CN211873458U - 一种节能节水的水幕墙结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种节能节水的水幕墙结构，其包括若干个石材安装单元、若干个缓冲导流单元和给水单元，石材安装单元包括干挂钢架子单元和石材子单元，干挂钢架子单元包括第一纵梁、第二纵梁、连接梁、第一横梁、第二横梁和连接横梁，石材子单元包括第一石材、第二石材和连接石材，缓冲导流单元包括缓冲托盘和固定子单元，缓冲托盘包括底盘、内侧壁、外侧壁和底盘两端的挡板，固定子单元包括U形固定件和L形干挂件，L形干挂件固定在第一石材的下部背面，使缓冲导流单元固定于石材安装单元，并位于第一石材和连接石材的下方位置，给水单元包括蓄水槽、给水管、水泵机和集水池。该水幕墙结构具有节能节水、水幕均匀、施工便捷等优点。

Description

一种节能节水的水幕墙结构

技术领域

本实用新型涉及水幕墙的结构，具体涉及一种节能节水的水幕墙安装结构。

背景技术

20世纪八十年代，莫伯治先生首次将室外园林设计引入到室内，在白天鹅宾馆中设计的以“故乡水”点题的多层园林空间是当时影响最大的作品之一。为了在有限的空间内制造园林山水的效果，石材水幕墙从中国园林的造园特征中演变出来，它较好地融入到现代装修设计里，对提升建筑的品质、丰富空间环境和提升居住舒适感有很大助益，成为室内外装饰工程中一道独特而亮丽的景观。

传统的水幕墙导流体系通常仅使用石材、玻璃或金属板。石材较为笨重，体量较大，对水流的控制不足，难以建造较大型的水幕墙水景；玻璃的摩擦力不足，水直流而下，冲击力大，导致水的溅射范围大，噪音也随之增加；金属板则需要具有优良的耐腐蚀性，建造成本高，且同样不易控制水流的流量和噪音。总体而言，传统的水幕墙技术普遍存在的问题是，幕墙水流量控制不佳，水幕墙上部水槽出水量不均衡而导致水流不均衡，水量过小则整幅水幕不饱满，不能完全横向拉伸，水量过大则存在水花外溅、水雾较大、水流噪音大等现象。

而且，由于传统工艺对水流流速缺乏有效控制手段，导致水的利用率较低，需要配备大容量大功率的供水系统，不仅占用大量建筑空间，而且浪费水资源，能耗居高不下，难以满足当前社会对环保的需求。

可见，为解决水幕墙技术目前存在的上述问题，本领域技术人员亟需开发一种有助于改善水幕墙的水流均匀性和稳定性，减少水花外溅，同时兼具环保性能的水幕墙结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供了一种节能节水、水幕均匀、施工便捷的水幕墙结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种节能节水的水幕墙结构，其包括若干个石材安装单元1，若干个缓冲导流单元2和给水单元3。

所述石材安装单元1包括干挂钢架子单元11和石材子单元12。所述干挂钢架子单元11包括第一纵梁111、第二纵梁112和连接梁113，所述连接梁113的一端垂直连接于所述第一纵梁111的下部，另一端垂直连接于所述第二纵梁112的上部，所述连接梁113固定在墙面或基层钢架上。

所述干挂钢架子单元11还包括第一横梁114、第二横梁115和连接横梁116，所述第一横梁114连接固定于两个相邻的第一纵梁111之间，所述第二横梁115连接固定于两个相邻的第二纵梁112之间，所述连接横梁116连接固定于两个相邻的连接梁113之间。可依照设计需要确定相邻的两个第一纵梁111、两个第二纵梁112或两个连接梁113之间的横向距离，例如可以为1000～1500mm，如1200mm。相邻的第一横梁114与第二横梁115之间的距离可以为500～1000mm，如750mm。

为增强干挂钢架子单元11的抗腐蚀性，可以在第一纵梁111、第二纵梁112、连接梁113、第一横梁114、第二横梁115或连接横梁116上涂覆防水涂料，例如丙烯酸防水涂料、硅橡胶防水涂料、SBS改性乳化沥青防水涂料或氯丁橡胶改性沥青防水涂料，或者其他适合的防水涂料。丙烯酸防水涂料是以纯丙烯酸聚合物乳液为基料，加入其他添加剂而制得的单组份水乳型防水涂料。硅橡胶防水涂料是以硅橡胶乳液和其他高分子聚合物乳液的复合物为主要原料，掺入适量的化学助剂和填充剂等，均匀混合配制而成的乳液型防水涂料。SBS改性乳化沥青防水涂料是以SBS共聚热塑性弹性体作改性剂，对优质的石油沥青进行改性，并加入多种橡胶，合成树脂、表面活性剂，乳化剂、防霉剂等多种辅助材料，经专用设备精制而成的一种高弹性优质防水涂料。氯丁橡胶改性沥青防水涂料是以含有环氧树脂的氯丁橡胶乳液为改性剂，以优质的石油乳化沥青为基料，并加入表面活性剂、防霉剂等辅助材料精制成的防水涂料。这些防水涂料可以自行制备，也可采用市售的商品。优选涂覆在固定有石材的钢结构上。

所述石材子单元12包括第一石材121、第二石材122和连接石材123，所述第一石材121固定在所述第一纵梁111或第一横梁114上，所述第二石材122固定在所述第二纵梁112或第二横梁115上，所述连接石材123的一端垂直连接于所述第一石材121的下部背面，另一端垂直连接于所述第二石材122的上部正面，并且所述连接石材123固定在所述连接梁113或连接横梁116上。所述第一石材121和第二石材122的正面均设置有若干个横向凹槽。

