
本發明的優點是由于附屬插接框與主體框是分體結構，單元板塊可以根據三維空間放樣確定插接位置，通過組裝時調節附屬插接框相對于主體框的位置及角度，附屬插接框與主體框的連接可按要求任意位置組合，從而滿足建筑的各種空間造型要求及幕墻密封排水等功能的實現。
圖1是本發明單元幕墻分格圖。
圖2是圖1中的A-A剖視圖。
圖3是圖1中的B-B剖視圖。
圖4是圖1中的C-C剖視圖。
圖5是本發明密封結構的排水示意圖。
圖6是本發明建筑雙曲面空間造型的模型示意圖。
具體實施例方式
圖2和圖4為單元板塊豎框的節點圖，其中圖2表示單元板塊水平方向(即橫向)錯位位置的剖視圖，圖4為單元板塊下橫框部位非錯位位置的水平方向剖視圖。
圖中1是右側單元板塊的豎框主體框，4是左側單元板塊的豎框，豎框主體框1與豎框附屬插接框2組成右側單元板塊的一個豎框。由于建筑為空間曲面造型，單元板塊間在各個水平剖面上存在距離不等的錯位H(即不在同一平面內)，通過三維空間放樣可以得到豎框附屬插接框2與豎框主體框1的位置關系，將豎框附屬插接框2與豎框主體框1之間通過螺釘3固定連接后與相鄰板塊的豎框4準確的插接，完成單元板塊在橫向位置的安裝。
圖3表示單元板塊橫框插接部位的剖視圖，圖中11是單元板塊的下橫框，15是下面相鄰板塊的上橫框主體框。為了適應板塊間在不同垂直剖面上距離不等的錯位要求，本發明的橫框采用了與豎框相同的原理，將上橫框附屬插接框14與上橫框主體框15通過螺釘3固定連接后與下橫框11插接，以滿足不同距離的錯位。
本發明的密封和排水結構是這樣實現的由圖2和圖4可見，在豎框附屬插接框2與豎框4插接的部位安裝有密封膠條5、6，并在插接槽中裝有閉氣泡棉8，以進一步保證幕墻的氣密性能。另外在兩個單元板塊之間的縫隙處安裝有對接式密封膠條7。
本發明的橫框的密封和排水結構如圖3所示，在上橫框附屬插接框14與下橫框11插接處安裝有密封膠條16、10，并在插接槽中裝有閉氣泡棉8。由圖可見，密封膠條10為連續式披水膠條，可實現幕墻的分層排水。同時在兩個單元板塊之間的縫隙處安裝有多重擋水密封膠條26，多重擋水密封膠條26位于連續式披水密封膠條10的上面，與板塊寬度相等。多重擋水密封膠條26設有三層擋水翅，并在擋水翅上間斷地開有排水孔17(圖5)，同時在上橫框附屬插接框14的前端也開有排水孔18。連續式披水密封膠條10與多重擋水密封膠條26的組合可以實現單元幕墻的分層排水。
連續式披水密封膠條10、多重擋水密封膠條26與密封膠條16經上下橫框的插接形成空間III和空間IV，連續式披水密封膠條10和多重擋水密封膠條26的密封已將大部分雨水阻隔，但由于風壓作用還有少部分雨水經圖2中的空間I進入到空間III中，多重擋水密封膠條26的擋水翅上間斷的排水孔17既是壓力平衡孔又是排水口，壓力平衡孔的作用將空間III與外界形成等壓，減少了雨水的滲透。排水口的作用是將進入空間III的雨水通過多重擋水密封膠條26的排水孔17排出。在風力很大的情況下，雨水可能滲透到空間IV，這里的少量雨水可通過上橫框附屬插接框14上的排水孔18流到下層單元的空間III內，通過多重擋水密封膠條26的排水孔17排出。
在上橫框附屬插接框14內的邊部安裝有橫滑式插芯13和限位插芯12，橫滑式插芯13與一個單元板塊的上橫框附屬插接框14之間用螺釘固定，與水平相鄰的單元板塊的上橫框附屬插接框14插接。限位插芯12的下部與橫滑式插芯13之間用螺釘27固定連接，上部插裝在上面相鄰單元板塊的豎框型腔內。
