门窗附框替代方案可行性论证分析研究
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2025年02月14日 10:56:59
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来源:建筑技术杂志社

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作者:彭胜龙

  在建筑工程中,门窗洞口留置不符合规范要求给安装带来了很多的质量隐患,目前主要通过在洞口上安装附框来解决。加装附框,提高门窗安装精度,缩短施工周期,起到保护成品的效果;但会给门窗的防水性能带来严重的隐患,因为不适当地安装了附框。 本项目设计方案门窗主要采用隔热金属型材,附框采用钢附框,现将本项目采用门窗附框方案与采用铝模方案进行对比分析。从外窗安装精度、防渗性能、保温性能、结露、节能几个方面进行对比分析。

 

在建筑工程中,门窗洞口留置不符合规范要求给安装带来了很多的质量隐患,目前主要通过在洞口上安装附框来解决。加装附框,提高门窗安装精度,缩短施工周期,起到保护成品的效果;但会给门窗的防水性能带来严重的隐患,因为不适当地安装了附框。

本项目设计方案门窗主要采用隔热金属型材,附框采用钢附框,现将本项目采用门窗附框方案与采用铝模方案进行对比分析。从外窗安装精度、防渗性能、保温性能、结露、节能几个方面进行对比分析。

1 门窗附框设计方案对比

1.1 附框设计

项目外窗主要采用:金属隔热型材,传热系数为2.6W/(m 2 K),太阳得热系数为0.32,可见光透射比为0.62。根据节能设计,采用钢附框。

1.2 门窗附框替代方案

拟调整方案附框节点图项目现处于施工阶段,施工时采用铝模系统,并在门窗洞口设计企口,一次性浇筑成型。洞口使用相同铝模浇筑,尺寸统一,且平整度高,有利于门窗安装时的质量及成品保护。

1.3 质量及外窗安装精度对比分析

项目主要采用混凝土外墙,构造做法为:20mm水泥砂浆+200mm钢筋混凝土+5mm界面砂浆+ 40mm难燃型挤塑聚苯板(B1级)+10mm石膏板。

外墙通过设计优化,采用全混凝土结构,选取铝模施工工艺,因铝合金模板拆模后的混凝土表面平整、光洁,采用铝合金模板基本上可达到饰面混凝土的要求,无论是在观感质量上,还是墙面平整度都可以达到直接安装窗户的水平。项目外墙采用200?mm厚混凝土墙体,并采用铝模工艺施工,采用合理的施工及拆模方案后,项目观感质量、平整度可达到附框同等效果,不影响门窗的生产和安装效率。

从外窗安装精度分析,附框可更好地确定门窗加工尺寸和精度,有利于门窗批量生产和安装效率,外窗安装在附框上;铝模企口在施工操作中对施工人员拆模质量要求更高,铝模企口方案中外窗直接固定在土建主体中,对后期更换窗户不利,均满足外窗安装精度,附框在安装精度、外窗便于更换方面优于铝模企口方案。

1.4 质量及外窗安装精度对比分析

从图1可见,附框与墙体、附框与主框之间存在较大的缝隙,通常采用塞缝处理,因为密封防水工艺操作不规范而产生渗漏风险。

图1 门窗钢附框安装示意      

由于不同材料的差异性,附框、墙体、门窗三者的线膨胀系数存在较大差异,导致材料的热胀移量和变形量有较大差异,对于建筑门窗与墙体的密封效果有一定影响,因此存在渗漏风险。对于门窗的气密、水密和保温性等具有一定影响。从图2可见,通过设计优化外门窗与墙体之间的连接节点,能有效降低因不密实导致渗漏。企口的设计可减小后期渗水的隐患。

图2 铝模深化企口的节点示意      

设计企口高于窗口与墙体的接触面且窗台设计向外泛水的坡度,相对于原附框节点,优化设计的节点能够有效降低雨水渗漏的风险。

1.5  保温及结露性能对比分析

长沙保利北中心项目以GB50176—2016《民用建筑热工设计规范》为分析的依据,选取长沙市当地的相关资料,在湖南省长沙市范围内进行模拟测算。窗户室外设计温度(冬季)根据规范要求取–1.27℃。根据GB50176—2016《民用建筑热工设计规范》确定冬季室外热工计算温度的取值,计算结果见表1~表4。

表1  热工计算温度(冬季)      

表2 内表面的换热系数和换热热阻取值      

表3 外表面的换热系数和换热热阻取值      

表4 室内露点温度取值

对比附框与企口设计节点是否存在保温性能,选取隔热金属型材外窗进行模拟分析。查阅相关资料,金属隔热型材外窗、墙体材料的导热系数见表5。

表5 材料热工参数      

根据模拟分析得出的外窗部分温度分布情况,钢附框安装方式的综合传热系数为2.75W/( m 2 K ),企口安装方式的综合传热系数为2.25W/( m 2 K )。由表6可知,钢附框安装方式外窗内表面温度低于企口安装方式,传热系数高于企口安装方式。企口安装方式保温性能优于钢附框安装方式。查阅相关资料,两者在冬季均不会结露,因此满足规范要求。