石材子单元12中的第一石材121、第二石材122和连接石材123等可以通过干挂法固定在相应的钢结构上。例如，可以在第一纵梁111或其他钢结构上安装若干个角码，然后在第一石材121或其他石材的边缘或背面的相应位置开槽，将角码的另一端嵌入槽中并用胶粘剂固定。所使用的胶粘剂可以为环氧树脂胶粘剂、丙烯酸酯胶粘剂或聚氨酯胶粘剂，或者其他适合的胶粘剂。

所述缓冲导流单元2包括缓冲托盘21和固定子单元22。所述缓冲托盘21包括底盘211、内侧壁212、外侧壁213和底盘211两端的挡板214。所述内侧壁212和外侧壁213的高度均大于挡板214，并且均具有向所述缓冲托盘21内部弯折的折边。所述外侧壁213与底盘211、挡板214与底盘211之间的夹角均为90°，所述内侧壁212与底盘211之间的夹角为95～100°。

该向内弯折的折边有助于进一步防止水花外溅以及漏水。此外，该结构可较好地避免内侧壁212或外侧壁213的上部边缘割伤施工人员的手，并且在视觉上显得更加圆润，减少锋利边缘给人视觉上的压迫感。该折边上还可继续设置向内的折边，以增强前述效果。在本实用新型中，水流通常是面向外侧壁213而流下，因而溅水也主要朝向外侧壁213或内侧壁212，故两端的挡板214的高度可以小于外侧壁213和内侧壁212，如此也可节省原材料。

内侧壁212与底盘211之间采用前述角度可使导水孔215中的水流更为顺畅，并且在安装缓冲导流单元2之后，也可让导水孔215与第二石材122的正面之间保持适当距离，使水流能够横向拉伸，增强其在石材上的覆盖性。

所述固定子单元22包括U形固定件221和L形干挂件222，所述U形固定件221焊接在所述底盘211上，并且所述U形固定件221与L形干挂件222通过螺栓连接。所述内侧壁212与底盘211之间的连接处设置有若干个导水孔215，所述导水孔215的直径为1mm～5mm，导水孔215之间的间距为15～25mm。可以在底盘211上焊接若干个U形固定件221，其具体数量可根据缓冲托盘21的实际尺寸而按需确定。本领域技术人员可采用常规手段将U形固定件221焊接在底盘211上，例如可以将U形固定件221的两个脚焊接于底盘211，从而呈现出U形固定件221倒扣在底盘211上的外观。

所述L形干挂件222固定在所述第一石材121的下部背面，使所述缓冲导流单元2固定于所述石材安装单元1，并位于所述第一石材121和连接石材123的下方位置。L形干挂件222可以安装在第一石材121下端附近的背面，由此使第一石材121的下端与底盘211之间保持适当距离。L形干挂件222可通过本领域的常规方式固定于石材背面，例如可以使用螺栓固定，或者化学锚栓固定，或者可采用预埋方式在石材侧面或背面开槽，然后将L形干挂件222的一端嵌入槽中，再填充胶粘剂以固定，该胶粘剂可以为硅酮耐候胶或其他适合的胶粘剂。

所述给水单元3包括蓄水槽31、给水管32、水泵机33和集水池34。所述蓄水槽31位于水幕墙结构的顶部，所述集水池34位于水幕墙结构的底部，所述水泵机33置于集水池34中，所述给水管32的下端连接所述水泵机33，上端伸入所述蓄水槽31中。所述蓄水槽31和集水池34的纵剖面均呈倒L形阶梯状，其上层阶梯部分的横截面积大于下层阶梯部分的横截面积。所述蓄水槽31的上层阶梯部分靠近外侧的底部边缘处设置有若干个出水孔35，所述出水孔35的直径为1mm～5mm，出水孔35之间的间距为15～25mm。蓄水槽31的上层阶梯部分的横截面积大于下层阶梯部分，可以使水位在上层阶梯部分中的上升或下降相对较慢，确保出水孔35的流量和流速相对平稳。集水池34的上层阶梯部分的横截面积大于下层阶梯部分，一方面增大了池面的接水面积，水流不易溅出池外，另一方面则在不增加用水量的情况下，使水泵机33在集水池34的下层阶梯部分具有足够高的水位以供正常工作。为美观起见，可以在集水池34的内壁及周围粘贴饰面板，例如瓷砖或石材。本领域技术人员根据实际场地所需，可采用常规手段布置用于水泵机33等设备的供电线路及配套设施。此外，因水幕墙为用水环境，还可采用常规技术为这些供电线路及配套设施进行必要或适当的防水处理。

