专利名称：一种单元式幕墙结构及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑外围护结构，即一种单元式幕墙结构，特别适用于超高层建筑中，建筑造型为双曲面并对幕墙保温性能有严格要求的采用单元式结构的幕墙系统。
背景技术：
单元式幕墙由于单元板块的加工与组装均在工厂内进行，所以可有效地控制零件加工精度和板块组装质量，又因为单元板块间采用插接结构，因而定位精度高，幕墙表面平整度高，并且现场安装操作简便易行，可与土建结构同时施工、交叉作业。单元式幕墙因其制作精度高，安装快捷、施工周期短的特点，广泛适用于现代化高层建筑幕墙结构中。但随着建筑的各种曲面造型的相继出现，出现了各种双曲面空间造型建筑。对于一定曲率的双曲面造型，普通的单元式幕墙不能拟合曲面造型，以及密封排水功能的实现。采用单元板块双曲弯弧方式，玻璃及型材制作工艺复杂、成本很高。而且很多情况下只具有理论上的可实现性。
发明内容
本发明的目的是提供一个新型的单元式幕墙结构，它可以实现单元式幕墙在双曲面立体空间的完美造型，还可以对双曲面单元幕墙结构实现完整密封及排水，并通过新型的隔热条结构完成铝型材的断热。
本发明的目的是这样实现的它包括单元板块的上横框、下横框和两个竖框以及安装在其间的密封装置和排水装置，其中上横框和一个竖框带有插接翅，其特征在于带有插接刺的上横框和竖框为分体结构，由主体框和附属插接框组成，用紧固件连接后与另一个单元板块的下横框及竖框插接。
本发明的优点是由于附属插接框与主体框是分体结构，单元板块可以根据三维空间放样确定插接位置，通过组装时调节附属插接框相对于主体框的位置及角度，附属插接框与主体框的连接可按要求任意位置组合，从而满足建筑的各种空间造型要求及幕墙密封排水等功能的实现。
图1是本发明单元幕墙分格图。
图2是图1中的A-A剖视图。
图3是图1中的B-B剖视图。
图4是图1中的C-C剖视图。
图5是本发明密封结构的排水示意图。
图6是本发明建筑双曲面空间造型的模型示意图。
具体实施例方式
图2和图4为单元板块竖框的节点图，其中图2表示单元板块水平方向(即横向)错位位置的剖视图，图4为单元板块下横框部位非错位位置的水平方向剖视图。
图中1是右侧单元板块的竖框主体框，4是左侧单元板块的竖框，竖框主体框1与竖框附属插接框2组成右侧单元板块的一个竖框。由于建筑为空间曲面造型，单元板块间在各个水平剖面上存在距离不等的错位H(即不在同一平面内)，通过三维空间放样可以得到竖框附属插接框2与竖框主体框1的位置关系，将竖框附属插接框2与竖框主体框1之间通过螺钉3固定连接后与相邻板块的竖框4准确的插接，完成单元板块在横向位置的安装。
图3表示单元板块横框插接部位的剖视图，图中11是单元板块的下横框，15是下面相邻板块的上横框主体框。为了适应板块间在不同垂直剖面上距离不等的错位要求，本发明的横框采用了与竖框相同的原理，将上横框附属插接框14与上横框主体框15通过螺钉3固定连接后与下横框11插接，以满足不同距离的错位。
本发明的密封和排水结构是这样实现的由图2和图4可见，在竖框附属插接框2与竖框4插接的部位安装有密封胶条5、6，并在插接槽中装有闭气泡棉8，以进一步保证幕墙的气密性能。另外在两个单元板块之间的缝隙处安装有对接式密封胶条7。
本发明的横框的密封和排水结构如图3所示，在上横框附属插接框14与下横框11插接处安装有密封胶条16、10，并在插接槽中装有闭气泡棉8。由图可见，密封胶条10为连续式披水胶条，可实现幕墙的分层排水。同时在两个单元板块之间的缝隙处安装有多重挡水密封胶条26，多重挡水密封胶条26位于连续式披水密封胶条10的上面，与板块宽度相等。多重挡水密封胶条26设有三层挡水翅，并在挡水翅上间断地开有排水孔17(图5)，同时在上横框附属插接框14的前端也开有排水孔18。连续式披水密封胶条10与多重挡水密封胶条26的组合可以实现单元幕墙的分层排水。
