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研究生: 史文成
Shih, wen-chen
論文名稱: 單元式金屬帷幕牆開放式接頭防水設計之研究
A Study of Waterproof Design on Open Joint of the Unitized Metal Curtain Wall
指導教授: 陳太農
Chen, Tae-Nung
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 規劃與設計學院 - 建築學系
Department of Architecture
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 154
中文關鍵詞: 開放式接頭等壓空間容積等壓原理防水設計
外文關鍵詞: waterproof design, pressure equalization, pressure equalization capability, open joint
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  • 高層建築因預組化及輕量化趨勢,單元式帷幕牆被廣泛地使用,然而在高層建築的外牆,其水密性能的滿足是相當重要的。防水的演變從一次填縫方式、二次填縫方式發展至現今的開放式防水設計,其防水原理從阻擋式變成誘導式防水,為防水設計的重大突破。現今業界對開放式接頭之設計,各家系統皆不相同,係多根據案例經驗來調整其接頭大小與接縫,並無一定規則可依循,故針對開放式接頭之防水設計作進一步之探究。

    本研究目的希望透過開放式接頭設計類型與量化比例分析,提供業界未來設計開放式接頭之基礎資料,以提供後續業界之設計發展;另一方面,提供建築師對於單元式帷幕牆之基本設計時,在其立面的分割或外觀型式,可直接對應其後續防水性能之考量。

    研究方法透過文獻的搜集與瞭解,探討開放式接頭防水設計影響因子,並經由現場調查與專家訪談,瞭解業界對於防水設計之重點與考慮因子;並進一步搜集實際大樓案例與資料,透過比較其案例異同,進行整理與分析,歸納出開放式接頭之設計原則及量化範圍。

    本研究成果如下:
    一、單元版片大小設計:
    其長度一般為樓層高,寬度建議值為120-150cm;單元版寬度越小其排水亦越快。
    二、單元間等壓空間類型:
    可分為二等壓空間類型、三等壓空間類型及二等壓空間加延伸裝修類型。
    三、開放式接頭防水機制(詳如附圖)
    從室外到室內之防水設計可分為三部分:
    (1)對外防水設計:
    將大部分水擋於室外之設計,其型式可分蓋版或阻水版設計型式。
    (2)水密設計:
    兩個等壓空間之間阻擋水侵入之設計,其型式為水密線設計型式。
    (3)氣密設計:
    最後一道之防水措施,要求完全氣密,抵擋水侵入室內,其型式為氣密線設計型式。

    四、等壓性能:
    以等壓空間容積(V)/ 通風面積(A)比值範圍作為等壓性能 之判定,本研究提供擬定等壓空間大小與單元接縫開口比值之參考數值。其V/A比值越大,達到等壓所需時間越長;越小則所需時間越短。經實際案例分析結果,其二等壓空間類型(包含二等壓空間加延伸裝修)之V/A比值介於538.95 ~ 884.24 mm之範圍;三等壓空間類型之V/A比值為811.25 mm。

    五、量化參考值:
    (1)單元接縫開口寬度,建議初步設計值為20 mm,
    考慮同時滿足層間變位以及防水性能需求。
    (2)接頭空間內水平構件之容許水位高度,建議值為70-75 mm。

    The unitized curtain wall has been used extensively because of the tendency of lightweight and unitized of the high-rise. Thus, it is very important for standard water penetration in the building of high-rise.

    The waterproof system evolves from once-sealant joint and twice- sealant joint to the current open waterproof design. The theory of waterproof varies from fending off water to guidable drainage, which is a significant breakthrough in waterproof design.

    Nowadays, the design of open joint varies greatly in the field of Taiwan. The adjustment of the joint size and the joint width is made, mostly based on the past case experiences. In other words, there is no rule to follow.
    It is, thus, for this reason that this research is aimed to make a further study on the waterproof design of open joint.

    Through the analysis of different types and quantification of open joint, the research purpose is to provide the reference material for the designers,to pave the way for the further development in this field. On the other hand,
    as for the future consideration of waterproof design, the research provides architects with the elevation drawing and apparel type of unitized curtain wall.

    There are three stages in the research method.

    Stage I: through literature and study, the research method discusses the determinants in waterproof design of open joint.
    Stage II:by way of field survey and interview with the authorities,the research deals with the key points and considering factors in the waterproof design.
    Stage III:by collecting actual building cases and data, the research tries to compare the similarities and differences of various cases. Through collate and analysis, the research generalizes the design principles and quantification of open joint as well.

    The results of the research are as follows:

    1.Unitized plate dimension design:
    Generally, the length is the floor height, and the suggested width of the dimension is 120-150cm.
    The narrower the width of the unitized plate is, the faster the drainage goes.

    2. The types of pressure equalization twixt unitized:
    Two-pressure equalization space type;
    Three-pressure equalization space type;
    Two-pressure equalization space and extended type

    3. The waterproof mechanism of open joint:
    there are three parts from outside to inside.
    (1) Outside waterproof design:
    It is designed to baffle water outside, and the types include cover plate and baffle plate.
    (2) Water penetration design:
    The design aims to stop water from flowing into the next pressure equalization space.
    The type compartmentalizes water penetration design.
    (3) Air Infiltration design:
    The final waterproof design tries to keep water from coming inside; the type, which requires compartmentalizes air infiltration design.

