幕墻作為建筑的外圍護結構，還必須具備幕墻節能及變形承受的功能。在幕墻系統設計考慮過程中，節能與防水是一起進行綜合考慮的。本項目的設計是采用了注膠節能設計，并且在插接縫隙位置使用了專門設計的密封條與隔熱膠型材及節能玻璃共同形成完善的節能體系。同時，在設計時還需要考慮幕墻變形的承受，對于插接深度均需進行研究，考慮幕墻的變形位移，確保在發生幕墻變形時也能夠滿足幕墻的水密氣密功能。
在幕墻系統設計時，需考慮以下的位移對幕墻性能產生的影響，包括：設計
荷載造成的
翹曲，設計
風荷載重復周期作用下造成的翹曲，建筑位移造成的尺寸和形狀改變：包括沉降、
收縮、
彈性壓縮、
樓板梁
撓度、
裂縫、風造成的搖擺、地震活動、扭曲、傾斜、溫差和潮濕引起的位移。
圖四
圖四表達的是單元體幕
墻板塊之間的
伸縮縫的設置與變形情況。根據伸縮縫的分析結果，確定標準位的插接伸縮縫尺寸為A。在變形時單元體板塊相對位移時，
拉伸狀態下最大縫隙尺寸為B。在壓縮狀態下最小縫隙尺寸為C。幕墻系統設計的要求需保證在無論是在拉伸狀態還是在壓縮狀態下，均需保證幕墻的基本性能，并依舊能夠實現幕墻性能的保證。
圖五
圖五表達的是此幕墻系統節能計算的溫度云圖，圖中能夠看到，經過節能玻璃、注膠隔熱、密封膠條的合理設計，實現了較好的節能保溫性能，本項目的幕墻整體U值經過分析計算為2.29 W/(m2˙K)，滿足了本項目節能的要求。
圖六
在本項目中，因為建筑特征的特殊性，外幕墻不是一個連續完整的平面，而是具有很多各種角度的幕墻體系，對此，幕墻系統設計進行專門的分析考慮，使幕墻系統的密封性能保證連續完整。圖六即為各種角度變化的單元體幕墻系統做法。但無論幕墻外觀是如何變化，均是按照等壓結構導排水及密封連續性的原則來進行復雜的系統考慮及細節設計，并在設計中同時考慮生產制造的可行性。
四、幕墻模型性能試驗
在設計過程中，所有的幕墻系統設計與細節的考慮均是基于理論情況與過去的項目經驗而進行，但自然界復雜的氣候條件及建筑的不同特征與特點決定了每個項目的幕墻系統獨特性。所以，在進行幕墻大批量生產制造前需進行幕墻模型性能試驗的檢驗，并且根據試驗情況進行可能的設計與制造工藝的調整。
為了在試驗過程中準確模擬自然界的惡劣天氣，本模型的試驗采用了中國標準與美標動態水密性試驗相結合的試驗。按照美標AAMA 501.1-05，用飛機頭螺旋槳產生的最大風速對幕墻形成風壓，結合外雨水噴淋的做法，準確模擬狂風暴雨的狀態來測試幕墻系統的水密性能。
本項目試驗在江蘇省建筑工程質量檢測中心有限公司蘇州檢測基地進行，按照以下試驗流程進行：
(1)打開、關閉開啟窗50次。
(2)預加壓測試。
(3)國標氣密性測試(GB/T 15227)。
(4)美標氣密性測試(ASTM E283)。
(5)靜態水密性測試(ASTM E331)。
(6)動態水密性測試(AAMA 501.1)。
(7)靜態水密性測試(GB/T 15227)。
(8)抗風壓性能試驗(GB/T15227)。
(9)抗風壓性能試驗(ASTM E330)。
(10)重復水密性試驗 (ASTM E331)。
(11)平面內變形性能-豎直方向。AAMA501.4
(12)重復水密性試驗 (ASTM E331)。
(13)平面內變形性能-水平方向。AAMA501.4
(14)平面內變形性能-水平方向。GB/T 18250
(15)重復水密性試驗 (ASTM E331)。
(16)垂直于幕墻平面方向變形性能 AAMA501.4
(17)重復水密性試驗 (ASTM E331)。
(18)擦窗機銷座荷載試驗。
(19)重復美標氣密性測試(ASTM E283)。
(20)重復水密性試驗 (ASTM E331)。
(21) 1.5倍設計風壓測試(ASTM E330)。
試驗將國標規范與美國規范進行了整合，對水密性試驗進行了強化，進行了動態水密性試驗與多次的重復水密性試驗，確保在試驗中能夠發現幕墻系統設計與生產制造上的不足。
圖七 實體幕墻模型試驗過程中
圖八 模型試驗的出現的部分漏水
圖九 模型試驗的開啟窗部位漏水
在動態水密性測試(AAMA 501.1)過程中，由飛機頭螺旋槳產生的最大風速對幕墻形成風壓，在15S 內施加至1000Pa的壓力，在該壓力下以3.4 L/(m2·min)的淋水速度，持續淋水15 分鐘，淋水裝置為外噴淋，在此條件下檢查幕墻固定部分接縫是否有滲漏。在解除壓力情況下，關閉淋水裝置，待模型狀態穩定，進行檢查試驗過程出現的部分漏水，根據滲漏情況，進行檢查分析滲漏的原因，改進幕墻系統生產制造工藝。