表6 围护结构内表面的最高温度取值(冬季)      

2 附框优劣势分析

2.1 优势分析

安装附框可确定门窗加工尺寸,有利于门窗批量生产和安装效率;安装附框可为粉刷提供基准,利于门窗保护,减少损伤机会;采用钢附框使门窗的安装质量更易控制,且门窗易于拆卸和更换。

2.2 劣势分析

(1)附框导热性能更强,导致使用中造成热桥效应,引起窗框内侧表面发霉,保温隔热功能较差,不利于节能。(2)附框与洞口的缝隙通常预留较大,受主观因素影响较大,以目前密封防水工艺对施工人员的施工水平要求较严格,工人操作不当易造成渗漏。(3)由于不同材料的特性存在差异,附框、建筑墙体、门窗三者之间的线膨胀系数不同,热胀冷缩产生的位移量、变形量不同,可能会影响建筑门窗与墙体之间的密封性,导致漏雨、固定点松动、脱胶等。(4)金属附框的耐腐蚀性能较差。当表面采用热浸镀锌其寿命在15年左右;表面采用冷镀锌,其寿命在8~12年左右;表面采用涂抹防锈漆其寿命更短。附框腐蚀后影响安装的强度,腐蚀后具有较大安全风险。

3 门窗附框替代方案实施要点

通过长沙市部分项目的实践,建筑物门窗采用阶梯式设计更有利于门窗的整体防水。门窗安装要求如下。

(1)门窗框安装:窗框安装位置正确且牢固。门窗外框与洞口连接固定点的数量与位置应根据外窗尺寸、荷载、重量和不同开启方式等合理布置,且符合门窗安装规范要求,所有连接点应固定牢靠,防止门窗平面变形。门窗外框与洞口的缝隙尺寸依据外窗尺寸确定,四周单边间隙宜控制在8mm,门窗外框的最大组装尺寸应为洞口尺寸扣减15mm。

(2)几字码连接:为保证门窗外框的连接强度,几字码的厚度不应小于2.0mm,几字码应隐藏在窗框背面不外漏。窗框与几字码连接安装过程中应随时检查窗框垂直和平整度,不得造成弯曲或变形,必要时应在窗框与墙体之间的螺丝位置加填衬垫进行紧固,或待间隙的填缝固化后再拧紧螺丝。门窗选用的除不锈钢外的零附件及固定件,均需进行防腐蚀处理。

(3)发泡剂填充并密封:门窗外框固定后,用弹性材料将门窗外框与洞口之间空隙填充密实,并且在门窗外框与抹灰层接触的阴角处采用中性硅酮密封胶进行密封处理。发泡剂填充前应先清理并湿润洞口,发泡剂填充时应饱满连续。密封胶施打应保证门窗洞口表面光滑整洁、顺直、无断裂、不起泡、无明显接疤并不浪费,一般打胶厚度大于1.5mm,打胶宽度小于15mm。组角端部、拼缝处等均施打密封胶。

(4)门窗扇安装:玻璃类型、尺寸、规格安装正确并悬空安装。3C标志统一安装在内侧。玻璃质量检查合格后再安装,玻璃压线安装注意检查尺寸,压线缝严密,压线安装位置正确平整。门窗成品保护需到位,避免出现型材划痕、撞弯撞扁等情况。玻璃上应无划痕、无斑点或“钉点”、无砂浆和大面积灰尘。

(5)五金安装配件:五金配件和辅助件安装牢固不松动、装配齐全不少装漏装、配件规格类型正确,开启灵活,不卡滞。滑撑等五金螺丝安装选用正确(铰链螺丝必须使用不锈钢螺丝),不少装漏装。

(6)整窗检查:门窗安装牢固可靠,符合设计要求并做好淋水试验,门窗不渗漏。门窗外观洁净无色差划痕擦伤及碰伤。

4 结论

通过采用钢附框与铝模企口方案从质量及外窗安装精度、防渗性能、保温及结露、节能几个方面对比: (1)在外窗安装精度、方便拆卸方面钢附框优于铝模企口方案,混凝土外墙结合铝模工艺,在控制施工误差、混凝土表面质量平整度方面均可达到要求,不影响门窗的生产和安装效率;(2)混凝土外墙体系结合铝模工艺并设计企口相对安装钢附框,可以有效降低雨水渗透风险;(3)混凝土外墙体系结合铝模工艺并设计企口与安装钢附框,保温性能优于钢附框安装,两者均可以避免外窗在冬季结露;(4)混凝土外墙体系结合铝模工艺并设计企口不影响外窗传热系数,企口设计有利于建筑节能。本项目采用全现浇混凝土外墙铝模施工,外窗洞口在4个方向均预留一次成型的企口,且企口高度和质量满足相关技术要求,在防渗、结露、节能、质量各方面均能满足要求。


摘自《建筑技术》2023年12月,彭胜龙

来源:建筑技术杂志社

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shilaoqi
2025年02月21日 12:34:19
2楼

谢谢楼主的分享!

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