本领域技术人员容易理解，根据设计的需要，石材安装单元1和缓冲导流单元2可以设置为多个，一般而言呈现为上下层级式的排列形式。在此情况下，下层的石材安装单元1中的第一石材121、第一纵梁111、第一横梁114等部件即相当于上层的石材安装单元1中的第二石材122、第二纵梁112、第二横梁115等。反之亦然。此外，本领域技术人员也容易理解，最下层的石材安装单元1所流下的水流即流入集水池34，不需要经过缓冲导流处理，故最下层的石材安装单元1的下方不必安装缓冲导流单元2。例如，如果水幕墙设置了8层石材安装单元1，则可以只安装7个缓冲导流单元2。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述蓄水槽31的下层阶梯部分的宽度为200～300mm，高度为200～300mm，长度为5000～7000mm。所述蓄水槽31的上层阶梯部分的宽度为400～600mm，高度为30～70mm，长度为5000～7000mm。所述蓄水槽31的容量为0.3～0.6m³。所述集水池34的下层阶梯部分的宽度为300～500mm，高度为200～400mm，长度为300～500mm。所述集水池34的上层阶梯部分的宽度为1000～1500mm，高度为200～400mm，长度为5000～7000mm。所述集水池34的容量为2～3m³。所述水泵机33为潜水泵，位于所述集水池34的下层阶梯部分内。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述内侧壁212和外侧壁213的高度各自独立地为40～60mm，所述折边的宽度为5～15mm，所述挡板214的高度为30～50mm。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述横向凹槽包括若干个间次设置的主凹槽124和副凹槽125，所述主凹槽124的宽度为10～20mm，副凹槽125的宽度为2～8mm，主凹槽124和副凹槽125的深度为2～10mm，主凹槽124与副凹槽125之间的距离为2～10mm。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述主凹槽124的宽度为15mm，副凹槽125的宽度为5mm，主凹槽124和副凹槽125的深度为5mm，主凹槽124与副凹槽125之间的距离为5mm。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述连接梁113与水平面的夹角为10～15°，所述底盘211平行于所述连接梁113而设置，使所述缓冲托盘21的外侧壁213位置高于内侧壁212。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述第一石材121、第二石材122和连接石材123的背面涂覆有防水层，所述防水层采用硅酸盐类防水剂、有机硅低聚物类防水剂、丙烯酸类防水剂、有机氟硅类防水剂或有机氟碳类防水剂。硅酸盐类防水剂主要是以无机硅酸盐为有效成分的水溶液，其为应用最早的有机硅防护剂，如德国思诺石材化工的SINO-1000。有机硅低聚物类防水剂以硅烷单体或小分子结构的硅氧烷低聚物或二者的混合物为活性物质而配制的防护材料，如德国思诺石材化工的SINO-1100等。丙烯酸类防水剂是由丙烯酸树脂作为涂层，对被处理石材界面进行保护，可有效防止石材返碱水斑现象，如德国思诺石材化工的SINO-1600、SINO-1700等。有机氟硅类防水剂是利用有机氟特有的低表面特性和有机硅的小分子结构合成的一种多功能防护剂，如德国思诺石材化工的SINO-1200、SINO-1250、SIN0-1300等。有机氟碳类防水剂利用有机氟的极低表面张力，将其结合于丙烯酸树脂或者聚氨酯树脂，以获得渗透性和防护效果的双重结合，如德国思诺石材化工的SINO-2000、SINO-2500等。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述给水单元3还包括补水子单元，所述补水子单元包括位于集水池34中的浮球阀和接入集水池34的补水管，并且所述浮球阀设置在所述补水管的出口部分。

水流在水幕墙上流动的过程中不可避免地存在蒸发现象，特别是水膜较均匀、表面积较大的情况下，或者在空气较为干燥的季节或地区，水分的蒸发速度更是不容小觑。为避免集水池34中的水量减少而影响水泵循环泵水，继而影响水幕墙的流水效果和观感，在给水单元3中还设置有补水子单元，用以适时向给水单元3补充水量。在工作时，浮球阀随集水池34中的水位上升或下降，当水位低于设计水位时，浮球阀下降至阀门开启，补水管开始供水，浮球阀随着水量增加而上浮，当补充至设计水位时，浮球阀上升至关闭阀门，补水管停止补水。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述给水管32的出水口位于所述蓄水槽31的底部附近。所述集水池34的内壁涂覆有防水层，所述防水层采用聚合物水泥防水涂料、丙烯酸防水涂料、硅橡胶防水涂料、SBS改性乳化沥青防水涂料或氯丁橡胶改性沥青防水涂料。给水管32的出水口在蓄水槽31底部附近可以防止溅水。聚合物水泥防水涂料是由合成高分子聚合物乳液如聚丙烯酸酯、丁苯橡胶乳液等以及各种添加剂优化组合而成的液料与配套的粉料包括特种水泥、级配砂等复合而成的双组份防水涂料，既具有高分子聚合物材料的高弹性，又有无机材料的耐久性。

根据本实用新型的水幕墙结构，其中，所述内侧壁212与底盘211之间的夹角为96°。所述出水孔35的直径为2mm，出水孔35之间的间距为20mm。所述导水孔215的直径为2mm，导水孔215之间的间距为20mm。所述连接梁113与水平面的夹角为11°。所述缓冲托盘21采用2mm厚的拉丝不锈钢，所述U形固定件221采用3mm厚的镀锌扁铁，所述干挂钢架子单元11采用5mm厚的镀锌槽钢或镀锌角钢，所述蓄水槽31采用3mm厚的不锈钢板。

拉丝不锈钢即表面经过拉丝工艺处理的不锈钢。拉丝不锈钢可以很好的掩盖生产中的机械纹路、合模缺陷等问题，使其具有独特的金属质感，给人以高档、精致之感。镀锌扁铁、镀锌槽钢或镀锌角钢，是采用热镀锌技术，将除锈后的扁铁、槽钢或角钢浸入440～460℃左右融化的锌液中使其表面附着锌层，从而获得良好防腐蚀效果的金属材料。干挂钢架子单元11中的钢结构可以根据需要选用镀锌槽钢或镀锌角钢。例如，第一纵梁111、第二纵梁112和连接梁113可以使用镀锌槽钢，第一横梁114、第二横梁115和连接横梁116则可以使用镀锌角钢。镀锌槽钢的规格可以为8#镀锌槽钢，即80mm×43mm×5mm。镀锌角钢的规格可以为50mm×50mm×5mm。

所述内侧壁212和外侧壁213的高度均为50mm，所述折边的宽度为10mm，所述挡板214的高度为40mm。所述蓄水槽31的下层阶梯部分的宽度为250mm，高度为250mm，长度为6000mm。所述蓄水槽31的上层阶梯部分的宽度为550mm，高度为50mm，长度为6000mm。所述蓄水槽31的容量为0.39m³。所述集水池34的下层阶梯部分的宽度为400mm，高度为300mm，长度为400mm。所述集水池34的上层阶梯部分的宽度为1260mm，高度为300mm，长度为6000mm。所述集水池34的容量为2.3m³。

所述水泵机33的扬程为35米，流量为2.5m³/h，所述给水管32为6分管，并设置有前置过滤器。前置过滤器属于粗过滤设备，主要用于去除水中的沉淀杂质、铁锈、泥沙、微生物残骸、虫卵等大颗粒物质。

