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提高珠江三角洲鋁合金外平開窗水密性能的幾點設(shè)計措施

時間日期：2004-4-23 已被閱讀次：[8441]

南海市興發(fā)幕墻窗有限公司　招敏紅

　　[提　要] 本文對如何提高珠江三角洲鋁合金外平開窗的水密性能問題，進行分析，并從設(shè)計角度提出了實際解決措施。
　　[關(guān)鍵詞] 珠江三角洲　鋁合金外平開窗　壓力平衡防水設(shè)計　水密性能

　　一、概述
　　在現(xiàn)代高層、超高層商住、辦公樓中，建筑師為了創(chuàng)造良好的居室環(huán)境和外立面效果，除了采用各種建筑幕墻作為建筑物的外裝飾之外，建筑外窗的單樘面積和分格尺寸也越來越大。作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)的鋁合金外平開窗，特別是合頁式鋁合金外平開窗，由于其基本性能（抗風(fēng)壓能、水密性能和氣密性能）好，安全性高，越來越得到建筑師的垂青、選用。由于建筑外窗所在高度和單樘面積的增加，以及為了節(jié)約能源，創(chuàng)造良好的居室環(huán)境而大面積用中空玻璃，對鋁合金外平開窗的性能，特別是水密性能提出了較高的要求。這一點，對于珠江三角洲地區(qū)的鋁合金外平開窗尤其重要。
　　按照國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178－93）的規(guī)定，珠江三角洲屬于地理學(xué) 中南亞熱帶氣候，長夏無冬，溫高濕重。該地區(qū)基本風(fēng)壓較大（0.5kN/m2～0.85kN/m2），四季變化不大，年降雨日數(shù)120～200d，年降水量1500～2000mm，是我國降水最多的地區(qū)。特點是暴雨強度大，風(fēng)雨同時。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178－93）規(guī) 定，該區(qū)建筑不僅“必須充分滿足夏季防熱、通風(fēng)、防雨要求”，還要“注意防熱帶臺風(fēng)、暴雨襲擊及鹽霧侵蝕”。本人根據(jù)自己從事鋁合金門窗設(shè)計的體會和經(jīng)驗，從設(shè)計角度介紹幾種如何提高珠江三角洲地區(qū)鋁合金外平開窗水密性能的措施。
　　二、與鋁合金外窗有關(guān)的現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)
　　為了提高鋁合金窗的水密性，滿足現(xiàn)代建筑的使用功能，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、建設(shè)部和廣東省組織有關(guān)部門對原來的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行了修訂。到目前為止，已經(jīng)發(fā)布并實施的有關(guān)國家和地方標(biāo)準(zhǔn)如下：
　　《鋁合金門》
（GB/T 8478—2003）（2003－09－01實施）
　　《鋁合金窗》
（GB/T 8479—2003）（2003－09－01實施）
　　《建筑外窗水密性能分級及檢測方法》
（GB/T 7108—2003）（2002－03－01實施）
　　《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》
（GB 50210—2001）（2002－12－01實施）
　　《鋁合金窗工程設(shè)計、施工及驗收規(guī)范》
（DBJ 15－30－2002）（2003－01－01實施）
　　此外，還有正在編制的鋁合金窗的行業(yè)工程技術(shù)規(guī)范和各級地方政府的有關(guān)規(guī)定。
　　與被代替的舊標(biāo)準(zhǔn)比較，上述新實施的標(biāo)準(zhǔn)對提高建筑外窗的水密性作出了明確的規(guī)定，主要表現(xiàn)在以下三個方面：
　　第一，在新的國家標(biāo)準(zhǔn)中，將鋁合金窗的水密性能規(guī)定為必須檢測的項目，廣東省標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了水密性能設(shè)計指標(biāo)的計算方法，水密性能設(shè)計指標(biāo)與鋁合金窗工程所在地區(qū)的基本風(fēng)壓掛鉤，改變了舊標(biāo)準(zhǔn)中籠統(tǒng)規(guī)定，達到任何一級指標(biāo)就算合格的規(guī)定；
　　第二，為了提高鋁合金窗的水密性，國家標(biāo)準(zhǔn)和廣東省標(biāo)準(zhǔn)中，不僅對影響水密性能的主要受力構(gòu)件型材的實測壁厚和撓度作出了明確規(guī)定，還對單樘面積和分格尺寸較大的鋁合金窗的受力桿件的絕對撓度進行了規(guī)定；