在本項目試驗過程中，有多次重復性的水密性試驗。在進行抗風壓試驗與變形位移試驗后面再進行多次重復水密性試驗，這樣能夠檢測幕墻在經過狂風暴雨及位移變形后需繼續保持幕墻水密性的功能。
在檢測過程中，幕墻模型發生了開啟窗漏水及多點固定玻璃漏水的情況。在對照生產裝配圖紙與現場樣板情況，發現漏水的原因如下：
1，部分單元體板塊裝配工藝不過關，應密封處理的地方沒有進行有效密封。
2，部分單元體排水孔沒按圖生產，導致雨水導排不暢。
3，模型單元體樣板封邊料沒完全按圖施工，導致模型封邊處漏水。
4，開啟窗膠條設置有誤，導致密封性差。
針對模型檢測中發生的問題，查找原因，分析問題，進行改進幕墻工藝制造，并提出更高的質量標準，這些修訂工藝文件同時作為批量生產幕墻的工藝依據與檢查文件。
五 、現場質量檢查
在幕墻進行生產施工過程中，作為本項目的幕墻設計方與幕墻顧問工程師，對幕墻生產制造過程中每一個工藝環節進行質量的檢查工作。對照項目施工圖生產圖技術要求及規范，在幕墻承包商生產工廠進行全面的質量檢查工作，對于影響防水方面的工藝是檢查中的重點。在檢查中，也發現了若干的質量問題，包括：打膠不合格、鋁材銑切錯誤、膠條密封情況、型材裝配拼接等各種各樣的問題。通過檢查結果，要求幕墻承包商進行改進生產工藝施工工藝，并制定有效的質量管理方式。
圖十
圖十一
圖十與圖十一，是在幕墻承包商生產工廠進行質量檢查時發現質量問題的照片。這些問題反映了工廠對技術質量要求的不足，細節裝配拼縫密封不能夠滿足技術要求，在工藝孔加工時破壞單元體幕墻插接翅，這樣的單元體幕墻將不可避免的會帶來漏水的出現。對于這些工藝水平不滿足技術要求與規范的，需立即停止生產作業，進行工藝整改，重新制定可行的工藝文件與質量檢查文件，經過建筑師、顧問、監理、業主代表聯合審批認為可以達到質量要求方可繼續進行生產工作。
在現場安裝過程中，為驗證現場幕墻安裝完成后的水密情況，根據AAMA501.2-03及其描述的設備，進行現場的幕墻淋水試驗。選取現場的已完工的幕墻單元，分別按照確定的測試階段與板塊分別進行測試。按照AAMA501.2-3，選擇滿足要求的噴嘴，確定試水水壓，在距離玻璃表面305mm左右，對著幕墻垂直接縫與橫向接縫及開啟接縫進行現場噴淋，并進行緩慢的來回移動，以觀察幕墻的密封情況。如果在試驗中發生漏水情況的，必須及時檢查分析原因，改進問題所在，降低以后產生幕墻漏水的機會。并在現場幕墻問題修改完成后再次進行現場淋水試驗，確保最終幕墻的水密性能。
六 、幕墻防水的總結
建筑幕墻的防水是一個系統工程，本文也僅僅介紹了典型的設計思路與水密性試驗方式。但是，針對具體某一個幕墻項目而言，防水的考慮必須針對項目的每一個外墻技術環節，每一個工藝過程，分析考慮外幕墻的各種標準系統的導排水設計，各類轉角的設計，及不同幕墻之間的防水考慮，女兒墻收口位置，景觀地面收口位置，都是幕墻防水的重點考慮環節。
幾乎所有的圖紙的設計都僅僅是表達理想狀態，性能試驗的檢測也僅僅是對來樣負責，在具體幕墻項目的實施過程中，工程師必須針對每一個工藝環節進行質量的檢查工作。事實上，國內的幕墻承包商技術能力參差不齊，幕墻專業的技術工人也非常的缺乏，在很多時候，能夠將圖紙表達的幕墻系統變成理想狀態的幕墻產品，其道路非常的漫長。
只有對幕墻系統設計、幕墻制造工藝、幕墻質量品質、現場質量檢查等各工作階段的全面的控制，在生產施工中遇到問題能夠及時落實，研究問題的原因并有效解決問題，最終才能夠實現比較完美的幕墻產品與可靠的幕墻水密性保證。
參考文獻：
《建筑幕墻》GB/T 21086-2007
《建筑幕墻氣密、水密、抗風壓性能檢測方法》 GB/T 15227-2007
AAMA 501.1-05 Standard Test Method For Water Penetration Of Windows, Curtain Walls And Doors Using Dynamic Pressure
AAMA 501.2-03 Quality assurance and diagnostic water leakage field check of installed storefronts, curtain walls, and sloped glazing systems
作者：李德生
蘇州設計研究院幕墻中心主任、幕墻總監
山東華建集團幕墻研發顧問
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