TWI831631B

TWI831631B - 外牆單元系統

Info

Publication number: TWI831631B
Application number: TW112108280A
Authority: TW
Inventors: 明朗丁
Original assignee: 永發環境科技管理有限公司
Priority date: 2022-10-28
Filing date: 2023-03-07
Publication date: 2024-02-01
Also published as: AU2023366712A1; US20240141642A1; WO2024091289A1; TW202417714A; US12018482B2

Abstract

一種外牆單元系統，其包括牆面單元和直料。牆面單元包括外面材和固定在外面材背面的邊緣框架，邊緣框架包括上橫料、下橫料和邊框料，上橫料和下橫料分別具有互相適配的公接口條和母接口，公接口條設有工廠開好的固定孔，直料包括結構支條，結構支條具有在工廠鎖定的外突的固定件。此外牆單元系統不僅施工容易，並且可以大幅減少現場施工的變數和成本。

Description

外牆單元系統

本發明有關於建築物外牆設計及施工技術領域，特別是指一種隱框式外牆單元系統。

第一代的氣環式幕牆是顯框式，已用於世界各地的許多案件，主要是解決幕牆的漏水問題。第二代的氣環式幕牆是隱框式，可以因應建築外觀設計的要求，將面材利用結構膠黏在背後的框架上。在設計上，面材和框架之間有個凹洞需要灌滿結構膠才可以達到結構強度。常用的面材包括鋁板、鋁複合材料(ACM)或是雙片玻璃的隔熱玻璃。這種使用結構膠的幕牆系統有個很大的工廠品管的問題，就是上膠後無法視察結構膠是否有灌滿設計凹洞。利用鋁板面材加上水平方向的框架加強料的幕牆系統已有很多成功的案件，但在美國使用隔熱玻璃面材的一案中發生了結構膠沒有灌滿凹洞的情況。第三代的氣環式幕牆是使用強力黏膠帶取代結構膠而解決了結構膠的品管問題，並成功地運用在美國及巴拿馬的幾個案件。第四代的氣環式幕牆是針對改善傳統的隔熱玻璃的性能包括隔熱、隔音、結露等而發展的。這第四代的氣環式幕牆是將傳統式的兩片隔熱玻璃分開，外玻璃板是隱框式並用強力黏膠帶固定在背後的框架上，內玻璃板是可以由內退換的膠條定位的系統，而內外兩玻璃板之間的大空間是和氣環相通的等壓空間。

在以上四代的氣環式幕牆中，垂直的直料斷面都需要有一根水平突出的水密線的腿部，以和單元框料中垂直邊框料側突的支條造成結構相扣，而達成水密和結構的雙重性能。由於這個結構相扣的需求，蓋好的氣環式幕牆所需的3/4“(19mm)的垂直單元接口，就需要直料間距至少要36”(914mm)的限制，才能使用氣環式單元穿搖定位的安裝方法。最近有一案考慮要採用隱框式的第四代氣環式幕牆，建築師要求幕牆外觀線條設計(grid-line design)的水平、垂直接縫都要1/4”(6.4mm)，而准許最大接縫公差都是1/16”(1.6mm)。然而，第四代氣環式幕牆無法達成以上的設計要求。

另外，有些幕牆顧問抱怨氣環式幕牆系統在負風壓的影響下漏氣量太多，以致在實驗室中無法測出設計負風壓下的結構性能，以便和其他系統的性能比較。事實上，在颱風的負風壓影響下，因為颱風時結構安全的考量，及超過短期間的能源流失的考量，氣環式幕牆系統的特殊漏氣減壓的性能是結構安全的一大好處。又，事實上，國際所認定的ASTM為能源流失的幕牆氣密測試方法規定只使用不包括颱風的每天平均的正風壓測試，因為建築物中的空氣就像人體一樣，能吸入多少空氣才能呼出同量的空氣，故不使用負風壓測試幕牆氣密。然而，仍然有必要去解決氣環式幕牆系統在負風壓下漏氣量的疑慮。

