幕墙作为建筑的外围护结构，还必须具备幕墙节能及变形承受的功能。在幕墙系统设计考虑过程中，节能与防水是一起进行综合考虑的。本项目的设计是采用了注胶节能设计，并且在插接缝隙位置使用了专门设计的密封条与隔热胶型材及节能玻璃共同形成完善的节能体系。同时，在设计时还需要考虑幕墙变形的承受，对于插接深度均需进行研究，考虑幕墙的变形位移，确保在发生幕墙变形时也能够满足幕墙的水密气密功能。
在幕墙系统设计时，需考虑以下的位移对幕墙性能产生的影响，包括：设计
荷载造成的
翘曲，设计
风荷载重复周期作用下造成的翘曲，建筑位移造成的尺寸和形状改变：包括沉降、
收缩、
弹性压缩、
楼板梁
挠度、
裂缝、风造成的摇摆、地震活动、扭曲、倾斜、温差和潮湿引起的位移。
图四
图四表达的是单元体幕
墙板块之间的
伸缩缝的设置与变形情况。根据伸缩缝的分析结果，确定标准位的插接伸缩缝尺寸为A。在变形时单元体板块相对位移时，
拉伸状态下最大缝隙尺寸为B。在压缩状态下最小缝隙尺寸为C。幕墙系统设计的要求需保证在无论是在拉伸状态还是在压缩状态下，均需保证幕墙的基本性能，并依旧能够实现幕墙性能的保证。
图五
图五表达的是此幕墙系统节能计算的温度云图，图中能够看到，经过节能玻璃、注胶隔热、密封胶条的合理设计，实现了较好的节能保温性能，本项目的幕墙整体U值经过分析计算为2.29 W/(m2˙K)，满足了本项目节能的要求。
图六
在本项目中，因为建筑特征的特殊性，外幕墙不是一个连续完整的平面，而是具有很多各种角度的幕墙体系，对此，幕墙系统设计进行专门的分析考虑，使幕墙系统的密封性能保证连续完整。图六即为各种角度变化的单元体幕墙系统做法。但无论幕墙外观是如何变化，均是按照等压结构导排水及密封连续性的原则来进行复杂的系统考虑及细节设计，并在设计中同时考虑生产制造的可行性。
四、幕墙模型性能试验
在设计过程中，所有的幕墙系统设计与细节的考虑均是基于理论情况与过去的项目经验而进行，但自然界复杂的气候条件及建筑的不同特征与特点决定了每个项目的幕墙系统独特性。所以，在进行幕墙大批量生产制造前需进行幕墙模型性能试验的检验，并且根据试验情况进行可能的设计与制造工艺的调整。
为了在试验过程中准确模拟自然界的恶劣天气，本模型的试验采用了中国标准与美标动态水密性试验相结合的试验。按照美标AAMA 501.1-05，用飞机头螺旋桨产生的最大风速对幕墙形成风压，结合外雨水喷淋的做法，准确模拟狂风暴雨的状态来测试幕墙系统的水密性能。
本项目试验在江苏省建筑工程质量检测中心有限公司苏州检测基地进行，按照以下试验流程进行：
(1)打开、关闭开启窗50次。
(2)预加压测试。
(3)国标气密性测试(GB/T 15227)。
(4)美标气密性测试(ASTM E283)。
(5)静态水密性测试(ASTM E331)。
(6)动态水密性测试(AAMA 501.1)。
(7)静态水密性测试(GB/T 15227)。
(8)抗风压性能试验(GB/T15227)。
(9)抗风压性能试验(ASTM E330)。
(10)重复水密性试验 (ASTM E331)。
(11)平面内变形性能-竖直方向。AAMA501.4
(12)重复水密性试验 (ASTM E331)。
(13)平面内变形性能-水平方向。AAMA501.4
(14)平面内变形性能-水平方向。GB/T 18250
(15)重复水密性试验 (ASTM E331)。
(16)垂直于幕墙平面方向变形性能 AAMA501.4
(17)重复水密性试验 (ASTM E331)。
(18)擦窗机销座荷载试验。
(19)重复美标气密性测试(ASTM E283)。
(20)重复水密性试验 (ASTM E331)。
(21) 1.5倍设计风压测试(ASTM E330)。
试验将国标规范与美国规范进行了整合，对水密性试验进行了强化，进行了动态水密性试验与多次的重复水密性试验，确保在试验中能够发现幕墙系统设计与生产制造上的不足。
图七 实体幕墙模型试验过程中
图八 模型试验的出现的部分漏水
图九 模型试验的开启窗部位漏水