本發明采用了可調節位置的橫滑式插芯13和防止不規則板塊重心偏移的限位插芯12。橫滑式插芯13連接左右上下單元板塊起定位和導向、排水和密封的作用。橫滑式插芯13將左右上下四個板塊的插接交叉點密封，上層板塊流下的雨水通過橫滑式插芯13將其分流經上橫框附屬插接框14的排水孔18排出。限位插芯12底座與橫滑式插芯13連接固定，頂部插入上單元板塊的豎框主體框的型腔內，完成對不規則四邊形單元板塊在平面內的限位。
圖2和圖4所示的幕墻橫向單元的插接縫由密封膠條7、6、5組成三道密封。對接膠條7的密封已將大部分雨水阻隔，但由于風壓作用還有少部分雨水進入到空間I，空間I與圖三的空間III是連通的，由于多重擋水密封膠條26的排水孔17使空間I與外界的空氣壓力相同，減少了雨水滲透，進入空間I的雨水因自重流入下層空間III內通過多重擋水密封膠條26的排水孔17排出。豎框插接經膠條6與膠條5的密封形成空間II，空間II與空間IV是相通的，進入空間II的雨水流入空間IV，通過分層排水排出。
由于建筑為雙曲面造型，故幕墻的豎框可能存在向室內側傾倒的情況，這樣在空間II內的水將會沿型材內壁流向室內，在豎框4和豎框附屬插接框2的插接腔內設置導水結構(即在豎框4設置擋水膠條28，并在豎框附屬插接框2上設置導水槽29)，則可有效的阻止空間II內的水向室內流動，并將其導入空間IV。
通過圖5可以更為清楚的了解整套結構的排水原理。由于風壓作用進入到膠條7的插接腔內的雨水19由于自重落在連續式披水密封膠條10的上表面，可直接排出。進入空間I的雨水20由于自重落入空間III，與直接進入空間III的雨水21一起通過多重擋水密封膠條26上的排水孔17排出。少量進入空間II的雨水22落入空間IV內，經過上橫框附屬插接框14前端的排水孔18流入下層單元的空間I內。這樣，整套系統嚴密可靠，保證了幕墻的水密性能。
密封膠條10是連續式擋水構造設計，可以實現超高層單元幕墻的分層排水，且可適應在各種條件下的主體結構變形要求。
在單元式幕墻的上下橫框及豎框上裝有隔熱條9。隔熱條9為分體組合結構。通過兩根不同的隔熱條組合而成，其中一根帶有兩個膠條槽口，可安裝多層密封膠條；另一根帶有空氣間隔筋，組合后使隔熱條內部形成兩個空腔，可提高斷熱型材的隔熱性能。隔熱條的優點是既具有可靠的結構強度，又可簡化制作加工的工藝過程。
如圖6可見，在豎向單元板塊安裝中本發明采用的方法是保證所有的單元板塊的下橫框和下層單元上橫框的附屬插接框的組合23都與理論曲線擬合，即該組合23的兩個端點24均保持在理論曲線上，由于板塊的形狀是多邊(大于三邊)異型的平面，安裝后的單元板塊上橫框主體框15將不在建筑的理論曲線上。所以在單元板塊安裝時，本發明要求板塊上橫框主體框15的中點25在理論曲線上，這樣板塊上橫框主體框15就以中點25為軸心與理論曲線有一定的角度偏差。上層單元板塊的下橫框11與下層單元板塊的上橫框插接時，要保證組合23的安裝位置在理論曲線上，就需要上橫框主體框15與上橫框附屬插接框14的位置調整來彌補與理論位置的偏移角度。通過三維空間放樣可以得到上橫框附屬插接框14與上橫框主體框15的位置關系，用螺釘連接固定，使其與連接板塊的下橫框11準確的插接，完成單元板塊在縱向位置的安裝。