有鑑於此，本發明的主要目的在提供一種外牆單元系統，將牆面單元設計為隱框式，可達到施工容易，大幅減少現場施工的變數和成本，並可以適用不同的單元接口尺寸。

為達上述之目的，本發明提供一種外牆單元系統，外牆單元系統包括牆面單元及用以支持牆面單元的直料。其中，牆面單元包括外面材和隱藏設置在外面材背面的邊緣框架，邊緣框架包括上橫料、下橫料和連接於上橫料和下橫料之間的邊框料，上橫料具有靠近內緣的公接口條，下橫料具有靠近內緣而和公接口條相配的母接口，公接口條設有工廠開好的固定孔，固定孔包括上部的長孔和下部的圓孔，圓孔的直徑大於長孔的寬度。直料包括結構支條，結構支條具有在工廠鎖定的外突的固定件，固定件包括固定桿和固定頭，固定頭的直徑大於固定桿的直徑。其中，長孔的寬度大於固定桿的直徑，且圓孔的直徑大於固定頭的直徑。

本發明也提供一種外牆單元系統，外牆單元系統包括牆面單元及用以支持牆面單元的直料。其中，牆面單元包括外面材和隱藏設置在外面材背面的邊緣框架，邊緣框架包括上橫料、下橫料和連接於上橫料和下橫料之間的邊框料，上橫料具有靠近內緣的公接口條，下橫料具有靠近內緣而和公接口條相配的母接口，邊框料的內表面設有工廠開好的固定孔，固定孔包括上部的長孔和下部的圓孔，圓孔的直徑大於長孔的寬度。直料包括結構支條，結構支條具有在工廠鎖定的外突的固定件，固定件包括固定桿和固定頭，固定頭的直徑大於固定桿的直徑。其中，長孔的寬度大於固定桿的直徑，且圓孔的直徑大於固定頭的直徑。

根據本發明之實施例，前述的外面材是藉由結構膠帶黏貼在上橫料、下橫料和邊框料。

根據本發明之實施例，前述的結構支條具有在工廠貼好的密封膠帶，密封膠帶設置於固定件的外側周圍。

根據本發明之實施例，前述的上橫料的外緣鎖固設有角座，使角座包圍外面材的邊緣，並藉由封膠封閉角座和外面材周邊的空隙。

根據本發明之實施例，前述的固定孔的下部至上部具有斜度，使固定頭底端和固定孔之間造成細縫。

根據本發明之實施例，前述的下橫料的上方設有三明治板，並藉由墊塊間隔於下橫料和三明治板之間。

根據本發明之實施例，前述的下橫料於三明治板的內側設有扣壓條。

根據本發明之實施例，前述的下橫料於墊塊的下方具有通風孔。

根據本發明之實施例，前述的牆面單元更包括內面材，內面材設置於上橫料的下方且夾持固定於間隔框架和扣壓條之間。

根據本發明之實施例，前述的上橫料上方具有工廠預裝好且垂直延伸的擋水條和水密條。

根據本發明之實施例，前述的直料上方外側具有工廠預裝好且水平延伸的擋水條和水密條。

與先前技術相比，本發明提供的外牆單元系統具有以下優勢：

(1)本發明可以適用不同的單元接口尺寸。

(2)本發明可以是隱框式的氣環式框架設計，外面材是用具有強力黏性的結構膠帶固定在邊緣框架上，而內面材用膠條系統固定在邊緣框架上，且所有的牆面單元可以使用相同的邊緣框架，可以大幅節省工廠單元切割、組裝的工料費。

(3)本發明可以免除蓋建傳統氣環式系統時需要在工地安裝擋水條及水密條的工費。

(4)本發明可以免除蓋建外牆單元系統所需的最小直料間距的限制。

(5)本發明可以免除蓋建外牆單元系統所需的鎖入單元螺絲的動作。

(6)本發明將最難控制的之鎖入單元螺絲的工地品管項目(控制螺絲之鬆緊度)改為容易且可靠的工廠品管項目。

(7)本發明可以改善傳統氣環式系統的氣密性，能讓每天平均的正、負風壓下有幾乎相同的漏氣量，可以解決一些幕牆顧問對於氣環式系統在負風壓下漏氣量的疑慮。

(8)本發明可以快速退換外牆單元系統上任何一個牆面單元，可以大幅減少牆面的維修預算費用。

(9)本發明可以容易進行樑帶單元的設計並配合施工法，使蓋好的外牆單元系統在大的負風壓下除了免除傳統式的牆面單元所需的外面材的水平加強料以外，且大量減少邊緣框料的應力及撓度。