　　第三，在國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外窗水密性能分級及檢測方法》（GB/T 7108—2003）中，規(guī) 定了“工程所在地為熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)地區(qū)時，應(yīng)采用波動加壓法”，進行定級檢測和工程檢測，并以“三樘窗的綜合檢測值向下套級”進行級別評定。并且，檢測站還要求工程公司在填寫試驗請托單時，必須明確寫明鋁合金外窗的工程水密性能設(shè)計指標(biāo)。
　　上述規(guī)定，對珠江三角洲鋁合金外窗的水密性能提出了極其嚴(yán)格的要求。我們在進行鋁合金窗設(shè)計時，必須認真對待。稍有不慎，后果不可預(yù)測，輕者返工，重者將會引起業(yè)主的投訴、索賠，甚至提起訴訟，直接關(guān)系到工程公司的生存。
　　三、鋁合金外窗產(chǎn)生滲漏的原因和位置
　　建筑外窗發(fā)生雨水滲漏有以下三大因素，只有當(dāng)三大因素共存時，才會發(fā)生滲漏。
　　1、窗外表面有雨水；
　　2、室外壓力大于室內(nèi)壓力，有壓力差；
　　3、窗表面或窗框周邊存在有室內(nèi)外相通的縫隙。
　　鋁合金外窗發(fā)生雨水滲漏的位置主要在以下部位：1、窗框周邊與建筑主體接口縫隙處；
　　2、窗框與拼樘料拼接處；
　　3、窗豎框與窗橫框拼接處；
　　4、窗扇框與窗扇框拼接處；
　　5、窗扇框與窗框搭接位置密封膠條處。
　　四、提高鋁合金外平開窗水密性能的設(shè)計措施
　　1、嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，正確確定鋁合金窗的水密性能指標(biāo)，作好設(shè)計驗證工作，在進行鋁合金外窗設(shè)計時，應(yīng)堅持以下原則:
　�、艊�(yán)格按照廣東省《鋁合金窗工程設(shè)計、施工及驗收規(guī)范》計算并確定鋁合金外窗的水密性能設(shè)計值。對于珠江三角洲地區(qū)的鋁合金外窗，由于進行試驗時，波動壓的上限值實際上已經(jīng)大于水密性能分級值的上一級指標(biāo)。因此，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計驗算時，宜采用計算所得水密性能設(shè)計值的上一級指標(biāo)進行，例如，進行窗下框內(nèi)側(cè)翼緣擋水高度驗算時；
　�、茋�(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進行鋁合金窗受力桿件的撓度驗算。防止撓度過大，將密封膠撕裂，或造成窗扇與窗框密封失效而滲漏；
　�、潜ＷC受力桿件鋁合金型材的壁厚。防止由于壁厚太薄，造成五金件、附件連接失效，產(chǎn)生縫隙而滲漏；
　�、却翱蚺c建筑主體的連接件的材料牌號、表面處理、規(guī)格尺寸應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，連接件的間距應(yīng)經(jīng)過計算確定，不宜過大，在主要受力桿件的兩端和受力較大的位置應(yīng)適當(dāng) 加密。防止連接件失效或間距過大造成窗體位移，產(chǎn)生縫隙而滲漏；
　　⑸拼樘料的控制撓度宜稍小于受力桿件的桿件允許撓度值[u]。拼樘料的長度盡量同洞口高度或?qū)挾纫恢�，并直接固定在建筑主體上，同時對兩端進行密封。
　　2、正確選用密封材料、五金件及附件
　　除鋁合金型材之外，鋁合金外平開窗所用的密封材料、五金件及附件應(yīng)符合下述要求：
　�、琶芊饽z條：選用耐久性好，合成橡膠類的三元乙丙橡膠、氯丁橡膠、硅橡膠等有一定厚度的熱塑性空心密封膠條。防止密封膠條老化、變形或彈性不足產(chǎn)生縫隙滲漏；
　�、泼芊饽z：選用耐久性好的硅酮耐候密封膠或硅酮中性膠。要特別注意密封膠與所粘接材料的相容性，尤其是用于窗框外側(cè)密封洞口縫隙的密封膠，防止密封膠失效或不相容而產(chǎn) 生縫隙滲漏；
　�、俏褰鸺案郊何褰鸺案郊钠贩N、規(guī)格、材質(zhì)及狀態(tài)應(yīng)符合相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，其承載力必須滿足設(shè)計要求，防止五金件、附件失效或過負荷變形而產(chǎn)生縫隙滲漏。
　　3、一般構(gòu)造設(shè)計
　　水密性能構(gòu)造設(shè)計是鋁合金外平開窗產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計對工程水密性能設(shè)計指標(biāo)的具體實現(xiàn)。具體的措施可以簡單的總結(jié)為三個字，這就是：“擋”、“堵”、“排”。
　　所謂“擋”和“堵”，就是將雨水擋在或堵在室外，不讓雨水進入室內(nèi)，防止產(chǎn)生滲漏；或者是將雨水擋住或堵住，不讓雨水流到窗表面，防止雨水由于室內(nèi)外壓力差的存在，通過窗上或框周邊室內(nèi)外相通的縫隙進入室內(nèi)，產(chǎn)生滲漏。