缓冲托盘21的尺寸可以根据实际需求设置，例如可以使外侧壁213位于第一石材121之外，从而让第一石材121的正面流下的水顺利进入缓冲托盘21中。在此情况下，缓冲托盘21的长度可以为6000mm，宽度可以为305mm。

还可以根据缓冲托盘21的尺寸来确定U形固定件221的尺寸。例如，U形固定件221的横梁长度可以为60～80mm，优选为70mm，两脚的长度可以为40～60mm，优选为50mm，U形固定件221的宽度可以为40～60mm，优选为50mm。

本实用新型中的石材可以采用大理石。由于大理石的质地相对较软，板体一般天然存在裂纹或裂隙，受力后容易造成断裂，因此可以在大理石石材背面进行贴网、抹灰。贴网可以使用玻璃纤维网格布，利用树脂胶粘贴，如市售的宝泽石材背网胶。抹灰则可以采用白水泥和107胶加水搅匀，像墙壁抹灰一样均匀抹在石材的背面，厚度可以不低于3mm，阴干备用。可以根据设计需求来选用大理石的颜色，例如可以为黑金沙大理石。本领域技术人员了解，该种大理石呈深黑色调，以含量较多的斜方辉石和基性斜长石组成，还含有一些橄榄石、磁铁矿等成分，“金沙”则为其中少量的古铜辉石，具有特殊的金属光泽。为使缓冲导流单元2和石材安装单元1在外观上呈现一致性，缓冲托盘21的颜色可以与石材的颜色相同或相近，例如均为黑色。

基于上述技术方案，本实用新型的节能节水的水幕墙结构具有但不限于以下有益效果：

1.本实用新型的蓄水槽的纵剖面设置为倒L形阶梯状，并在其上层阶梯部分的靠近外侧的底部边缘处设置若干个出水孔，可以使蓄水槽的水位上升到上层阶梯部分之内后，再经出水孔均匀流下。同时，由于上层阶梯部分的横截面积大于下层阶梯部分，故上层阶梯部分的水位上升或下降的速度相对缓慢，从而使出水口的流速更加稳定。

随后，水流在石材表面加速，然后流入缓冲导流单元。缓冲导流单元设置有若干个特定孔径和间距的导水孔，使水流从导水孔中均匀流出，结合利用水流的表面张力，使水幕更加均匀。同时，由于水流是借助于重力从缓冲托盘中流出，水的流速主要受缓冲托盘中水位高度的影响，因此在水幕墙运行一段时间后，该水位高度趋于平稳，水流速度也将保持稳定。故采用本实用新型的缓冲导流单元后，可以使水幕墙的水流更加稳定，减少水泵功率波动对流量的影响，有助于避免水流过快或过慢的问题，克服水花外溅、水流噪音大等不良现象。

2.在第一石材和第二石材的正面设置若干个横向凹槽，该横向凹槽的方向与水流方向是垂直的，可以利用水表面张力增强水流的横向拉伸效果，使水幕饱满均匀，观赏性更佳。而且借助水动力学理论的分析发现，将横向凹槽设置为间次排列的主凹槽和副凹槽，并采用本实用新型中特定的宽度、深度和间距，比传统水幕墙的水流速度缓慢、柔和，强化了流水的起伏和节奏，提升了观感效果。

3.通过使用本实用新型的水幕墙结构，尤其是特定结构的蓄水槽和缓冲导流结构，使水幕墙上的水流速度得到有效控制，单位时间内形成水幕的水量需求更低，即相应提升了水流的效用。由于水量需求降低，蓄水槽和集水池的容量均可相应减小，水泵机的功率也可相应降低，由此可获得既节水又节能的环保效果。

4.根据所需装饰需求，可以调整石材安装单元的使用数量，即可以设置多层的石材安装单元并相应配置多个缓冲导流单元，用以稳定水流，不会因水幕墙高度增加而加大流速导致溅水，使水流始终在可控范围内，从而获得更均匀的水幕效果。通过采用该结构还可以使水幕墙结构模块化，依据现场高度条件而设置石材的层数，有助于避免大规格石材过于沉重而不易运输、安装和固定的问题，不受传统水幕墙工艺的高度限制。此外，该结构设计所呈现的叠水装饰效果也更富有层次感和灵动性。

5.U形固定件与L形干挂件是通过螺栓连接，因而能够较为方便地拆卸下本实用新型的缓冲导流单元，易于检修和清理。尤其是北方水质偏硬，含有较多的钙镁离子，容易形成水垢堵塞导水孔，此情况下更需要便捷的拆卸结构。

6.本实用新型的石材安装单元采用特定的干挂结构，免除了灌浆工序，可缩短施工周期，提高抗震性能，特别是可有效防止灌浆中的盐碱等有色物质对石材的渗透污染，提高了装饰质量和观感效果。此外，季节性温差变化会引起石材的胀缩变形，可能使粘贴的石材脱落，而本实用新型则可有效防止石材变形脱落的事故发生，安全性得到增强。

7.相对于传统的调平出水口稳定水流的方案，本实用新型的水幕墙结构对出水口的水平精度要求低，在出水口不甚平整的情况下仍可使水流均匀流出，因而降低了制造加工及施工的难度，有利于大规模推广。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施方案，其中：

图1示出了本实用新型中的缓冲导流单元的结构示意图；

图2示出了本实用新型的水幕墙结构的纵剖面结构示意图。

附图标记说明：

1、石材安装单元；11、干挂钢架子单元；111、第一纵梁；112、第二纵梁；113、连接梁；114、第一横梁；115、第二横梁；116、连接横梁；12、石材子单元；121、第一石材；122、第二石材；123、连接石材；124、主凹槽；125、副凹槽；2、缓冲导流单元；21、缓冲托盘；211、底盘；212、内侧壁；213、外侧壁；214、挡板；215、导水孔；22、固定子单元；221、U形固定件；222、L形干挂件；3、给水单元；31、蓄水槽；32、给水管；33、水泵机；34、集水池；35、出水孔。