(10)本發明可以消除氣環式單元在地震引起的層間變位後不能馬上恢復原位的問題。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

100:樑帶單元

101:透視單元

102:水平向單元外接縫

103:水平向單元內接縫

104:下横料

105:上横料

106:外面材

107:外面材

108:角座

109:固定件

110:封膠

111:結構膠帶

112:三明治板

113:墊塊

114:扣壓條

115:通風孔

116:內面材

117:間隔框架

118:邊緣

119:擋水條

120:水密條

121:斜度

122:細縫

123:公接口條

124:母接口

201:直料

202:樑帶單元

203:透視單元

204:垂直向單元外接縫

205:擋水條

206:水密條

207:直料頭

208:密封膠帶

209:螺絲

210:密封分枝

211:邊框料

212:結構支條

213:結構膠帶

214:外面材

215:外面材

300:螺絲孔

301:圓孔

302:長孔的寛度

304:直線

305:直線

306:斜線

307:螺絲孔

308:長圓孔

309:螺絲

400:牆面單元

401:螺絲孔

500:裝飾單元

501:公接口條

502:下橫料

503:母接口

504:上橫料

505:裝飾單元

600:邊框料

601:結構支條

602:直料

603:固定件

604:裝飾單元

第1圖為本發明之第一實施例所提供的外牆單元系統之局部垂直剖面圖，其繪示上下兩個牆面單元扣接在一起。

第2圖為本發明之第一實施例所提供的外牆單元系統之局部水平剖面圖，其繪示左右兩個牆面單元扣接在直料上。

第3圖為本發明之第一實施例的邊緣框架的局部內觀圖。

第4圖為本發明之第一實施例的牆面單元之邊緣框架的內觀圖。

第5圖為本發明之第二實施例所提供的外牆單元系統之局部垂直剖面圖，其繪示上下兩個牆面單元扣接在一起。

第6圖為本發明之第二實施例所提供的外牆單元系統之局部水平剖面圖，其繪示左右兩個牆面單元扣接在直料上。

本發明的實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同的符號代表相同或相似的元件，而為了依圖找到所提到的元件，每個符號的百位數就是首次解釋到的圖號。譬如，符號108所代表的元件可以在第1圖上看到，而符號204所代表的元件可以在第2圖上看到，以及諸如此類者。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常知識者所知之形態。本領域中具有通常知識者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。

需要說明，本發明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後......)僅用於解釋在某一特定姿態(如圖式所示)下各元件之間的相對位置關係、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。

本發明的基本思想是提供一種外牆單元系統，外牆單元系統包括在工廠預裝好的牆面單元和平行相距且作為結構支持的直料(或横料)，牆面單元包括一塊外面材和一個固定在外面材背後的邊緣框架。此邊緣框架由水平的上橫料、下橫料及兩個垂直的邊框料組合而成，每個邊框料連接於上橫料和下橫料之間。每個牆面單元的上橫料和下橫料都有相同的公母扣接的關節設計，以便工地上結構相接。本發明中，牆面單元可以是只作為裝飾用的牆面單元，或者，也可以是具備多功能性的牆面單元，比如業界所知的氣環式單元。本發明之第一實施例是以氣環式幕牆系統為例，第二實施例是以裝飾用外牆系統為例。且這些實施例所描述的樑帶單元、透視單元和裝飾單元皆僅屬於牆面單元的一種實施態樣，實際上不限於此，而螺絲及配合的螺絲孔也僅屬於固定件及固定孔的一種實施態樣，實際上不限於此。

請參照第1圖和第2圖，其分別為本發明之第一實施例所提供的外牆單元系統之局部垂直剖面圖和局部水平剖面圖。其中，第1圖繪示了兩個氣環式的牆面單元上下扣接在一起，而第2圖繪示了左右兩個氣環式的牆面單元扣接在一個氣環式的直料上。