權利要求
1.一種單元式幕墻結構，它包括單元板塊的上橫框、下橫框和兩個豎框以及安裝在其間的密封裝置和排水裝置，其中上橫框和一個豎框帶有插接翅，其特征在于帶有插接刺的上橫框和豎框為分體結構，由主體框和附屬插接框組成，用緊固件連接后與另一個單元板塊的下橫框及豎框插接。
2.根據權利要求1所說的單元式幕墻結構，其特征在于在上橫附屬插接框內的邊部安裝有橫滑式插芯和限位插芯，橫滑式插芯與一個單元板塊的上橫框附屬插接框之間用緊固件固定，與水平相鄰板塊的上橫框附屬插接框插接，限位插芯的下部與橫滑式插芯固定連接，上部插裝在上面相鄰單元板塊的豎框型腔內。
3.根據權利要求1所說的單元式幕墻結構，其特征在于在上下橫框插接的部位設有密封膠條，該密封膠條為披水板式密封膠條，披水板式密封膠條為連續式結構。
4.根據權利要求1所說的單元幕墻結構，其特征在于上下橫框之間縫隙處的密封膠條為多重擋水密封膠條，位于披水板式密封膠條的上面，多重擋水密封膠條至少設有兩個擋水翅，與各個板塊同寬。
5.根據權利要求1所說的單元式幕墻結構，其特征在于在上下橫框及豎框上安裝有隔熱條，隔熱條由兩根不同的隔熱條組合而成，其中一根至少帶有一個膠條槽口，另一根帶有空氣間隔筋。
6.根據權利要求1所說的單元式幕墻結構，其特征在于在豎框及上下橫框的插接槽內填設閉氣泡棉。
7.根據權利要求1所說的單元式幕墻結構，其特征在于在由豎框插接形成的型腔內設置導水結構，導水結構包括安裝在一側豎框內壁上的擋水膠條，和另一側豎框內壁上設置的導水槽。
8.一種單元式幕墻結構的安裝方法，其特征在于首先保證所有的單元板塊的下橫框11和下層單元的上橫框附屬插接框14的組合23與理論曲線擬合，即組合23的兩個端點24均保持在理論曲線上，安裝后的單元板塊上橫框主體框15將不在建筑的理論曲線上；在單元板塊安裝時，上橫框主體框15的中點25在理論曲線上，上橫框主體框15就以中點25為軸心與理論曲線有一定的角度偏差；上層單元板塊的下橫框11與下層單元板塊的下橫框插接時，要保證組合23安裝位置在理論曲線上，通過上橫框主體框15與上橫框附屬插接框14的位置調整來彌補與理論位置的偏移角度；通過三維空間放樣得到上橫框附屬插接框14與上橫框主體框15的位置關系，用螺釘連接固定后與上層板塊的下橫框11準確的插接，完成單元組裝。
全文摘要
一種單元式幕墻結構及其安裝方法，它包括單元板塊的上橫框、下橫框和兩個豎框以及安裝在其間的密封裝置和排水裝置，其中上橫框和一個豎框帶有插接翅，其特征在于帶有插接刺的上橫框和豎框為分體結構，由主體框和附屬插接框組成，用緊固件連接后與另一個單元板塊的下橫框及豎框插接。本發明的優點是由于附屬插接框與主體框是分體結構，單元板塊可以根據三維空間放樣確定插接位置，通過組裝時調節附屬插接框相對于主體框的位置及角度，附屬插接框與主體框的連接可按要求任意位置組合，從而滿足建筑的各種空間造型要求及幕墻密封排水等功能的實現。
文檔編號E04B2/96GK1789580SQ20051013085
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月23日 優先權日2005年12月23日
發明者莊玉光, 佟榮俊, 王立洲 申請人:沈陽遠大鋁業工程有限公司