建筑鋁合金門窗滲漏分析及防治技術(shù)

■裴國紅 ■深圳市廣田方特幕墻科技有限公司，廣東 深圳 518000

我國鋁合金門窗的生產(chǎn)加工已經(jīng)有30多年的歷史，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對土地資源的不斷開發(fā)利用，做為建筑外維護結(jié)構(gòu)的組成部分，鋁合金門窗越來越多的應(yīng)用在高層或超高層建筑之上，門窗除了具有基本的采光通風(fēng)和遮風(fēng)擋雨的功能外，還應(yīng)具有寬敞明亮、節(jié)能隔熱、方便使用和外觀新穎等多種功能，人們對門窗提出了更高的要求，幕墻窗、凸窗和落地大窗已成為高尚住宅的重要組成部分，門窗單個面積日趨增大，由于各種原因，外用鋁合金門窗雨水滲漏現(xiàn)象在民用建筑中是較為普遍，引起的雨水滲漏問題也越來越突出，也是較難根治的頑疾，給人們的生活帶來了諸多不便。筆者從事多年鋁合金門窗幕墻的設(shè)計和施工，經(jīng)歷處理過各種各樣的漏水問題，對鋁門窗雨水滲漏問題有一定的了解和研究，下面從設(shè)計、加工、材料和安裝四個環(huán)節(jié)對鋁門窗的雨水滲漏原因進行分析并提出防治措施。

1 鋁合金門窗主要材料及術(shù)語

(1)鋁合金型材:鋁合金門窗所用的材的力學(xué)性能、尺寸偏差、化學(xué)成份、供應(yīng)狀態(tài)等均應(yīng)符合現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《鋁合金建筑型材第1部分－基材》GB5237.1的相關(guān)規(guī)定，有型材截面尺寸偏差一般取高精級。主要受力型材的壁厚要經(jīng)過結(jié)構(gòu)計算確定，但規(guī)范對受力型材的最小壁厚做了強制性要求:門用型材主受力部位的基材最小實測壁厚不小于2.0mm，窗用型材主受力部位的基材最小實測壁厚不小于1.4mm，鋁材的其他性能如表面處理等附合國標(biāo)要求;

(2)玻璃:玻璃按結(jié)構(gòu)及節(jié)能要求執(zhí)行，并符合現(xiàn)行的國家規(guī)范要求。這里值得注意的是中空玻璃產(chǎn)地和使用地的海撥高度相差超過800米時，應(yīng)當(dāng)加裝不銹鋼毛吸細(xì)管，在安裝使用地壓力平衡后密封。

(3)五金配件:五金配件是影響門窗使用功能比較關(guān)鍵的附件，對門窗自身的水密性起著重要作用。

(4)型材截面主要受力部位:在理解規(guī)范時，主要受力部位是指鋁合金門窗主要型材截面中承受垂直和水平方向荷載作用的腹板、翼緣或固定其他構(gòu)件的連接受力部位。

(5)安裝方式:門窗的安裝主要有兩種方式。

①干法安裝:在門窗洞口預(yù)先安裝附加金屬外框，這樣可以提前對墻體縫隙進行填充、防水處理等工序，完成后再將窗框固定地鋼附框上，這種安裝方式主要用在系統(tǒng)門窗等高檔門窗。

②濕法安裝:將鋁合金門窗直接安裝在未經(jīng)表面處理的墻體洞口中，門窗框安裝完后再對門窗框與墻體縫隙進行處理的安裝方式，這種方式是目前比較多的施工方法。

2 設(shè)計缺陷導(dǎo)致雨水滲漏的主要原因分析和防治措施

(1)鋁門窗的鋁材選型不當(dāng)，未按照建筑設(shè)計防水規(guī)范的要求合理選擇窗型。現(xiàn)在市面上的門窗用鋁材品種繁多，截面與阻排水構(gòu)造設(shè)計水不差次不齊，最常見的是高層建筑的鋁門窗或臨海建筑物采用普通的鋁合金推拉窗，目前普通鋁合金推拉窗氣密性遠遠不及平開窗，在狂風(fēng)暴雨下必定產(chǎn)生滲漏。目前大洞口的推拉門在民用建筑中應(yīng)用較廣泛，如果未在推拉門的結(jié)構(gòu)上采取必要的防水措施或排水措施，也將是造成大面積滲漏的主要原因。

(2)鋁門窗的主體結(jié)構(gòu)強度和剛度未能達到當(dāng)?shù)乜癸L(fēng)壓性能要求。施工單位為了節(jié)約成本，門窗型材的質(zhì)量不合格，型材壁厚達不到規(guī)范的要求，門窗框上墻片或固定點偏少、門窗五金件的配合性不好或失效等因素，造成鋁門窗的受力桿件(鋁型材)、五金配件、連接材料在正常風(fēng)荷載作用下產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形、拉裂或損壞或玻璃破裂，門窗的氣密性和水密性能降低，致使門窗本體喪失了遮風(fēng)擋雨的基本功能。