如第1圖所示，上方的樑帶單元100的下橫料104和下方的透視單元101的上橫料105相互扣接，而造成一個小的水平向單元外接縫102和一個小的水平向單元內接縫103。這兩個接縫的尺寸最好是相同的，以在上下樓板層間的變位大於外接縫102時，上方的樑帶單元100的重量可以落在下方的透視單元101的上橫料105之上，以避免樑帶單元100的外面材106受壓變形而失效。最常用的樑帶單元之外面材106可例如為鋁板及鋁複合材料(ACM)。透視單元101的外面材107可例如為玻璃板。外面材107的邊緣可用一個小的角座108來保護。角座108可例如為角鋁。將角座108用固定件109沿著上橫料105四周鎖定，並且用封膠110封閉角座108和外面材107之間的空隙。透視單元101的上橫料105具有靠近內緣的公接口條123，而樑帶單元100的下橫料104有母接口124，且母接口124和公接口條123結構可以相扣接。

上橫料105的螺絲孔300的下部至上部有一個微小的斜度121，使得螺絲209的螺絲頭的底端到螺絲孔300之間造成一個微小細縫122。此細縫122可依照密封膠帶208的供應商所提供的最理想的膠帶壓縮度進行設計。

為了增加樑帶單元100的隔熱性能，本實施例在下橫料104的上方設有三明治板112，並用兩個間隔的墊塊113支持在下橫料104上，再用扣壓條114在三明治板112的內面擋住以抗風壓。而下橫料104於墊塊113的下方設有通風孔115，此通風孔115通常設置在I型的隔熱材中。

透視單元101中的內面材116設置於上橫料105的下方，並用間隔框架117及扣壓條114夾持固定在中間。透視單元101的內面材116可例如為玻璃板。樑帶單元100的外面材106及透視單元101的外面材107都是用結構膠帶111分別黏貼在下橫料104和上橫料105上。樑帶單元100的上橫料的剖面，除了加上的角座108以外，其和第1圖所示的透視單元101的上横料105是相同的；透視單元101的下橫料的剖面，除了加上的角座108以外，其和第1圖所示的樑帶單元100的下橫料104是相同的；而在第2圖所示的邊框料211的剖面，其和第1圖所示的樑帶單元100的下橫料是相同的，只是沒有通風孔115而已。

如上所述，本發明所提供之外牆單元系統是用隱框式的氣環式框架設計，並適用於透視單元或樑帶單元，其外面材是用具有強力黏性的結構膠帶固定在邊緣框架上，內面材是用膠條系統固定在邊緣框架上；藉此，使得所有的牆面單元可以使用相同的框架，可以大幅節省工廠單元切割、組裝的工料費。

另外，本實施例之水平向單元外接缝102的設計變化，對透視單元101而言，可以藉由改變角座108的尺寸而成；對樑帶單元100而言，只要藉由改變由外面材106之邊緣118到結構膠帶111的距離即可。藉此，本發明所提供的外牆單元系統可以適用在不同的單元接口尺寸的設計。

又如第1圖所示，本實施例之氣環式外牆單元系統中的擋水條119及水密條120可以和上橫料105為連體設計，從而可以免除蓋建傳統氣環式系統時需要在工地安裝擋水條及水密條的工費。

如第2圖所示，右邊的樑帶單元202和左邊的透視單元203相遇並扣接在直料201上，而造成了一個小的垂直向單元外接縫204。樑帶單元202的外面材214及透視單元203的外面材215都是用結構膠帶213分別黏貼在邊框料211上。垂直向的擋水條205和水密條206都是在工廠預裝好的，其安裝在直料201的直料頭207，以和邊框料211相接。有壓縮性單面黏膠的密封膠帶208及上橫料105的螺絲209和邊框料211的螺絲309也都是在工廠預裝好的，其設置於邊框料211 的密封分枝210上。螺絲209和309都要準確地在牆面設計的地方穿過密封膠帶208而鎖入直料201上的結構支條212，且控制鎖入的深度，從而可便於在工地容易地掛上牆面單元，而自動造成最理想的氣密性能，並且去除了工地工人的施工經驗的變數。樑帶單元202或透視單元203的邊框料211沒有和直料201結構相扣以抗負風壓的設計，因此，樑帶單元202或透視單元203不管寬度的尺寸都可以獨立的在進出方向不受小的垂直向單元外接縫204的影響，而直接吊掛到接觸結構支條212的地方。