    4. pressure equalization capability:
    The pressure equalization capability can be determined by the ratio range of pressure equalization space dimension(V)/ blowhole area(A).
    The dimension of the pressure equalization space means the total dimension of Va+Vb in Two-pressure equalization space type. It means the dimension total of Va+Vb+Vc in Three-pressure equalization space type.
    The research aims to provide the design reference data-- pressure equalization space dimension(V)/ blowhole area(A). The larger V/A ratio is, the more time it takes to reach pressure equalization. The results of actual case study show that V/A ratio range is from 538.95 to 884.24 mm in Two-pressure equalization space type. It is 811.25 mm in Three-pressure equalization space type.

    5、reference quantification:
    (1)The suggested width of joint should be 20mm, which could meet the need of floor drift and waterproof design.
    (2)The suggested seamark of the horizontal joint could be 70-75mm.

    摘要 目錄 表目錄 圖目錄 照片目錄 第一章 緒論 1-1 研究動機------------------------------------------------------------------------------------ 1-1 1-2 研究目的------------------------------------------------------------------------------------ 1-2 1-3 研究範圍------------------------------------------------------------------------------------ 1-3 1-4 研究方法------------------------------------------------------------------------------------ 1-4 1-5 研究流程------------------------------------------------------------------------------------ 1-5 第二章 單元式帷幕牆系統及開放式接頭防水設計 2-1 主要參考文獻----------------------------------------------------------------------------- 2-1 2-2 帷幕牆之基本認知---------------------------------------------------------------------- 2-3 2-2.1 帷幕牆之定義--------------------------------------------------------------------- 2-3 2-2.2 帷幕牆之類型--------------------------------------------------------------------- 2-3 2-2.3 帷幕牆之性能--------------------------------------------------------------------- 2-6 2-3 帷幕牆之防水設計---------------------------------------------------------------------- 2-9 2-3.1 防水基本原理--------------------------------------------------------------------- 2-9 2-3.2 防水工法之演變 ---------------------------------------------------------------- 2-11 2-3.3 等壓原理與其應用-------------------------------------------------------------- 2-12 2-4 單元帷幕牆之認知---------------------------------------------------------------------- 2-17 2-4.1 單元帷幕牆之定義-------------------------------------------------------------- 2-17 2-4.2 單元帷幕牆之特性-------------------------------------------------------------- 2-17 2-5 開放式接頭之認知與原理應用----------------------------------------------------- 2-19 2-5.1 開放式接頭之認知-------------------------------------------------------------- 2-19 2-5.2 開放式接頭之防水原理應用-------------------------------------------------- 2-20 2-6 開放式接頭系統設計------------------------------------------------------------------- 2-24 2-6.1 開放式接頭接合系統----------------------------------------------------------- 2-24 2-6.2 開放式接頭防水系統----------------------------------------------------------- 2-30 2-6.3 案例介紹--------------------------------------------------------------------------- 2-35 2-7 開放式接頭之防水因子研擬-------------------------------------------------------- 2-37 第三章 調查計畫 3-1 前言------------------------------------------------------------------------------------------- 3-1 3-2 調查目的------------------------------------------------------------------------------------ 3-1 3-3 調查方法與內容-------------------------------------------------------------------------- 3-1 3-4 調查對象選擇----------------------------------------------------------------------------- 3-1 3-5 專家訪談結果歸納---------------------------------------------------------------------- 3-2 第四章 案例整理與分析 4-1 案例基本資料----------------------------------------------------------------------------- 4-1 4-2 開放式接頭防水設計型式分類----------------------------------------------------- 4-2 4-3 開放式接頭量化比例------------------------------------------------------------------- 4-11 4-3.1 開放式接頭之等壓空間比例 -V/A分析----------------------------------- 4-11 4-3.2 縱向深度分析----------------------------------------------------------- 4-17 4-3.3 開放式接頭之容許水位高度-------------------------------------------------- 4-22 4-4 小結------------------------------------------------------------------------------------------ 4-23 第五章 開放式接頭設計原則及基本模型推論 5-1 開放式接頭設計原則歸納------------------------------------------------------------ 5-1 5-2 開放式接頭設計模型------------------------------------------------------------------- 5-1 5-2.1 開放式接頭設計層面----------------------------------------------------------- 5-8 5-2.2 開放式接頭設計模型推論----------------------------------------------------- 5-10 第六章 結論與建議 6-1 結論------------------------------------------------------------------------------------------- 6-1 6-2 建議------------------------------------------------------------------------------------------- 6-3 6-3 後續研究建議----------------------------------------------------------------------------- 6-3 參考文獻 附錄 附錄一 案例分析表 附錄二 期刊 《Pressure Equalization Performance of a Metal and Curtain Wall》 附錄三 期刊 《玻璃金屬帷幕牆之等壓行為》郭炳宏譯