具体实施方式

下面通过具体的实施例进一步说明本实用新型，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本实用新型。

以下结合图1和图2，对本实用新型的水幕墙结构加以描述说明。

如图1和图2所示，本实用新型节能节水的水幕墙结构包括若干个石材安装单元1，若干个缓冲导流单元2，以及给水单元3。

如图2所示，石材安装单元1包括干挂钢架子单元11和石材子单元12。干挂钢架子单元11包括第一纵梁111、第二纵梁112和连接梁113。连接梁113的一端垂直连接于第一纵梁111的下部，另一端垂直连接于第二纵梁112的上部，连接梁113固定在墙面或基层钢架上。本领域技术人员容易理解，第一纵梁111位于连接梁113的上方，第二纵梁112位于连接梁113的下方。

干挂钢架子单元11还包括第一横梁114、第二横梁115和连接横梁116，第一横梁114连接固定于两个相邻的第一纵梁111之间，第二横梁115连接固定于两个相邻的第二纵梁112之间，连接横梁116则连接固定于两个相邻的连接梁113之间。可根据实际需要调整相邻钢结构之间的距离，例如，两个第一纵梁111、两个第二纵梁112或两个连接梁113之间的横向距离可以为1000～1500mm，可以优选为1200mm。相邻的第一横梁114与第二横梁115之间的距离可以为500～1000mm，可以优选为750mm。为增强干挂钢架子单元11的抗腐蚀性能，可以在第一纵梁111、第二纵梁112、连接梁113、第一横梁114、第二横梁115或连接横梁116等钢结构上涂覆防水层，例如丙烯酸防水涂料、硅橡胶防水涂料、SBS改性乳化沥青防水涂料或氯丁橡胶改性沥青防水涂料等，或其他适合的防水涂料。优选将防水涂料涂覆在固定有石材的钢结构上。

石材子单元12包括第一石材121、第二石材122和连接石材123。第一石材121固定在第一纵梁111或第一横梁114上，优选固定在第一横梁114上。第二石材122固定在第二纵梁112或第二横梁115上，优选固定在第二横梁115上。连接石材123的一端垂直连接于第一石材121的下部背面，另一端垂直连接于第二石材122的上部正面，并且连接石材123固定在所述连接梁113或连接横梁116上，优选固定在连接横梁116上。第一石材121、第二石材122和连接石材123等可以通过干挂法固定在相应的钢结构上。图2示出了一种干挂安装方式，即第一石材121通过嵌入角码固定在第一横梁114上，第二石材122通过嵌入角码固定在第二横梁115上，连接石材123通过嵌入角码固定在连接横梁116上。本领域技术人员理解，这仅是一种示例性的安装方式，还可以采用其他适当的安装方式。

第一石材121和第二石材122的正面均设置有若干个横向凹槽。可以对横向凹槽的宽度、深度、槽间距等参数进行优化设计、组合，以营造不同的水幕观赏效果。例如，横向凹槽可以包括若干个间次设置的主凹槽124和副凹槽125，主凹槽124的宽度可以为10～20mm，副凹槽125的宽度可以为2～8mm，主凹槽124和副凹槽125的深度可以为2～10mm，主凹槽124与副凹槽125之间的距离可以为2～10mm。在一种实施方案中，主凹槽124的宽度可以为15mm，副凹槽125的宽度可以为5mm，主凹槽124和副凹槽125的深度可以为5mm，主凹槽124与副凹槽125之间的距离可以为5mm。

第一石材121、第二石材122和连接石材123的背面可以涂覆有防水层，该防水层可以采用硅酸盐类防水剂、有机硅低聚物类防水剂、丙烯酸类防水剂、有机氟硅类防水剂或有机氟碳类防水剂，或者其他适合的防水材料，以增强石材的防水性能，防止水渗透石材而侵蚀其背面的干挂钢架子单元11。

连接梁113固定在墙面或基层钢架时，使其与水平面呈10～15°的夹角。因底盘211平行于该连接梁113而设置，故底盘211也与水平面呈前述夹角，从而使缓冲托盘21的外侧壁213位置高于内侧壁212。该夹角可以优选为11°。外侧壁213位置高于内侧壁212有利于水流集中于内侧壁212与底盘211的连接处，继而顺着导水孔215流出缓冲托盘21，然后顺着下方的第二石材122继续流下。

图1和图2示出了缓冲导流单元2的结构。缓冲导流单元2包括缓冲托盘21和固定子单元22。缓冲托盘21包括底盘211、内侧壁212、外侧壁213和底盘211两端的挡板214。内侧壁212和外侧壁213的高度可以相同或者不同，且均可大于挡板214的高度。内侧壁212和外侧壁213均可以具有向缓冲托盘21内部弯折的折边。可以根据需要继续在该折边上设置向内的折边。在一种实施方案中，内侧壁212和外侧壁213的高度各自独立地为40～60mm，折边的宽度为5～15mm，挡板214的高度为30～50mm。在优选的实施方案中，内侧壁212和外侧壁213的高度均为50mm，折边的宽度为10mm，挡板214的高度为40mm。

缓冲托盘21可以由底盘211、内侧壁212、外侧壁213和挡板214组成，外观大体呈一容器状。外侧壁213与底盘211，挡板214与底盘211之间的夹角可以均为90°。内侧壁212与底盘211之间的夹角可以为95～100°，可以优选为96°。

内侧壁212与底盘211之间的连接处设置有若干个导水孔215，所述导水孔215的直径为1mm～5mm，导水孔215之间的间距为15～25mm。在一种实施方案中，导水孔215的直径为2mm，导水孔215之间的间距为20mm。