如上所述，本發明可以免除蓋建外牆單元系統所需的最小直料間距的限制，同時，可以免除蓋建外牆單元系統所需的鎖入單元螺絲的動作，從而可將不容易控制的工地品管變成容易控制的工廠品管。

請參照第3圖，其為本發明之第一實施例的邊緣框架的局部內觀圖。其中，第3圖只繪示了邊緣框架右邊的上橫料105或504之螺絲孔300以及分開的部分右邊的邊框料211或600，而邊緣框架左邊是右邊的反向結構(圖中未示)。

如第3圖所示，螺絲孔300的上部長孔和下部圓孔301相互連通，螺絲孔300的下部圓孔301的直徑要大於上部長孔的寬度302，且螺絲309的螺絲頭的直徑會大於螺絲桿的直徑。而螺絲孔300的下部圓孔301的直徑要大於螺絲209的螺絲頭的直徑，螺絲孔300的上部長孔的寛度302要比螺絲209的螺絲桿的直徑稍微大一點。因為左右兩個螺絲孔300都在同一個上橫料105或504上，工廠開孔的位置可以很準確，也就是具有很小的公差。直線304是沿公接口條123頂端的線條。直線305是沿水平向單元內接縫103底端的線條。斜線306是上橫料105或504和邊框料211或600吻合角接的線條。

在邊框料211或600中可以用一個螺絲孔307和相應的螺絲309，將邊框料211或600固定在直料201或602上的結構支條212或601，以加強抗負風壓的性能。螺絲孔307的位置和相應的螺絲309需要有比較大的公差考量，因為公差包括框料割切和組裝的公差的影響，因此邊框料211或600上的螺絲孔307可由上橫料105或504上的螺絲孔300做出以下的修改。螺絲孔307的下端改成稍為延長的長圓孔308，而理論上單元定位時螺絲309不是位在上部長孔的頂端。這樣修改可以保證螺絲209和309可以同時扣進螺絲孔300和307。因為邊框料211或600的螺絲309是固定在直料201或602上，因此在邊框料211或600的固定點處，邊框料211或600在負風壓下不會因外面材106的撓度產生側向位移，且只有很小的扭曲位移。事實上，本發明會藉由減小氣環式幕牆系統在大的負風壓下的特殊的放氣減壓的性能，而可以去除一些幕牆顧問的疑慮。

在工地現場將上述牆面單元安裝在直料上的方法，其程序如下：

1.吊掛牆面單元，由外面直接送到接觸直料201或602處而比下面已安裝好的牆面單元稍高的地方。然後，慢慢的下移，而使兩上角的螺絲209同時穿進螺絲孔300下部的圓孔301，此時，螺絲309也會同時穿進螺絲孔307下部的長圓孔308。

2.一旦螺絲209和309穿進了螺絲孔300和307後，牆面單元的重量會自動公母相扣，而構成牆面單元間的水平向單元外接縫102及水平向單元內接縫103。牆面單元定位時是螺絲209到達螺絲孔300的頂端(可以由上方察看)。必要時，可以用些下壓的力幫助牆面單元的公母相接。由於細縫122的關係，自動造成密封膠帶208達到適當壓縮度，而且所造成的磨擦力不會很大。

3.以上的程序會自動的將螺絲309扣入設計加公差的位置。

對於本發明之外牆單元系統的氣密性能，請同時參照第2圖和第3圖，說明如下。

邊框料211或600的螺絲309是在密封膠帶208的中點處(也就是上橫料105或504之螺絲209的左右方向的位置)。如第2圖所示，螺絲309在正負風壓下都會阻止邊框料211的側回位移。而在任何方向的風壓產生的外面材的撓度影響下，螺絲309都會大幅減少邊框料211或600的旋轉彎矩。在正風壓影響下，密封膠帶208接近扣壓條114的邊緣會受到壓縮，而產生優良的氣密效果。在負風壓的影響下，密封膠帶208接近透視單元或樑帶單元的密封分枝210的邊緣會被壓縮而產生氣密效果。以上正、負風壓的氣密效果，本發明可以改善傳統氣環式系統的氣密性，能讓每天平均的正、負風壓下有幾乎相同的漏氣量，可以解決一些幕牆顧問對於氣環式系統在負風壓下漏氣量的疑慮。