(3)鋁門窗防水結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。由于目前設(shè)計師的技術(shù)水平的的限制，在門窗型材的設(shè)計時，沒有利用等壓腔的基本原理，沒有多個排水通道，沒有考慮門窗框料的組角對接腔配合關(guān)系等，導(dǎo)致設(shè)計出的鋁型材斷面的密封層次不夠。在工廠加工時，采用各種比較勉強的方式連接固定，這樣在設(shè)計和加工時已存在漏水隱患，當(dāng)雨水在室內(nèi)外風(fēng)壓差的作用下很容易地進入鋁門窗腔內(nèi)并進入室內(nèi)，而進入鋁門窗腔內(nèi)的雨水，卻不能通過鋁門窗排水系統(tǒng)順暢地排出室外而留在門窗內(nèi)造成積水并產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下，在室外風(fēng)壓較大時，室內(nèi)能看到冒水現(xiàn)象，對室內(nèi)的裝修有很大的破壞，給使用者帶來不便。

鋁門窗由于未按設(shè)計規(guī)范而引起雨水滲漏危害最大，產(chǎn)生的后果往往無法修復(fù)和彌補的致命失誤，通常的解決辦法是重新?lián)Q窗，由此造成的材料浪費、工期延誤等經(jīng)濟損失無法估計。所以要防止鋁門窗本身結(jié)構(gòu)的雨水滲漏首先就是要按規(guī)范進行嚴(yán)格的計算和設(shè)計，方法如下:

①《建筑設(shè)計防水規(guī)范》明確指出，建筑外窗不宜采用推拉窗，宜采用平開窗。至于平開窗采用多大系列，不能簡單地按某種習(xí)慣系列簡單地使用，多層住宅的小窗可采用截面較小的平開窗系列，高層或風(fēng)載較大的建筑物或風(fēng)載較敏感的建筑物局部(詳見《建筑設(shè)計防水規(guī)范》GB5009)應(yīng)采用截面較大的門窗系列。鋁型材壁厚須滿足當(dāng)?shù)亟ㄖ鞴懿块T和使用的要求，若斷面的抵抗矩不夠，還須增加壁厚或穿襯鋼來增加截面特性，對于某些大洞口的高窗或處于高層建筑上的門窗，宜參考幕墻設(shè)計規(guī)范，對型材和玻璃要進行特別處理。

②通過修改門窗的鋁型材斷面來提高門窗的水密性能，如在窗扇頂部的外框上增加一道披水形成類似屋檐的滴水線，減少雨水對窗扇的直接沖洗，如圖1。

圖1

通過增加門窗框的擋水?dāng)嗝娓叨龋陂T窗框與洞口墻體之間采用底部帶有止水板的一體化型材，如圖2。

圖2

增加門窗密封層次，設(shè)多道密封膠條;對于較大的平開扇，增加開啟窗的鎖點，采用三點鎖或多點鎖;對于推拉門窗用膠條代替毛條;窗框和窗扇四角的密封膠條進行粘接在一起;利用等壓原理在門窗框下方的室外表面適當(dāng)開啟小口以實現(xiàn)內(nèi)腔氣壓與室外壓力的平衡;連接門窗外框四周的螺釘頭用密封膠密封等多種方法來防止鋁門窗雨水滲漏。

③門窗所用的型材必須經(jīng)過結(jié)構(gòu)計算并由注冊結(jié)構(gòu)工程師確認(rèn)。在部分門窗工程施工中，按建筑設(shè)計院選定的系列，進行采購、加工、制作、安裝，不進行施工圖設(shè)計、不進行計算、不進行綜合分析等，都給門窗工程帶來了使用和安全隱患。為此國家已實施了《鋁合金門窗工程技術(shù)規(guī)范》化，用以指導(dǎo)門窗工程的設(shè)計與施工，對門窗工程進行可靠度設(shè)計研究，建立起建筑門窗結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計、評估理論體系，同時納入了《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068、《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009及《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB5011等標(biāo)準(zhǔn)及其強制性條文。鋁合金門窗構(gòu)件應(yīng)根據(jù)受載情況和支撐條件采用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法進行設(shè)計計算，保證門窗具有足夠的剛度、承載能力和一定的變形能力。

