張向濤
隔熱鋁合金外窗憑借其優(yōu)異的隔熱性能、良好的密封性能、耐久性強、易于維護等優(yōu)勢在現(xiàn)代建筑中得到了廣泛應用,深受市場歡迎。然而,外窗滲漏問題已成為近年來業(yè)界關注的焦點,尤其外窗與墻體之間的滲漏在行業(yè)內是一個典型通病。節(jié)能附框的出現(xiàn)為解決這一難題提供了新方案。本文將探討隔熱鋁合金外窗的滲漏原因,以及節(jié)能附框在隔熱鋁合金外窗防滲漏施工中的應用,旨在有效解決傳統(tǒng)施工中的滲漏問題,為相關人員提供借鑒。
在隔熱鋁合金外窗設計,為了追求外墻的視覺效果,使用窄邊框系列窗型,導致鋁合金窗戶的結構強度達不到預期的標準。行業(yè)內要求建筑外門窗的抗風壓性能指標應按不低于門窗所受的風載荷標準值確定,且不能小于1 kN/m2[1],但是由于部分外窗結構強度不達標,在遭受強風時,窗戶可能發(fā)生受力桿件變形。這不僅會影響窗戶的使用壽命,還可能導致玻璃破碎,甚至導致外窗墜落,危及使用者的人身安全。
此外,為了滿足建筑內部的采光和通風需求,設計者采用“飄窗、落地窗、通窗”等獨特的結構形式,這些特殊的窗型結構使窗框與洞口的連接強度、密封有效性等受更多復雜因素影響,進一步增加了滲漏的可能性。一旦出現(xiàn)滲漏水,不僅會影響居住者的生活質量,還可能損害建筑內部的裝修。
1.2.1 材料質量差
我國對于鋁合金門窗材料質量有明確的要求,鋁合金門窗用密封膠條應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑門窗用密封膠條》(JG/T 187-2006)的規(guī)定;鋁合金門窗工程用密封膠應符合《建筑窗用彈性密封膠》(JC/T 485-2007)的規(guī)定;鋁合金門窗工程用五金件應滿足門窗功能要求和耐久性要求,應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《建筑門窗五金件通用要求》(GB/T 32223-2015)的規(guī)定。
從現(xiàn)實情況來看,隔熱鋁合金外窗在生產過程中往往存在材料質量不達標的問題。其中密封膠條和密封毛條質量不達標是一個較為嚴重的問題。密封膠條是窗戶的重要輔材,其回彈性能對窗戶的性能指標影響很大,若密封膠條彈性差,窗扇與窗框將無法有效貼合,影響窗戶的密封性能。除密封膠條外,墻面膠和玻璃膠是門窗上非常關鍵的密封材料,尤其是粘結性能對門窗防滲漏功能影響很大。另外,五金件是門窗扇與外框連接、鎖閉的關鍵物料,如果五金件承重不足,可能引起窗扇關閉不嚴,甚至門窗扇從外框上脫落,造成意外傷害。
1.2.2 加工質量差
建筑外窗作為建筑的重要組成部分,不僅承擔著采光、通風的功能,還對建筑的隔音、隔熱和防水等性能產生影響,對于隔熱鋁合金外窗的加工質量更是有嚴格的要求。然,在生產實踐中,受加工設備、操作工人熟練程度等因素的影響,隔熱鋁合金外窗的加工質量不達標,最終影響安裝交付質量。第1,外窗的型材切割、沖壓、鉆銑精度不高的問題,可直接影響門窗的外觀和使用性能[2]。如果處理精度不符合標準要求,很可能導致窗戶的組裝桿件無法精確拼裝,造成組裝間隙過大或五金件安裝位置偏差,這會影響外窗的密封性能,使外窗成為風雨侵入室內的薄弱點。第2,在加工過程中也存在排水孔、拼接縫、螺釘孔處理不當的問題,如排水孔數量不足、孔徑尺寸過小,或沒有嚴格按工藝要求施打端面膠、陰角膠、密封膠等,會影響外窗的整體防水性能。