藉由以上這種特殊的氣密性能，在工廠先鎖在直料的接近牆面單元中高處的邊框料之螺絲309不必鎖得太緊，以便在工地容易扣上螺絲孔307。

在蓋好的外牆單元系統的牆面上退換任何一個牆面單元的程序，其步驟如下：

1.利用有強力的面材吸盆組(Set of suction cups)的吊掛機，先吸住要退換的牆面單元的上面單元的外面材上。

2.慢慢地吊起牆面單元，牆面單元上方的水平向單元內接縫103就會一個接一個的扣合在一起，直到退換牆面單元的上方有足夠空間，取出要退換的牆面單元。因為細縫122的關係，每一個螺絲209的螺絲頭的上端都是和上橫料105或504單點接觸，因此不會有太大的反抗牆面單元往上吊的阻力。如果牆面單元上升到螺絲309移至螺絲孔307的下部時，可以用一個小吸盆吸住內面材而向內微拉，這樣就可以避免螺絲309脫出螺絲孔307。用以下的例子更好說明此步驟：如果單元內接縫103是1/4”(6.35mm)，而牆面單元公母相扣的深度是1/2”(12.7mm)，牆面單元吊升到扣合上面三個水平向單元內接縫103時，在要退換的牆面單元上方就會有4/3”(19.05mm)的空間，而可以取出退換的牆面單元。

3.保持以上提升的空間，而將新的牆面單元掛上直料。

4.吊車將吊繩慢慢放鬆，每一個吊高的牆面單元就會因自重一個接一個的自動回復原位。

5.只要吊車及新的牆面單元已經在工地準備好了，預計退換一個牆面單元可以在一小時內完成。

如上所述，本發明所提供之外牆單元系統可以快速退換任何一個牆面單元，可以大幅減少牆面的維修預算費用。

請參照第4圖，其為本發明之第一實施例的牆面單元之邊緣框架的內觀圖。其中，第4圖繪示的牆面單元包括分離的邊緣框架的四角和上橫料及邊框料的中段部分。

如第4圖所示，每一個水平向長的牆面單元可以在上橫料105或504的中段部分至少加上一個螺絲209及配合的螺絲孔401，以便加強牆面單元的抗風壓的結構性能。每一個垂直向高的牆面單元可以在每個邊框料211或600的中段部分至少加上一個螺絲309及配合的螺絲孔307，以便加強牆面單元的抗風壓的結構性能。螺絲309的結構加強效果跟傳統式的牆面單元在外面材106的內面加上的加強料的效果一樣。但是以下分析的非常大的結構性能的改進卻是傳統式的牆面單元之加強料的設計無法達成的。

在負風壓的情況下，一個牆面單元沒有螺絲309時，邊框料211或600是跨距等於牆面單元高度的簡易樑(Simply Supported Beam)，但是如果有一個螺絲309在牆面單元半高處時，邊框料211或600就變成跨距是單元半高的兩跨距的連續樑。由以下的結構分析，由螺絲309造成的邊框料211或600 的結構性能的好處包括：(1)彎矩應力(bending stress)減少75%；(2)撓度(deflection)減少97%。

邊框料的結構分析

1.兩跨距連續樑的情況(一個螺絲309在中高處)

M=WL²/8=0.125 WL²

D=WL⁴/185=0.005405 WL⁴

其中，M=最大彎矩；W=均勻的負風壓；L=跨距；D=最大撓度。

2.一個跨距的簡單樑的情況(沒有螺絲309)

跨距=2L

M=W(2L)²/8=0.5 WL²

D=5 W(2L)⁴/384=0.208333 WL⁴

3.彎矩及撓度係數的比數

a.彎矩係數的比數=0.125/0.5=0.25

這就表示彎矩和應力減低75%(1-0.25=0.75)

b.撓度係數的比數=0.005405/0.208333=0.03

這就表示最大撓度減少97%(1-0.03=0.97)