④在門窗框安裝前，選取抗風(fēng)壓最不利的或批量大的整體窗進行三性檢測，以確定門窗的設(shè)計符合

要求，并確定門窗所能達到的性能指標(biāo)。目前國內(nèi)所有門窗幕墻工程的驗收，一定要經(jīng)過三性或四性試驗。

3 鋁門窗的輔材的質(zhì)量不合格

門窗的輔材質(zhì)量不合格是導(dǎo)致雨水滲漏的現(xiàn)象也較多，主要是五金件、密封膠及密封膠條，這些輔材生產(chǎn)廠家較多，同種產(chǎn)品價格相關(guān)較大。有密封膠采用酸性玻璃膠，或密封膠過期使用和假冒偽劣產(chǎn)品引起密封膠與玻璃和型材粘接不牢;密封膠條過硬，抗老化時間短，收縮即拉斷;五金配件質(zhì)量太差，經(jīng)不起多次開啟就斷裂或在較大風(fēng)壓下將配件塑性變形或斷裂從而引起無法關(guān)閉窗扇。輔材質(zhì)量不合格引起的雨水滲漏的危害不大，一般通過更換質(zhì)量較好的材質(zhì)，即可解決滲漏問題，如密封膠條選用氯丁橡膠(CR)或三元乙丙熱固橡膠(EPDM)或硅橡膠(MVQ)另外，我們總結(jié)了以往工程的經(jīng)驗，玻璃與鋁型材接觸的室內(nèi)外兩面固定不用膠條，而是采用中性硅酮密封膠進行密封，能減少密封膠條帶來的滲漏水現(xiàn)象，又能有效防止門窗出現(xiàn)掉扇的現(xiàn)象(特別是一些型材壁厚較小，扇尺寸較大的門窗)，同時也容易施工和維護。

4 加工、組裝精度達不到要求

鋁門窗構(gòu)件加工精度達不到質(zhì)量要求，配合間隙較大(如門窗框、扇料的拼接組角等)，組裝前未涂密封膠;裝配尺寸控制不好，致使相互有搭接密封的位置錯位，雨水容易通過各種裝配間隙滲入門窗體內(nèi)形成滲漏。解決辦法一是采用精度高的加工設(shè)備，提高制作工人的素質(zhì)。二是對裝配有間隙的構(gòu)件裝配前先涂上密封膠，如框或扇的四角裝配縫和榫頭連接的各個榫頭位均應(yīng)涂上密封膠。加強生產(chǎn)管理和質(zhì)量檢查程序，杜絕不滿足要求的產(chǎn)品出廠。

5 鋁門窗的安裝導(dǎo)致雨水滲漏的主要原因和防治措施

鋁門窗四周與洞口墻體連接部位需要填充防水材料，此道工序叫“施工塞縫”，它是鋁門窗安裝過程中最重要的環(huán)節(jié)，也是雨水滲漏最為常見的部位，其主要原因有以下幾個方面:

(1)鋁門窗與洞口墻體之間的間隙，未按要求充滿合格的防水材料，如防水材料只是普通的抹灰砂漿而未添加防水劑或膨脹水泥，用水泥砂漿或細(xì)石混凝土填嵌縫隙時，應(yīng)對鋁合金門窗框四周外表面進行防腐處理，以免水泥砂漿或細(xì)石混凝土與鋁合金框接觸產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，腐蝕合金門窗。鋁合金窗應(yīng)在窗臺板安裝后將上縫、下縫同時填嵌，填嵌時不可用力過大，以免窗框受力后變形。室外側(cè)留密封槽口，填嵌防水密封膠。防水砂漿一般是用常規(guī)的水泥、細(xì)砂與防水粉用干凈的水按配合比例進行均勻的拌合，成顆粒的粘狀、能用手抓捏方便使用就行，但不能拌合成流體的狀態(tài)，具體配比按使用說明上進行在使用前要仔細(xì)閱讀相應(yīng)的使用說明書和檢查生產(chǎn)日期，不能過期。

在鋁合金窗安裝施工的過程中，窗的外框與墻體之間的縫隙通常采用水泥砂漿或軟填料填塞，但是，雖經(jīng)嚴(yán)格施工，部分窗框附近的內(nèi)墻面仍然會出現(xiàn)潮濕、發(fā)霉、出水珠或水印等現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至還漏水，處理起來非常棘手。原因在于鋁合金窗墻體洞口尺寸不符合要求，造成門窗外形尺寸與墻體間的間隙超過規(guī)定范圍，太小無法填充防水材料形成空鼓，間隙過大使門窗難以固定且充填不實易產(chǎn)生裂縫，安裝間隙最好控制在20mm－30mm之間。

