1.引言
在建筑設(shè)計與施工技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，建筑物外墻雨水滲透問題仍是困擾工程師們的一大難題。驅(qū)動雨水滲漏的動力因素包括雨滴動能、表面張力、重力、毛細作用、氣流搖曳以及墻體兩側(cè)的壓差等。研究人員普遍認為絕大多數(shù)情況下造成雨水滲漏的最主要的動力因素是墻體兩側(cè)的壓差。壓差可由煙囪效應(yīng)、機械通風系統(tǒng)和自然風等引起，其中自然風引起的壓差最為顯著。因此減小自然風作用下墻體兩側(cè)的壓差式減小雨水滲漏的關(guān)鍵，“雨幕原理”由此應(yīng)運而生。
2. 雨幕原理和壓力平衡在幕墻設(shè)計中的應(yīng)用
2.1雨幕原理和壓力平衡的關(guān)系
“雨幕原理”和“等壓設(shè)計”雖然密切相關(guān)，但事實上相互獨立的。“雨幕原理”是美國ＡＡＭＡ鋁協(xié)會提出的理論，主要指建筑幕墻在設(shè)計過程中如何避免雨水造成滲透的一種理論，是一種消除滲漏的科學方法。
雨幕原理是一個設(shè)計原理，它指出雨水對這一層“幕”的滲透將如何被阻止的原理，在這一原理應(yīng)用中，其主要因素為在接縫部位內(nèi)部有空腔，其外表面的內(nèi)側(cè)壓力在所有部位上一直保持和室外氣壓相等，以使外表面兩側(cè)處于等壓狀態(tài)，其中提到的外表面即“雨幕”。“雨幕”僅指墻體或墻體元件的外皮或表面的暴露于外界氣侯因素部分。由此可知“雨幕原理”的應(yīng)用對于取得壓力平衡設(shè)計是必要的，反過來說，一個壓力平衡設(shè)計又依賴于這一原理。
壓力平衡的取得是有意使開口處于敞開狀態(tài)，使空腔與室外空氣流通，以達到壓力平衡。這個效應(yīng)是由外壁后面留有空腔所形成，此空腔必須和室外聯(lián)通才能達到上述目的，由于風的隨機性造成的陣風波動亦需在外壁兩側(cè)加以平衡。
“雨幕”是建筑物外露表面或幕墻的體表部分，采取合理措施避免雨水的侵入，而“等壓設(shè)計”則是對“雨幕原理”的補充，通過壓力平衡達到防雨水滲漏的目的。“等壓設(shè)計”和“雨幕原理”面臨同樣的同題：實際工藝措施，外界環(huán)境的變化，風力的影響等。綜上，“雨幕原理”結(jié)合等壓設(shè)計是提高產(chǎn)品水密性的重要措施。圖1是壓力平衡雨幕墻示意圖。
2.2雨幕原理在工程中的應(yīng)用分析
幕墻發(fā)生滲漏要具備三個要素：
1．幕墻表面有縫隙；
2．幕墻表面縫隙周圍有水；
3．有使水通過縫隙進入幕墻內(nèi)部構(gòu)作用力。
上述三個條件如果缺少一個，滲漏就不會發(fā)生。對于水和縫隙兩個因素，是無法排除和避免的，因為雨水是自然界中存在的，而縫隙則是幕墻結(jié)構(gòu)本身限定的。由此看來，只有消除第三個因素——使水通過縫隙進入幕墻內(nèi)部的作用力，從面達到幕墻防雨滲漏的目的。
能導致滲水的作用力有六種，分別是重力、動能、毛細作用、表面張力、空氣流動、壓力差。分析以上六種用力，參見圖2a，在接縫構(gòu)設(shè)計過程中，控制重力的方法是很簡單的。
第二種作用力為動能，參見圈2b，在風的作用下．雨水以相當大的速度接近墻面，其沖擊力足以便其穿過墻體上的開口，這種情況可以通過擋水槽或擋水板實現(xiàn)阻水目的。
第三種作用力為毛細作用．參見圖2c．常發(fā)生在寬度足夠小的兩個潮濕表面之間。控制毛細作用的方法是在接縫中設(shè)間隔或大的空氣聞隙，該縫辣寬度要大于毛細縫
第四種作用力為表面張力，參見圖2d，這種張力是由于設(shè)計不合理造成的，雨水附著在墻體上，并沿墻體底部區(qū)域流動．防止這種作用的方法是在檐體的外緣設(shè)置滴水板。
綜上，前四種作用已成為人們所認識，在建筑及幕墻設(shè)計上用傳統(tǒng)的方法可以很容易地控制，避免由于以上原因產(chǎn)生的滲漏。
另外還有兩種作用力，空氣流動和壓力差，是由風而引起的，也是最難控制的力。如圖2ｅ所示，氣流由幕墻表面的風壓差形成，或是由墻體上的空洞對流產(chǎn)生。還有一種情況下，水存在開口的一側(cè)且此側(cè)的壓力大于另一側(cè)的壓力，滲求情況必然會發(fā)生。壓力差如圖2ｆ所示，它也可由微風引起，這種壓力的作用是產(chǎn)生雨水滲漏的主要原因。控制它的傳統(tǒng)方法是采取嚴密的密封方式解決，但更可行的辦法是應(yīng)消除縫隙兩側(cè)的壓力差，達到完全等等壓效果。
雨屏和壓力平衡體系的要領(lǐng)參見圖3示意。圖3Ａ中由于外側(cè)壓力大，水通常會因為壓差作用流過外表面的任何縫隙。圖3b中由于外表面兩側(cè)壓力是相等的，面且接縫設(shè)計 可避免因重力、動能、表面張力或毛細作用產(chǎn)生的滲漏，因此水無法滲過它。但是如果在外層的后面產(chǎn)生并保持壓力，在那一側(cè)也必須保持空氣壓力，如圖3c所示，就必須設(shè)一個內(nèi)層擋氣板，等壓墻體由一個有開口的外層雨幕和一個致密的內(nèi)墻構(gòu)成。在兩者之間有一個氣室。它可保證室外側(cè)與氣室壓力平衡，因此戶外和建筑物內(nèi)側(cè)存在壓力差，不會作用在外層表面而是內(nèi)層擋氣板上，且擋氣板必須是一個不可滲漏的薄膜，并能夠承受外界風力。由于內(nèi)層擋氣板不會被淋濕，在其所有的接縫上的密封不需要阻擋水和風的流動。為了使建筑結(jié)構(gòu)能作為建筑物的墻體，如圖3d所示．在氣密的內(nèi)側(cè)必須增加一層隔熱材料。擋氣板可以是放置在隔熱層或內(nèi)墻任一側(cè)的連續(xù)薄膜，也可以是沒有開口接縫的內(nèi)裝修。
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