连续式披水密封胶条10、多重挡水密封胶条26与密封胶条16经上下横框的插接形成空间III和空间IV，连续式披水密封胶条10和多重挡水密封胶条26的密封已将大部分雨水阻隔，但由于风压作用还有少部分雨水经图2中的空间I进入到空间III中，多重挡水密封胶条26的挡水翅上间断的排水孔17既是压力平衡孔又是排水口，压力平衡孔的作用将空间III与外界形成等压，减少了雨水的渗透。排水口的作用是将进入空间III的雨水通过多重挡水密封胶条26的排水孔17排出。在风力很大的情况下，雨水可能渗透到空间IV，这里的少量雨水可通过上横框附属插接框14上的排水孔18流到下层单元的空间III内，通过多重挡水密封胶条26的排水孔17排出。
在上横框附属插接框14内的边部安装有横滑式插芯13和限位插芯12，横滑式插芯13与一个单元板块的上横框附属插接框14之间用螺钉固定，与水平相邻的单元板块的上横框附属插接框14插接。限位插芯12的下部与横滑式插芯13之间用螺钉27固定连接，上部插装在上面相邻单元板块的竖框型腔内。
本发明采用了可调节位置的横滑式插芯13和防止不规则板块重心偏移的限位插芯12。横滑式插芯13连接左右上下单元板块起定位和导向、排水和密封的作用。横滑式插芯13将左右上下四个板块的插接交叉点密封，上层板块流下的雨水通过横滑式插芯13将其分流经上横框附属插接框14的排水孔18排出。限位插芯12底座与横滑式插芯13连接固定，顶部插入上单元板块的竖框主体框的型腔内，完成对不规则四边形单元板块在平面内的限位。
图2和图4所示的幕墙横向单元的插接缝由密封胶条7、6、5组成三道密封。对接胶条7的密封已将大部分雨水阻隔，但由于风压作用还有少部分雨水进入到空间I，空间I与图三的空间III是连通的，由于多重挡水密封胶条26的排水孔17使空间I与外界的空气压力相同，减少了雨水渗透，进入空间I的雨水因自重流入下层空间III内通过多重挡水密封胶条26的排水孔17排出。竖框插接经胶条6与胶条5的密封形成空间II，空间II与空间IV是相通的，进入空间II的雨水流入空间IV，通过分层排水排出。
由于建筑为双曲面造型，故幕墙的竖框可能存在向室内侧倾倒的情况，这样在空间II内的水将会沿型材内壁流向室内，在竖框4和竖框附属插接框2的插接腔内设置导水结构(即在竖框4设置挡水胶条28，并在竖框附属插接框2上设置导水槽29)，则可有效的阻止空间II内的水向室内流动，并将其导入空间IV。
通过图5可以更为清楚的了解整套结构的排水原理。由于风压作用进入到胶条7的插接腔内的雨水19由于自重落在连续式披水密封胶条10的上表面，可直接排出。进入空间I的雨水20由于自重落入空间III，与直接进入空间III的雨水21一起通过多重挡水密封胶条26上的排水孔17排出。少量进入空间II的雨水22落入空间IV内，经过上横框附属插接框14前端的排水孔18流入下层单元的空间I内。这样，整套系统严密可靠，保证了幕墙的水密性能。
密封胶条10是连续式挡水构造设计，可以实现超高层单元幕墙的分层排水，且可适应在各种条件下的主体结构变形要求。
在单元式幕墙的上下横框及竖框上装有隔热条9。隔热条9为分体组合结构。通过两根不同的隔热条组合而成，其中一根带有两个胶条槽口，可安装多层密封胶条；另一根带有空气间隔筋，组合后使隔热条内部形成两个空腔，可提高断热型材的隔热性能。隔热条的优点是既具有可靠的结构强度，又可简化制作加工的工艺过程。