外窗預留洞口的尺寸偏差是不容忽視的問題,過小的預留尺寸會影響填縫工序的正常施工,甚至無法填縫;過大的預留尺寸會影響填縫材料的密實度(如砂漿塞縫硬化后易開裂),進而在外框與墻體交接處形成滲漏隱患。采用節(jié)能附框,也相當于在門窗外框安裝前先預設了一個橫平豎直的標準洞口,從而降低了后續(xù)土建粉刷和門窗安裝的難度,提高洞口的粉刷精度和門窗安裝精度,更易實現(xiàn)門窗的整體性能。
2.1.1 附框材料選擇
節(jié)能附框需要預埋或預先安裝在門窗洞口中,用于后續(xù)安裝門窗外框,其材料首先應滿足節(jié)能要求。當前主要有木塑復合、鋼塑共擠、玻璃鋼等3 種節(jié)能附框材料,其中木塑附框的使用占比較高。
在節(jié)能附框設計中,附框材料的選擇及性能指標控制非常關鍵。靜曲強度是評判材料抗彎曲能力的重要指標,必須確保附框型材的靜曲強度達到35 MPa 以上,以保障其在復雜荷載下的穩(wěn)定性。同時,考慮到建筑需要應對各種氣候變化,附框型材的高低溫反復尺寸變化率應控制在0.3%以下,確保材料在溫差變化中保持尺寸穩(wěn)定[3]。而在寒冷條件下,附框型材需展現(xiàn)出良好的韌性,要求附框型材在低溫落錘沖擊下無破裂。為確保附框在安裝后的牢固度和穩(wěn)定性,其握螺釘力需要達到3000 N,保證附框與螺釘可靠連接。角部連接部位是附框的薄弱部位,因此附框連接角的強度應大于1000 N。此外,為了降低窗戶部位的室內外熱傳導,附框型材截面厚度方向的熱阻應達到0.28 m2·K/W,確保其具有良好的隔熱效果。
2.1.2 附框截面尺寸控制
標準的框架剖面厚度一般為24±0.5 mm,剖面寬度分別有60 mm、65 mm、70 mm、90 mm、100 mm、220 mm、250 mm 等不同規(guī)格。附框寬度能夠覆蓋墻體的為寬附框,不能覆蓋墻體的為窄附框。在進行門窗設計時,門窗的邊框截面厚度超過120 mm 時宜選擇寬附框,同時應依據墻體厚度確定具體截面尺寸,并設置滴水結構以避免雨水沖刷外窗。門窗邊框截面厚度小于120 mm 或者外窗有防火需求時,宜選擇窄附框[4]。另外,門窗邊框截面厚度小于100 mm時,窄附框相對于窗框的寬度縮小比例應控制在10%以內,門窗邊框厚度大于100 mm 時,窄附框的寬度應比門窗邊框寬度縮小0 ~15 mm 為宜。
2.2.1 附框加工尺寸控制
采用預埋方式時,附框的組裝尺寸和圖紙上的洞口尺寸一致。采用洞口成型后的安裝方式時,附框的組裝尺寸一般應在洞口尺寸的基礎上扣減30 mm,保證附框安裝后與洞口墻面四周的間距為15 mm,以便附框安裝后進行填塞,從而規(guī)避附框和墻體之間滲漏。
2.2.2 附框加工寬度、高度、對邊尺寸的偏差控制
為保證窗框與附框之間的接縫處能夠有效封閉、管控滲漏水,需要保持附框和窗框之間接縫均勻,所以有必要控制附框加工尺寸的誤差。在附框生產時,寬度偏差必須嚴格控制在≤1 mm 范圍內,加工高度和對邊尺寸偏差均宜控制在1 mm 以內。為滿足這一精度要求,需要對加工設備進行定期校準與維護,提供操作指導書并對工人進行培訓,同時設置多個檢查點進行隨機抽樣測量,實時監(jiān)測附框型材的下料尺寸和組裝尺寸,對超出允許偏差的應進行標識、隔離并進行整改。