在动态水密性测试(AAMA 501.1)过程中，由飞机头螺旋桨产生的最大风速对幕墙形成风压，在15S 内施加至1000Pa的压力，在该压力下以3.4 L/(m2·min)的淋水速度，持续淋水15 分钟，淋水装置为外喷淋，在此条件下检查幕墙固定部分接缝是否有渗漏。在解除压力情况下，关闭淋水装置，待模型状态稳定，进行检查试验过程出现的部分漏水，根据渗漏情况，进行检查分析渗漏的原因，改进幕墙系统生产制造工艺。
在本项目试验过程中，有多次重复性的水密性试验。在进行抗风压试验与变形位移试验后面再进行多次重复水密性试验，这样能够检测幕墙在经过狂风暴雨及位移变形后需继续保持幕墙水密性的功能。
在检测过程中，幕墙模型发生了开启窗漏水及多点固定玻璃漏水的情况。在对照生产装配图纸与现场样板情况，发现漏水的原因如下：
1，部分单元体板块装配工艺不过关，应密封处理的地方没有进行有效密封。
2，部分单元体排水孔没按图生产，导致雨水导排不畅。
3，模型单元体样板封边料没完全按图施工，导致模型封边处漏水。
4，开启窗胶条设置有误，导致密封性差。
针对模型检测中发生的问题，查找原因，分析问题，进行改进幕墙工艺制造，并提出更高的质量标准，这些修订工艺文件同时作为批量生产幕墙的工艺依据与检查文件。
五 、现场质量检查
在幕墙进行生产施工过程中，作为本项目的幕墙设计方与幕墙顾问工程师，对幕墙生产制造过程中每一个工艺环节进行质量的检查工作。对照项目施工图生产图技术要求及规范，在幕墙承包商生产工厂进行全面的质量检查工作，对于影响防水方面的工艺是检查中的重点。在检查中，也发现了若干的质量问题，包括：打胶不合格、铝材铣切错误、胶条密封情况、型材装配拼接等各种各样的问题。通过检查结果，要求幕墙承包商进行改进生产工艺施工工艺，并制定有效的质量管理方式。
图十
图十一
图十与图十一，是在幕墙承包商生产工厂进行质量检查时发现质量问题的照片。这些问题反映了工厂对技术质量要求的不足，细节装配拼缝密封不能够满足技术要求，在工艺孔加工时破坏单元体幕墙插接翅，这样的单元体幕墙将不可避免的会带来漏水的出现。对于这些工艺水平不满足技术要求与规范的，需立即停止生产作业，进行工艺整改，重新制定可行的工艺文件与质量检查文件，经过建筑师、顾问、监理、业主代表联合审批认为可以达到质量要求方可继续进行生产工作。
在现场安装过程中，为验证现场幕墙安装完成后的水密情况，根据AAMA501.2-03及其描述的设备，进行现场的幕墙淋水试验。选取现场的已完工的幕墙单元，分别按照确定的测试阶段与板块分别进行测试。按照AAMA501.2-3，选择满足要求的喷嘴，确定试水水压，在距离玻璃表面305mm左右，对着幕墙垂直接缝与横向接缝及开启接缝进行现场喷淋，并进行缓慢的来回移动，以观察幕墙的密封情况。如果在试验中发生漏水情况的，必须及时检查分析原因，改进问题所在，降低以后产生幕墙漏水的机会。并在现场幕墙问题修改完成后再次进行现场淋水试验，确保最终幕墙的水密性能。
六 、幕墙防水的总结
建筑幕墙的防水是一个系统工程，本文也仅仅介绍了典型的设计思路与水密性试验方式。但是，针对具体某一个幕墙项目而言，防水的考虑必须针对项目的每一个外墙技术环节，每一个工艺过程，分析考虑外幕墙的各种标准系统的导排水设计，各类转角的设计，及不同幕墙之间的防水考虑，女儿墙收口位置，景观地面收口位置，都是幕墙防水的重点考虑环节。
几乎所有的图纸的设计都仅仅是表达理想状态，性能试验的检测也仅仅是对来样负责，在具体幕墙项目的实施过程中，工程师必须针对每一个工艺环节进行质量的检查工作。事实上，国内的幕墙承包商技术能力参差不齐，幕墙专业的技术工人也非常的缺乏，在很多时候，能够将图纸表达的幕墙系统变成理想状态的幕墙产品，其道路非常的漫长。
只有对幕墙系统设计、幕墙制造工艺、幕墙质量品质、现场质量检查等各工作阶段的全面的控制，在生产施工中遇到问题能够及时落实，研究问题的原因并有效解决问题，最终才能够实现比较完美的幕墙产品与可靠的幕墙水密性保证。
参考文献：
《建筑幕墙》GB/T 21086-2007
《建筑幕墙气密、水密、抗风压性能检测方法》 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
苏州设计研究院幕墙中心主任、幕墙总监
山东华建集团幕墙研发顾问
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