如图6可见，在竖向单元板块安装中本发明采用的方法是保证所有的单元板块的下横框和下层单元上横框的附属插接框的组合23都与理论曲线拟合，即该组合23的两个端点24均保持在理论曲线上，由于板块的形状是多边(大于三边)异型的平面，安装后的单元板块上横框主体框15将不在建筑的理论曲线上。所以在单元板块安装时，本发明要求板块上横框主体框15的中点25在理论曲线上，这样板块上横框主体框15就以中点25为轴心与理论曲线有一定的角度偏差。上层单元板块的下横框11与下层单元板块的上横框插接时，要保证组合23的安装位置在理论曲线上，就需要上横框主体框15与上横框附属插接框14的位置调整来弥补与理论位置的偏移角度。通过三维空间放样可以得到上横框附属插接框14与上横框主体框15的位置关系，用螺钉连接固定，使其与连接板块的下横框11准确的插接，完成单元板块在纵向位置的安装。
权利要求
1.一种单元式幕墙结构，它包括单元板块的上横框、下横框和两个竖框以及安装在其间的密封装置和排水装置，其中上横框和一个竖框带有插接翅，其特征在于带有插接刺的上横框和竖框为分体结构，由主体框和附属插接框组成，用紧固件连接后与另一个单元板块的下横框及竖框插接。
2.根据权利要求1所说的单元式幕墙结构，其特征在于在上横附属插接框内的边部安装有横滑式插芯和限位插芯，横滑式插芯与一个单元板块的上横框附属插接框之间用紧固件固定，与水平相邻板块的上横框附属插接框插接，限位插芯的下部与横滑式插芯固定连接，上部插装在上面相邻单元板块的竖框型腔内。
3.根据权利要求1所说的单元式幕墙结构，其特征在于在上下横框插接的部位设有密封胶条，该密封胶条为披水板式密封胶条，披水板式密封胶条为连续式结构。
4.根据权利要求1所说的单元幕墙结构，其特征在于上下横框之间缝隙处的密封胶条为多重挡水密封胶条，位于披水板式密封胶条的上面，多重挡水密封胶条至少设有两个挡水翅，与各个板块同宽。
5.根据权利要求1所说的单元式幕墙结构，其特征在于在上下横框及竖框上安装有隔热条，隔热条由两根不同的隔热条组合而成，其中一根至少带有一个胶条槽口，另一根带有空气间隔筋。
6.根据权利要求1所说的单元式幕墙结构，其特征在于在竖框及上下横框的插接槽内填设闭气泡棉。
7.根据权利要求1所说的单元式幕墙结构，其特征在于在由竖框插接形成的型腔内设置导水结构，导水结构包括安装在一侧竖框内壁上的挡水胶条，和另一侧竖框内壁上设置的导水槽。
8.一种单元式幕墙结构的安装方法，其特征在于首先保证所有的单元板块的下横框11和下层单元的上横框附属插接框14的组合23与理论曲线拟合，即组合23的两个端点24均保持在理论曲线上，安装后的单元板块上横框主体框15将不在建筑的理论曲线上；在单元板块安装时，上横框主体框15的中点25在理论曲线上，上横框主体框15就以中点25为轴心与理论曲线有一定的角度偏差；上层单元板块的下横框11与下层单元板块的下横框插接时，要保证组合23安装位置在理论曲线上，通过上横框主体框15与上横框附属插接框14的位置调整来弥补与理论位置的偏移角度；通过三维空间放样得到上横框附属插接框14与上横框主体框15的位置关系，用螺钉连接固定后与上层板块的下横框11准确的插接，完成单元组装。
全文摘要
一种单元式幕墙结构及其安装方法，它包括单元板块的上横框、下横框和两个竖框以及安装在其间的密封装置和排水装置，其中上横框和一个竖框带有插接翅，其特征在于带有插接刺的上横框和竖框为分体结构，由主体框和附属插接框组成，用紧固件连接后与另一个单元板块的下横框及竖框插接。本发明的优点是由于附属插接框与主体框是分体结构，单元板块可以根据三维空间放样确定插接位置，通过组装时调节附属插接框相对于主体框的位置及角度，附属插接框与主体框的连接可按要求任意位置组合，从而满足建筑的各种空间造型要求及幕墙密封排水等功能的实现。
文档编号E04B2/96GK1789580SQ20051013085
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月23日 优先权日2005年12月23日
发明者庄玉光, 佟荣俊, 王立洲 申请人:沈阳远大铝业工程有限公司