2.2.3 對角線尺寸偏差控制
控制附框兩個對角線的尺寸偏差,是保證附框整體剛度和穩(wěn)定性的關鍵。所以在附框加工生產中,需要將附框兩個對角線的尺寸偏差控制在2 mm 以內,測量時可使用鋼卷尺測量附框外圍的兩個對角線尺寸,讀取測量數據做對比。此外,附框組角的牢固性是決定框架穩(wěn)定性的關鍵因素,組角部位松動可能引起角縫處滲漏,應在組角牢固的前提下進行角縫密封處理,確保無滲漏隱患。
在建筑施工中,土建預留的門窗洞口宜為不低于C20 強度的混凝土,采用非混凝土洞口時應預埋混凝土砌塊供附框安裝固定,避免安裝過程中因外力作用造成墻體開裂,從而引起滲漏。在設計有節(jié)能附框的門窗項目施工中,需要在室內刮糙、粉刷等濕作業(yè)前完成附框安裝,在門窗洞口粉刷收口之后再進行門窗主框安裝和后續(xù)其他安裝。
以建筑主體采用木模施工工藝為例,整體施工流程如下:墻體彈線定位―洞口偏差處理―附框臨時固定―附框各維度細部調整―附框與墻體連接固定―附框與墻體塞縫―門窗洞口周邊粉刷收口―窗框臨時固定―窗框各維度細部調整―窗框與附框連接固定―窗框與附框間隙填充發(fā)泡劑―外窗打密封膠―固定玻璃安裝及打膠―窗扇安裝與五金件調試―完工清潔。其中,附框與墻體填塞、窗框與附框間隙填充發(fā)泡劑、外窗打密封膠、固定玻璃打膠,是防滲漏的關鍵施工工序,應該嚴格按照工藝要求進行施工和驗收。
2.3.1 施工前準備
為保障附框及外窗安裝順利進行,保證交付質量,施工前需要根據項目實際情況編制門窗施工方案,并對安裝人員做詳細的技術交底和安全交底[5]。同時,應根據安裝工藝要求和驗收標準做施工樣板,以便在批量施工前識別門窗和其他關聯(lián)工序的技術銜接、尺寸配合等方面是否有技術沖突和滲漏隱患,發(fā)現(xiàn)異常時及時做前置處理。另外,在批量施工前,外窗和附框的關鍵材料應按要求進行性能檢測,驗證相關部件是否符合設計和相關規(guī)范要求。
2.3.2 門窗洞口檢查和復核
門窗附框進場前,應進行安裝“三線”(即水平、垂直、進出參照基準線)移交,并根據三線對洞口尺寸進行偏差復核,對超出洞口尺寸允許偏差的,應由土建單位進行修正后再進行安裝。其中,附框與墻體預留間隙大于25 mm 的,宜采用C20 細石混凝土進行修補;對于間隙小于15 mm 的,應進行墻體切割修鑿,以留出足夠的塞縫空間,保證后續(xù)填塞飽滿、塞縫部位不滲漏。節(jié)能附框的安裝,應在門窗洞口尺寸符合要求并驗收合格,且辦理移交手續(xù)后進行。安裝附框前,應對門窗洞口進行基層清理,清除掉水泥塊及其他建筑殘渣。
2.3.3 附框安裝
附框安裝宜在土建主體及二次結構施工完成后、室內外粉刷等土建濕作業(yè)前完成。首先應參照安裝基準線,使用木楔對附框進行臨時固定,然后調節(jié)好附框的進出位置尺寸、左右位置、水平位置、水平度、正面垂直度、側面垂直度及對角線等,調節(jié)過程中采用紅外線儀器進行測量校準;附框準確定位后,使用射釘或膨脹螺栓將附框固定在洞口的墻體上。為保證附框的安裝牢固度,避免附框彎曲變形,兩端固定位置距離附框端部不宜大于100 mm,相鄰兩個固定位置間距不宜大于500 mm。采用固定片和射釘時,固定片需在墻體內外雙側固定牢固,內高外低,高差不超過20 mm,固定片需折彎并與墻面進行有效接觸。