固定子单元22包括U形固定件221和L形干挂件222。U形固定件221焊接在底盘211上。在一种实施方案中，该U形固定件221的两个脚焊接于底盘211，从而呈现U形固定件221倒扣于底盘211的外观。L形干挂件222可以固定在第一石材121的下部背面，优选为固定在第一石材121的下端附近的背面，可以使第一石材121的下端与底盘211之间保持适当距离。可以采用螺栓固定，或化学锚栓固定，或采用预埋方式胶粘固定于第一石材121背面的凹槽中，也可以采用本领域其他适合的方法固定。U形固定件221与L形干挂件222通过螺栓连接，由此将缓冲导流单元2固定在石材安装单元1上，并且该缓冲导流单元2位于第一石材121和连接石材123的下方位置。

图2示出了给水单元3的结构。给水单元3包括蓄水槽31、给水管32、水泵机33和集水池34。蓄水槽31位于水幕墙结构的顶部，集水池34位于水幕墙结构的底部。石材安装单元1及缓冲导流单元2位于蓄水槽31和集水池34之间。即，水流从蓄水槽31中流出，流经若干级石材安装单元1的石材表面，并经相应的若干级缓冲导流单元2调整流速，最后汇入集水池34。水泵机33置于集水池34中，将给水管32的下端连接该水泵机33，上端伸入蓄水槽31中，用于将集水池34中的水泵回蓄水槽31，实现水的循环流动。给水管32的上端出水口可以位于蓄水槽31的底部附近，以减少溅水。

蓄水槽31和集水池34的纵剖面均呈倒L形阶梯状，其上层阶梯部分的横截面积大于下层阶梯部分的横截面积。其中，蓄水槽31的上层阶梯部分靠近外侧的底部边缘处设置有若干个出水孔35，出水孔35的直径可以为1mm～5mm，出水孔35之间的间距可以为15～25mm。在一种实施方案中，出水孔35的直径为2mm，出水孔35之间的间距为20mm。

可以根据石材安装单元1的第一石材121的位置调整蓄水槽31的上层阶梯部分的尺寸，以便使水从出水孔35流出后落在第一石材121上，并沿该第一石材121的表面继续流动以形成水幕。蓄水槽31的下层阶梯部分的宽度可以为200～300mm，高度可以为200～300mm，长度可以为5000～7000mm。蓄水槽31的上层阶梯部分的宽度可以为400～600mm，高度可以为30～70mm，长度可以为5000～7000mm。蓄水槽31的容量可以为0.3～0.6m³。在一种实施方案中，蓄水槽31的下层阶梯部分的宽度可以为250mm，高度可以为250mm，长度可以为6000mm。蓄水槽31的上层阶梯部分的宽度可以为550mm，高度可以为50mm，长度可以为6000mm。蓄水槽31的容量可以为0.39m³。

集水池34的下层阶梯部分的宽度可以为300～500mm，高度可以为200～400mm，长度可以为300～500mm。集水池34的上层阶梯部分的宽度可以为1000～1500mm，高度可以为200～400mm，长度可以为5000～7000mm。集水池34的容量可以为2～3m³。在一种实施方案中，集水池34的下层阶梯部分的宽度可以为400mm，高度可以为300mm，长度可以为400mm。集水池34的上层阶梯部分的宽度可以为1260mm，高度可以为300mm，长度可以为6000mm。集水池34的容量可以为2.3m³。为避免集水池34中的水渗入地面，可以在集水池34的内壁上涂覆防水层，该防水层可以采用聚合物水泥防水涂料、丙烯酸防水涂料、硅橡胶防水涂料、SBS改性乳化沥青防水涂料或氯丁橡胶改性沥青防水涂料。

水泵机33可以为潜水泵，位于集水池34的下层阶梯部分之内。在一种实施方案中，该水泵机33的扬程可以为35米，流量可以为2.5m³/h。给水管32可以选用6分管，例如6分PPR水管，并且可以安装前置过滤器。

为及时补足蒸发的水量，以免影响水幕的效果，给水单元3还可以包括补水子单元。该补水子单元包括位于集水池34中的浮球阀和接入集水池34的补水管，并且浮球阀设置在补水管的出口部分，用于自动控制补水管的供水。

本领域技术人员容易理解，本实用新型的水幕墙石材安装结构可以采用本领域常用且适合的材料。在一种实施方案中，缓冲托盘21可以采用2mm厚的拉丝不锈钢。例如，当石材为黑金沙大理石时，缓冲托盘21可以选用黑色烤漆拉丝304不锈钢。U形固定件221可以采用3mm厚的镀锌扁铁。L形干挂件222也可以使用3mm厚的镀锌扁铁。干挂钢架子单元11可以采用5mm厚的镀锌槽钢或镀锌角钢。例如，镀锌槽钢的规格可以为8#镀锌槽钢，即80mm×43mm×5mm。镀锌角钢的规格可以为50mm×50mm×5mm。图2示出了一种实施方案，第一纵梁111、第二纵梁112和连接梁113采用了镀锌槽钢，第一横梁114、第二横梁115和连接横梁116则采用了镀锌角钢。本领域技术人员也可以采用其他适合的材质或规格。

可以根据实际需求而确定各部件的尺寸。例如，缓冲托盘21的长度可以为6000mm，宽度可以为305mm。在一种实施方案中，U形固定件221的横梁长度可以为60～80mm，优选为70mm，两脚的长度可以为40～60mm，优选为50mm，U形固定件221的宽度可以为40～60mm，优选为50mm。

缓冲托盘21的尺寸可以根据实际需求设置，例如可以使外侧壁213位于第一石材121之外，从而让第一石材121的正面流下的水进入缓冲托盘21中。在此情况下，缓冲托盘21的长度可以为6000mm，宽度可以为305mm。