　　關(guān)于“擋”和“堵”，行內(nèi)有經(jīng)驗的設(shè)計人員已經(jīng)介紹過大量的方法。例如：五金件裝配部位涂膠或采用防水型螺釘、窗框與洞口的安裝縫隙填塞應(yīng)密實飽滿、窗下框內(nèi)側(cè)翼緣的擋水高度應(yīng)適當(dāng)、在窗上容易進水的部位設(shè)置止水板或披水板等，均是行之有效的措施，筆者在進行鋁合金窗設(shè)計時，也經(jīng)常采用這些方法。下面介紹幾種改進構(gòu)造設(shè)計的措施，通過這些改進，可以提高鋁合金外窗“擋”和“堵”雨水的能力，從而提高鋁合金外窗的水密性能。
　�、挪捎冒l(fā)泡膠封堵窗框與洞口的安裝縫隙。由于發(fā)泡膠遇見空氣后，其體積會膨脹60～80倍，是一種理想的隙防水填充劑。因此，無論是新窗的裝或舊窗的防水處理，都是一種非常有效的措施。但是，由于發(fā)泡膠的剛度小，因此，施工時要注意，尤其是單樘面積較大或中空玻璃窗，由于窗的自重大，在使用一段時間后，會產(chǎn)生整窗下沉，將窗頂和兩側(cè)窗框與洞口結(jié)合處拉裂而發(fā)生滲漏，因此，必須在底部設(shè)置2～3個承力臺。同時，還應(yīng)注意外縫隙密封，防止雨水侵蝕發(fā)泡膠，使發(fā)泡膠變質(zhì)而失去阻擋雨水滲透的能力；
　�、聘倪M平開窗窗框型材的形狀，把傳統(tǒng)的銑榫鉚接成型改變?yōu)樽步菣C組角成型。提高窗框拼接部位的剛度、平面度和密封質(zhì)量，增加阻擋雨水的能力，從而提高窗的水密性能；
　　⑶改進平開窗窗扇型材的形狀。將原來窗扇拼接部位處于自由狀態(tài)的翼緣用剛性連接片（最好采用1.0mm厚不銹鋼片，先涂膠）連接，使窗扇框成為一體，提高窗扇框拼接部位的剛度、平面度和密封質(zhì)量，增加阻擋雨水的能力，從而提高窗的水密性能。
　　4、可開啟部分（窗扇）的壓力平衡防水設(shè)計
　　由于可開啟部分（窗扇）經(jīng)常開閉，窗扇與窗框的密封僅靠密封膠條實現(xiàn)，因此，可開啟部分（窗扇）既是整樘窗中水密性能最薄弱的部位，又是最關(guān)鍵的部位，只有采用特殊的外“排”內(nèi)“堵”的辦法，才能提高窗扇部位的水密性能。所謂“排”內(nèi)“堵”，實際上就是壓力平衡防水設(shè)計（即“等壓原理”設(shè)計）。窗扇部位內(nèi)外兩道密封膠條密封，中間形成一個空腔，“等壓原理”就是想辦法加強內(nèi)膠條的密封性能，阻擋雨水進入室內(nèi)，中間的空腔和室外連通，使空腔內(nèi)的壓力與室外平衡，把通過外膠條縫隙進入空腔的少量雨水排放出去，從而提高可開啟部分的水密性能。要真正實現(xiàn)壓力平衡防水設(shè)計，必須作到以下幾點：
　�、疟仨毑捎脙�(nèi)外雙道密封和高質(zhì)量的密封膠、密封膠條、五金件和附件，內(nèi)密封膠條應(yīng) 連續(xù)。五金件、附件和鎖點的數(shù)量、安裝位置，應(yīng)經(jīng)過試驗確定，保證內(nèi)密封膠條的密封性能；
　�、拼翱蚺c窗框、窗扇與窗扇的拼接部位必須平整、密封良好；
　　⑶窗扇與窗框的搭接量、密封膠條的壓縮量要合理，保證兩道密封膠條之間能夠形成密封空腔；
　�、扰潘自O(shè)計。在滿足上述三個條件后，排水孔的形狀、尺寸設(shè)計是能否形成等壓腔的關(guān)鍵。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，排水孔應(yīng)開在窗扇下部翼緣上，長度一般為40mm～60mm，距窗扇邊緣100mm～200mm為宜。兩道密封膠條形成的空腔，通過排水孔與室外相通，壓力相等，即可防止雨水大量滲入，又可將滲入的少量雨水排出，防止雨水滲入室內(nèi)，從而提高可開啟部分的水密性能。
　　采用“等壓原理”設(shè)計與不采用“等壓原理”設(shè)計的鋁合金平開窗比較，按照GB/T 710 8—2003新的分級標(biāo)準(zhǔn)，其水密性能一般可以提高2～3個級別。這種原理，也同樣適用于上懸外開窗以及固定部分門窗玻璃的鑲嵌槽空間設(shè)計。
　　五、結(jié)束語
　　采用上述設(shè)計措施，可以明顯地提高珠江三角洲地區(qū)鋁合金外平開窗的水密性能，達到現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。還可以避免污染室內(nèi)裝修，為人們創(chuàng)造一個理想、舒適的居住環(huán)境。
　　但是，必須認識到，好的設(shè)計只是提高鋁合金外平開窗水密性能的基礎(chǔ)，要真正提高整窗的水密性能，還必須對加工制作質(zhì)量和安裝施工質(zhì)量嚴(yán)加控制，達到設(shè)計要求。只有這樣，才能真正提高整窗水密性能。
　　六、參考文獻
　　本文第二部分提到的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)及其條文說明。

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