2.3.4 附框與墻體間隙塞縫
附框安裝完成后,附框與洞口墻體之間的塞縫是門窗防滲漏的關鍵工序之一。若塞縫不合格,極易在窗邊引起滲漏,所以塞縫工序應嚴格按工藝要求進行。首先應清理干凈塞縫部位的墻體基層,然后灑水濕潤并使用水泥素漿涂刷基層,在水泥素漿干燥前使用防水砂漿或專用塞縫劑進行塞縫。塞縫必須密實連續(xù),表面抹壓規(guī)整。塞縫完成后,應進行不少于3 d 的澆水濕潤養(yǎng)護,防止塞縫表面干裂。塞縫完成后,應進行塞縫部位的滲水檢測和工序驗收,合格后移交給土建進行防水涂料、粉刷收口等后續(xù)施工。
2.3.5 窗框安裝及周邊封閉
節(jié)能附框的外框安裝,應在土建室內外濕作業(yè)完成后進行,減少交叉作業(yè)帶來的成品污染和損壞。
除此之外,外框宜從室內側進行安裝,減少施工安全風險。第1,把窗框放置在附框內部,調節(jié)均勻窗框與附框之間的上下左右間隙,細部微調窗框的進出位置、水平度、正面垂直度、側面垂直度及對角線等,根據設計要求使用扣件將窗框固定在附框上。第2,在外框與附框固定后,使用發(fā)泡劑填充外框與附框之間的間隙。發(fā)泡劑應連續(xù)施打、一次成型、填充飽滿,超出窗框外的發(fā)泡劑應該在固化前回壓入縫隙內,禁止用刀具切割,避免發(fā)泡劑外膜破壞而引起窗框滲漏。第3,發(fā)泡劑完全固化后,在其外側施打硅酮耐候密封膠進行封堵,這也是門窗防滲漏的關鍵環(huán)節(jié)。打膠前必須清理打膠基層,確保硅酮膠的接觸面沒有雜物和灰塵,并且要保證足夠的硅酮膠截面寬度,保證硅酮膠在門窗外框和墻面都有可靠的粘接,形成可靠的防滲漏屏障。
2.3.6 窗扇安裝及五金配件調試
窗扇安裝也是外窗防滲漏的一個關鍵控制項。窗扇與窗框的匹配度、五金件及密封膠條與窗扇及窗框的匹配度是防滲漏的關鍵因素之一。窗扇、窗框、五金配件、密封膠條只有進行科學匹配、相互銜接,才能形成科學合理的密封系統(tǒng),從而發(fā)揮出優(yōu)異的防滲漏性能。第1,安裝時應在窗扇放置在窗框槽口后做臨時固定,調整上下左右的搭接寬度。第2,同步調整窗扇與窗框的密封膠條壓緊度,保證密封膠條在窗扇鎖閉情況下處于受壓狀態(tài),使雨水無法進入室內。第3,擰緊固定窗扇的螺釘,擰入螺釘前絲身需帶膠作業(yè),避免螺絲孔滲水。另外,安裝鎖具時,窗扇鎖閉狀態(tài)下鎖點應位于鎖座的中心位置,且鎖點和鎖座應保證不小于2 mm 有效搭接,避免窗扇在長時間使用后無法緊密關閉從而產生滲漏。
綜上所述,在隔熱鋁合金門窗工程中采用節(jié)能附框,可以提高附框和墻體之間的塞縫密實度和密封效果,從而減少門窗周邊滲漏。同時,使用節(jié)能附框,可大大減少門窗施工與土建施工的交叉污染,提高建筑工程交付品質。此外,門窗安裝采用節(jié)能附框,相對于不使用附框,在后期對門窗進行拆舊換新時更易拆卸,基本不會破壞原有裝修。隨著更多的實踐應用和技術進步,節(jié)能附框有望和隔熱鋁合金外窗一起,助力我國實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的戰(zhàn)略目標,助力建筑行業(yè)向前發(fā)展。