本实用新型的节能节水水幕墙结构的一些部件可以在工厂中进行批量预制生产。本领域技术人员根据本实用新型的结构可以选择适当的生产流程和安装流程。作为一种示例，其生产及安装流程可以包含如下步骤：

(1)制作缓冲托盘和固定子单元。根据设计规格，可以采用拉丝不锈钢制作缓冲托盘，采用镀锌扁铁制作U形固定件和L形干挂件。在缓冲托盘上钻孔以设置若干个导水孔。可以将U形固定件焊接在缓冲托盘的底盘上，每个缓冲托盘上固定的U形固定件的数量根据实际需要而确定。该工序可以在工厂中批量进行。

(2)制作干挂钢架子单元。根据设计尺寸切割镀锌槽钢或镀锌角钢，制造所需数量的第一纵梁、第二纵梁、连接梁、第一横梁、第二横梁和连接横梁。

(3)制作石材子单元。石材可选用大理石，如黑金沙大理石。在工厂中切割所需尺寸和数量的大理石板，以制造第一石材、第二石材和连接石材。可以在这些石材的背面涂覆防水层，如丙烯酸类防水剂等。还可以依需要在大理石石材的背面贴网、抹灰。

(4)制作蓄水槽和给水管。可采用3mm厚不锈钢板按照设计尺寸制作纵剖面为倒L形阶梯状的蓄水槽，并在蓄水槽的上层阶梯部分的外侧底边处钻孔以设置若干个出水孔。按所需长度截取6分PPR水管以制造给水管。

(5)安装L形干挂件。将L形干挂件固定在第一石材下端附近的背面，可以采用预埋方式胶粘固定于第一石材背面的凹槽中。

(6)安装干挂钢架子单元。将连接梁的一端焊接在第一纵梁的下部，另一端焊接在第二纵梁的上部，均为垂直连接，然后将连接梁固定在墙面或基层钢架上。连接梁与水平面呈10～15°的夹角。然后，在两个相邻的第一纵梁、第二纵梁和连接梁之间分别焊接横向的第一横梁、第二横梁和连接横梁。

(7)现场制作集水池。按照实地设计，将水幕墙底部的划定区域作为集水池的底部，涂覆聚合物水泥防水涂料等防水材料进行防水处理，然后立模并内置钢筋网，以混凝土现场浇筑制作集水池的侧壁，可对该侧壁进行防水处理。集水池的纵剖面也为倒L形阶梯状。

(8)安装石材子单元。在第一石材、第二石材和连接石材的背面或侧面开槽并嵌入角码，并将角码固定在相应的钢结构上，从而将它们分别固定在第一横梁、第二横梁和连接横梁上。可以在连接石材分别与第一石材和第二石材的连接处涂密封胶，例如硅酮耐候密封胶，以增强密封性和稳固性。

(9)安装给水单元。可以在集水池的内壁及周围粘贴石材或瓷砖等饰面材料。在水幕墙的顶部安装蓄水槽，该蓄水槽可以固定在墙面或基层钢架上。将潜水泵置于集水池的下层阶梯部分之内，可以安装前置过滤器，连接给水管的下端即进水口，然后将给水管的上端即出水口置于蓄水槽的底部位置。还可以在集水池中安装浮球阀和补水管，以便根据集水池中的水位变化自动补水。

(10)连接固定U形固定件和L形干挂件。使用螺栓将缓冲托盘上的U形固定件连接固定在对应位置的第一石材背面的L形干挂件上，从而得到本实用新型的节能节水的水幕墙结构。本领域技术人员容易理解，在一个水幕墙中可以设置多个石材安装单元及相应的缓冲导流单元，一般呈现为上下层级式的排列方式。在此情况下，下层的石材安装单元中的第一石材、第一纵梁、第一横梁等部件即相当于上层的石材安装单元中的第二石材、第二纵梁、第二横梁等。反之亦然。

尽管本实用新型已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本实用新型的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本实用新型不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims (10)

1.一种节能节水的水幕墙结构，其特征在于，所述水幕墙结构包括若干个石材安装单元(1)，若干个缓冲导流单元(2)和给水单元(3)；所述石材安装单元(1)包括干挂钢架子单元(11)和石材子单元(12)；所述干挂钢架子单元(11)包括第一纵梁(111)、第二纵梁(112)和连接梁(113)，所述连接梁(113)的一端垂直连接于所述第一纵梁(111)的下部，另一端垂直连接于所述第二纵梁(112)的上部，所述连接梁(113)固定在墙面或基层钢架上；所述干挂钢架子单元(11)还包括第一横梁(114)、第二横梁(115)和连接横梁(116)，所述第一横梁(114)连接固定于两个相邻的第一纵梁(111)之间，所述第二横梁(115)连接固定于两个相邻的第二纵梁(112)之间，所述连接横梁(116)连接固定于两个相邻的连接梁(113)之间；

所述石材子单元(12)包括第一石材(121)、第二石材(122)和连接石材(123)，所述第一石材(121)固定在所述第一纵梁(111)或第一横梁(114)上，所述第二石材(122)固定在所述第二纵梁(112)或第二横梁(115)上，所述连接石材(123)的一端垂直连接于所述第一石材(121)的下部背面，另一端垂直连接于所述第二石材(122)的上部正面，并且所述连接石材(123)固定在所述连接梁(113)或连接横梁(116)上；所述第一石材(121)和第二石材(122)的正面均设置有若干个横向凹槽；所述缓冲导流单元(2)包括缓冲托盘(21)和固定子单元(22)；所述缓冲托盘(21)包括底盘(211)、内侧壁(212)、外侧壁(213)和底盘(211)两端的挡板(214)；所述内侧壁(212)和外侧壁(213)的高度均大于挡板(214)，并且均具有向所述缓冲托盘(21)内部弯折的折边；所述外侧壁(213)与底盘(211)、挡板(214)与底盘(211)之间的夹角均为90°，所述内侧壁(212)与底盘(211)之间的夹角为95～100°；所述固定子单元(22)包括U形固定件(221)和L形干挂件(222)，所述U形固定件(221)焊接在所述底盘(211)上，并且所述U形固定件(221)与L形干挂件(222)通过螺栓连接；所述内侧壁(212)与底盘(211)之间的连接处设置有若干个导水孔(215)，所述导水孔(215)的直径为1mm～5mm，导水孔(215)之间的间距为15～25mm；所述L形干挂件(222)固定在所述第一石材(121)的下部背面，使所述缓冲导流单元(2)固定于所述石材安装单元(1)，并位于所述第一石材(121)和连接石材(123)的下方位置；