(2)鋁型材與塞縫材料的熱膨脹系數(shù)不同，在溫度影響下，鋁型材與塞縫材料處易產(chǎn)生毛細(xì)裂縫。

(3)室內(nèi)進行裝修時，鋁門窗四周在外力敲打或機器的震動作用下塞縫材料產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重情況下破壞了塞縫層。

(4)大洞口的鋁門窗或凸窗一般有組合拼樘型材，其頂部沒有進行封堵，易造成雨水積在型材的管腔內(nèi)漫漫滲入室內(nèi)。

(5)門窗與洞口的固定連接不牢，使門窗在風(fēng)載正負(fù)壓力下產(chǎn)生松動，在洞口四周產(chǎn)生大面積裂縫。

(6)鋁門窗洞口四周由土建抹灰完成后，沒有在門窗框外側(cè)留下寬深均不小于6mm的防水密封膠縫，或未注中性防水密封膠。

由施工塞縫引起的鋁門窗滲漏問題，近幾年民用建筑的居民投訴最多，影響最壞，危害較大。為較好解決，結(jié)合成功的工程實例，可采用以下防治措施:

(7)防水砂漿塞縫出現(xiàn)空鼓的防治措施:首先檢查要安裝的鋁門窗的洞口尺寸是否標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)的洞尺寸比鋁門窗框大20mm～30mm，縫隙小于20mm的可采用注發(fā)泡膠，發(fā)泡膠一般用于塑鋼門窗的塞縫，也可用于鋁合門窗的局部塞縫，再小的縫隙也能充滿。但發(fā)泡膠有一缺點，材質(zhì)松軟，不宜用于推拉門的下方塞縫。有的工程因建設(shè)方要求，鋁門窗的塞縫全部注發(fā)泡膠。對于縫隙超過40mm的采用二次填充，即先將砂漿充填于鋁材框的腔內(nèi)，待初疑后，將洞口和已填充的砂漿表面濕潤再上墻進行二次填充。二次塞縫是目前鋁門窗濕法安裝較常見的做成法，缺點較易產(chǎn)生裂縫。

(8)防水砂漿塞縫出現(xiàn)裂縫的防治措施:

①水泥砂漿塞縫材料中必須滲入一定比例的防水劑或膨脹水泥，它能有效防止水泥砂漿本身熱膨脹引起的裂縫。

②在洞口四周填充防水砂漿，在門窗框外側(cè)，增涂二道防水涂料或粘貼一層玻璃纖維無紡布。

③對于裂縫縫隙較大或較隱蔽且室外無法施工的修補性裂縫可采用壓力灌漿的新方法。壓力灌漿的黏合劑材料有二種，一種是摻入107膠的水泥砂漿，一種是水玻璃砂漿。灌漿的施工方法是:在出現(xiàn)滲漏的地方開6～8mm小孔(略小于灌漿嘴的外徑)，插入灌漿嘴施加壓力將灌漿材料壓入水泥砂漿中，直到不再進漿或周圍裂縫溢出漿液時，即可停止。黏合劑能滲入到塞縫砂漿每個毛細(xì)管，并充滿周圍的裂縫，待黏合劑凝固后同砂漿粘成整體，阻止雨水滲漏。

(9)采用干法施工－增加鋼副框安裝方法，如圖3。

圖3

此種安裝方式能確保門窗與洞口墻體之間的間隙符合要求，有利兩者之間的密封，對門窗產(chǎn)品的外表面質(zhì)量有很好的保護作用。減少了交叉作業(yè)的環(huán)節(jié)，安裝質(zhì)量可以大大提高，在鋼附框的施工過程中，門窗洞口的鋼附框組角的拼接，不要采用焊接的方式，盡量采用插接的組裝方法。雖然，增加鋼副框使造價有所增加，但從綜合效益分析是很有利益的，采用此方法可大大降低雨水的滲漏機會。鋼副框安裝方法在國外已普遍使用，在國內(nèi)已有部分高檔別墅和高尚住宅的門窗采用，將來一定會大面積推廣。

6 結(jié)語

鋁門窗雨水滲漏問題雖是一個較常見的質(zhì)量通病，但須逐步得到解決，除上文所敘的幾種方法外，最關(guān)鍵的還是在施工進程中提高專業(yè)人員的技術(shù)素質(zhì)和施工管理水平，強化質(zhì)量意識，加大多種監(jiān)控力度，否則是無法從要本上徹底解決的。另外，逐步采用新材料、新工藝和新技術(shù)是提高建筑門窗安裝質(zhì)量的必要途徑。

［1］陳偉.外墻鋁合金門窗防水節(jié)點處理與關(guān)鍵工序控制.《山西建筑》.

［2］嚴(yán)曉春.外墻帶副框鋁合金窗防水技術(shù).《工程技術(shù)研究》.