    【中文書籍】
    C01 莊嘉文《超高層建築施工及實例》,詹式圖書,1983年
    C02 中華民國建築學會《台灣地區帷幕牆建築綜合性能之研究研究報告》,1985年
    C03 陳慶銘、王榮吉、施乃中《帷幕牆工程標準規範與解說之擬定》,1992年
    C04 游顯德 《建築防水工程與施工規範及解說之研究》,中華民國建築學會,1994年
    C05 大境研究室《建築帷幕牆工程標準規範.解說》,1994年
    C06 石正義《帷幕牆構法專集》,1994年
    C07 蕭江碧計畫主持;游顯德, 謝宗義共同主持《建築物防水設計手冊之研擬》,
    內政部建築研究所研究,2000年
    C08 帷幕牆技術發展協會《單元式金屬帷幕牆設計、製作、安裝研討會》,2000年
    C09 日本建築學會原著,張靜惠譯《建築構造圖解教材》,科技圖書,2001年
    C10 Edward Allen原著,呂以寧譯《建築構造的基本原則》,六合,2001年
    C11 張芹編《01 BY 101建築幕牆膠縫構造圖集》,上海科學技術文獻出版社,2001年
    C12 吳卓夫、蘇志民、鄭奕孟、吳偉國增訂二版《營造法與施工》,建泉圖書,2002年
    C13 劉慶男、黃清毅、徐金水《建築物預製金屬帷幕牆施工安裝作業手冊》,
    內政部建築研究所,2002年
    C14 趙西安,《建築幕牆工程手冊》,中國建築出版社,2002年
    C15 黃清毅、徐金水《金屬帷幕牆設計技術手冊之編訂》,內政部建築研究所,2003年
    C16 帷幕牆技術發展協會《建築物預製金屬帷幕牆施工安裝作業研討會》,2003年
    C17 陳文祈、黃清毅《風雨試驗與大樓外牆品質診斷實驗研究》,2003年
    C18 崔征國譯《圖解辭典 建築的整體組構》,詹式書局,2003年
    C19 台灣建築報導雜誌社《台灣建築》,2004年9月
    C20 葉祥海 《金屬帷幕牆製造作業技術手冊之編訂》,內政部建築研究所,2004年
    C21 李玉生、陳太農《具遮陽與節能效異單元式帷幕牆開發之研究》,
    內政部建築研究所研究計畫,2008年
    C22 陳太農《台灣地區單元式帷幕牆調查研究》,工研院委託學術機構研究計畫
    C23 某帷幕牆廠商之教育訓練教材

    【中文論文】
    A01 許正傑《開放式接縫對雙重牆空氣層風壓之探討-以實驗模擬 之》,成大建研碩論,1996年。
    A02 蕭天健《單元式帷幕牆之個案研究-以T&C TOWER為例》, 成大建研碩論,1997年
    A03 陳震宇《帷幕牆安裝鐵件接合機制之探究》,成大建研碩論,2000年
    A04 紀志旻《帷幕牆不同構法間界面整合之研究-以單元式構法為主體探討之》,
    成大建研碩論,2003年
    A05 陳兆華《風攻角對雨屏牆等壓性能之研究》,成大建研博論,2005年
    A06 鄭佳欣《雨屏透風孔幾何形狀對雨屏牆等壓性能之研究》,成大建研博論,2005年
    A07 許正傑《等壓雨屏牆風載之研究》,成大建研博論,2007年

    【中文期刊】
    B01 天瑞國際事業有限公司《氣環單元式帷幕牆系統簡介》,帷幕牆會刊,1995年
    B02 郭炳宏《帷幕牆與高層建築》,帷幕牆會刊,1995年
    B03 郭炳宏《帷幕牆系統設計概念》,帷幕牆會刊,1995年
    B04 Dr.Raymond《帷幕牆抓漏設計的演進》,帷幕牆會刊,1995年
    B05 陳滄《雨幕原理和幕牆平衡在幕牆設計中的應用》, 建築施工第23卷第5期,2001年
    B06 張智宇《等壓原理在幕牆防水設計中的實際應用》,鋁加工第25期,2002年
    B07 郭炳宏譯《玻璃金屬帷幕牆之等壓行為》,空間雜誌建築技術增刊15號
    B08 葉文凱《預鑄混凝土帷幕牆等壓防水原理》,土木技術第1卷第3期

    【外文期刊】
    E01 U.Ganguli and R.L.Quirouette《Pressure Equalization Performance of a Metal and Curtain Wall》,1987
    E02 K. Suresh Kumar《Pressure Equalization of Rainscreen Ralls:a Critical Review》,2000

    【外文書籍】
    EB1 William D. Hunt. 《THE CONTEMPORARY CURTAIN WALL》,New York :F.W. Dodge,1958.
    EB2 Rolf Schaal ; translated by Thomas E. Burton 《Curtain walls :design manual》,New York :Reinhold,1962.
    EB3 Jeong, Ji-seong《DETAIL NOW-CURTAIN WALL》,CA Press Co.,2008

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2008-08-22公開
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