由以上分析的結論，可得知利用邊框料之螺絲309，除了去除樑帶單元的外面材如鋁板或是鋁複合板(ACM)的背面所需的加強料外，更有很大的結構性能的改進。因此，本發明所提供之外牆單元系統可以容易進行樑帶單元的設計，同時配合施工法，使蓋好的外牆單元系統在大的負風壓下，除了免除傳統式的牆面單元所需的外面材的水平加強料之外，亦可大量減少邊緣框料的應力及撓度。

第一代到第四代的氣環式幕牆的另一個結構性能的好處是地震所造成的左右層間變位可以由單元間在無應力下相對的左右單元的漂移來吸收。不過地震過後，牆面單元因為公母接口中膠條所產生的阻力，而不容易恢復原來的位置。本發明之牆面單元若利用邊框料之螺絲309固定在直料201上，因為上横料105已經用螺絲209固定在直料201上，使得地震產生的左右層間變位由單元兩邊的螺絲209和309在螺絲孔300和307中兩邊無應力下的垂直方向相對滑行來吸收，因此地震過後整個牆面單元會馬上隨著直料201回歸原位，從而可以消除氣環式單元在地震引起的層間變位後不能馬上恢復原位的問題。

請參照第5圖和第6圖，其分別為本發明之第二實施例所提供的外牆單元系統之局部垂直剖面圖和局部水平剖面圖。其中，第5圖繪示了兩個牆面單元上下扣接在一起，第6圖繪示了左右兩個牆面單元扣接在一個直料上。

如第5圖所示，上下兩個裝飾單元500和505相互扣接。兩個裝飾單元500和505都是裝飾用途，不必考慮漏氣、漏水、隔熱、隔音等性能，使得邊緣框架的設計簡化很多，但是需要保持結構性能。因此，和以上說明的氣環式系統相同，本實施例的結構細節至少包括：(1)裝飾單元500和505的外面材106都是用結構膠帶111黏貼邊緣框架上；(2)裝飾單元500的上橫料504的公接口條501上設有螺絲孔300，以便扣掛裝飾單元500時扣入鎖在直料602上的螺絲209；(3)裝飾單元505的下橫料502有母接口503和公接口條501結構相扣接。

如第6圖所示，兩個相同的裝飾單元604在垂直外接縫處相遇並扣接在直料602上。為了保持結構性能，本實施例的結構細節至少包括：(1)裝飾單元604的外面材106用結構膠帶111黏貼在邊框料600上；(2)螺絲209 或螺絲309都是在工廠先鎖入簡單的直料602上；(3)依設計負風壓下的結構需求，寬度a可以相應改變；(4)為了要去除動態風壓下金屬間相碰的噪音，密封膠帶208也是需要的工廠先貼上；(5)直料602可用多個固定件603(如螺絲)鎖入其他的結構體(圖中未示)。

本發明為了在單元工廠切割、組裝及工地蓋建時有很小的公差以蓋好牆面，以下是達成小公差的幾個注意要點：

1.藉由在工廠配置優良的割切機CNC，將螺絲209和309在工廠配合完工的牆面單元的螺絲孔300和307的位置鎖定在直料201或是600上。

2.因為單元上的兩個螺絲孔300或是兩個螺絲孔307都要跨越兩個相鄰直料201或602的空間扣上螺絲209或309，因此相鄰直料的左右間距必須有很準確的工地控制。

3.在目前的傳統式幕牆的業界設計中，牆面單元上下公母的接縫必需設計去吸收因樓板活荷重所產生的撓度。因為通常建築物活荷重所產生的准許最大的樓板撓度是3/4”(19mm)，因此在本發明所需的微小單元接口的設計要求下，直料的相對位移必需能夠和樓板在活荷重下的相對位移分開，以達到單元小接口的設計要求。

由上面的第2項和第3項的說明，本發明所提供的外牆單元系統應用在幕牆系統中可以說是第五代的氣環式幕牆。

最後要說明的是，以上所述者僅用以說明本發明實施例的技術方案，並非用來限定本發明實施之範圍，本領域具有通常知識者應當理解依然可以對本發明實施例的技術方案，例如，邊緣框架的形狀(如三角形、五邊形、梯形等等)及直料設計等，均可依本發明所述之特徵及精神進行修改或替換，而這些修改或替換均應包括於本發明之申請專利範圍內。