所述给水单元(3)包括蓄水槽(31)、给水管(32)、水泵机(33)和集水池(34)；所述蓄水槽(31)位于水幕墙结构的顶部，所述集水池(34)位于水幕墙结构的底部，所述水泵机(33)置于集水池(34)中，所述给水管(32)的下端连接所述水泵机(33)，上端伸入所述蓄水槽(31)中；所述蓄水槽(31)和集水池(34)的纵剖面均呈倒L形阶梯状，其上层阶梯部分的横截面积大于下层阶梯部分的横截面积；所述蓄水槽(31)的上层阶梯部分靠近外侧的底部边缘处设置有若干个出水孔(35)，所述出水孔(35)的直径为1mm～5mm，出水孔(35)之间的间距为15～25mm。

2.根据权利要求1所述的水幕墙结构，其特征在于，所述蓄水槽(31)的下层阶梯部分的宽度为200～300mm，高度为200～300mm，长度为5000～7000mm；所述蓄水槽(31)的上层阶梯部分的宽度为400～600mm，高度为30～70mm，长度为5000～7000mm；所述蓄水槽(31)的容量为0.3～0.6m³；所述集水池(34)的下层阶梯部分的宽度为300～500mm，高度为200～400mm，长度为300～500mm；所述集水池(34)的上层阶梯部分的宽度为1000～1500mm，高度为200～400mm，长度为5000～7000mm；所述集水池(34)的容量为2～3m³；所述水泵机(33)为潜水泵，位于所述集水池(34)的下层阶梯部分内。

3.根据权利要求1所述的水幕墙结构，其特征在于，所述内侧壁(212)和外侧壁(213)的高度各自独立地为40～60mm，所述折边的宽度为5～15mm，所述挡板(214)的高度为30～50mm。

4.根据权利要求1所述的水幕墙结构，其特征在于，所述横向凹槽包括若干个间次设置的主凹槽(124)和副凹槽(125)，所述主凹槽(124)的宽度为10～20mm，副凹槽(125)的宽度为2～8mm，主凹槽(124)和副凹槽(125)的深度为2～10mm，主凹槽(124)与副凹槽(125)之间的距离为2～10mm。

5.根据权利要求4所述的水幕墙结构，其特征在于，所述主凹槽(124)的宽度为15mm，副凹槽(125)的宽度为5mm，主凹槽(124)和副凹槽(125)的深度为5mm，主凹槽(124)与副凹槽(125)之间的距离为5mm。

6.根据权利要求1所述的水幕墙结构，其特征在于，所述连接梁(113)与水平面的夹角为10～15°，所述底盘(211)平行于所述连接梁(113)而设置，使所述缓冲托盘(21)的外侧壁(213)位置高于内侧壁(212)。

7.根据权利要求1所述的水幕墙结构，其特征在于，所述第一石材(121)、第二石材(122)和连接石材(123)的背面涂覆有防水层，所述防水层采用硅酸盐类防水剂、有机硅低聚物类防水剂、丙烯酸类防水剂、有机氟硅类防水剂或有机氟碳类防水剂。

8.根据权利要求1所述的水幕墙结构，其特征在于，所述给水单元(3)还包括补水子单元，所述补水子单元包括位于集水池(34)中的浮球阀和接入集水池(34)的补水管，并且所述浮球阀设置在所述补水管的出口部分。

9.根据权利要求1所述的水幕墙结构，其特征在于，所述给水管(32)的出水口位于所述蓄水槽(31)的底部附近；所述集水池(34)的内壁涂覆有防水层，所述防水层采用聚合物水泥防水涂料、丙烯酸防水涂料、硅橡胶防水涂料、SBS改性乳化沥青防水涂料或氯丁橡胶改性沥青防水涂料。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的水幕墙结构，其特征在于，所述内侧壁(212)与底盘(211)之间的夹角为96°；所述出水孔(35)的直径为2mm，出水孔(35)之间的间距为20mm；所述导水孔(215)的直径为2mm，导水孔(215)之间的间距为20mm；所述连接梁(113)与水平面的夹角为11°；所述缓冲托盘(21)采用2mm厚的拉丝不锈钢，所述U形固定件(221)采用3mm厚的镀锌扁铁，所述干挂钢架子单元(11)采用5mm厚的镀锌槽钢或镀锌角钢；所述蓄水槽(31)采用3mm厚的不锈钢板；所述内侧壁(212)和外侧壁(213)的高度均为50mm，所述折边的宽度为10mm，所述挡板(214)的高度为40mm；所述蓄水槽(31)的下层阶梯部分的宽度为250mm，高度为250mm，长度为6000mm；所述蓄水槽(31)的上层阶梯部分的宽度为550mm，高度为50mm，长度为6000mm；所述蓄水槽(31)的容量为0.39m³；所述集水池(34)的下层阶梯部分的宽度为400mm，高度为300mm，长度为400mm；所述集水池(34)的上层阶梯部分的宽度为1260mm，高度为300mm，长度为6000mm；所述集水池(34)的容量为2.3m³；所述水泵机(33)的扬程为35米，流量为2.5m³/h，所述给水管(32)为6分管，并设置有前置过滤器。

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