建筑铝合金门窗渗漏分析及防治技术

■裴国红 ■深圳市广田方特幕墙科技有限公司，广东 深圳 518000

我国铝合金门窗的生产加工已经有30多年的历史，随着社会经济的飞速发展，对土地资源的不断开发利用，做为建筑外维护结构的组成部分，铝合金门窗越来越多的应用在高层或超高层建筑之上，门窗除了具有基本的采光通风和遮风挡雨的功能外，还应具有宽敞明亮、节能隔热、方便使用和外观新颖等多种功能，人们对门窗提出了更高的要求，幕墙窗、凸窗和落地大窗已成为高尚住宅的重要组成部分，门窗单个面积日趋增大，由于各种原因，外用铝合金门窗雨水渗漏现象在民用建筑中是较为普遍，引起的雨水渗漏问题也越来越突出，也是较难根治的顽疾，给人们的生活带来了诸多不便。笔者从事多年铝合金门窗幕墙的设计和施工，经历处理过各种各样的漏水问题，对铝门窗雨水渗漏问题有一定的了解和研究，下面从设计、加工、材料和安装四个环节对铝门窗的雨水渗漏原因进行分析并提出防治措施。

1 铝合金门窗主要材料及术语

(1)铝合金型材:铝合金门窗所用的材的力学性能、尺寸偏差、化学成份、供应状态等均应符合现行的国家标准《铝合金建筑型材第1部分－基材》GB5237.1的相关规定，有型材截面尺寸偏差一般取高精级。主要受力型材的壁厚要经过结构计算确定，但规范对受力型材的最小壁厚做了强制性要求:门用型材主受力部位的基材最小实测壁厚不小于2.0mm，窗用型材主受力部位的基材最小实测壁厚不小于1.4mm，铝材的其他性能如表面处理等附合国标要求;

(2)玻璃:玻璃按结构及节能要求执行，并符合现行的国家规范要求。这里值得注意的是中空玻璃产地和使用地的海拨高度相差超过800米时，应当加装不锈钢毛吸细管，在安装使用地压力平衡后密封。

(3)五金配件:五金配件是影响门窗使用功能比较关键的附件，对门窗自身的水密性起着重要作用。

(4)型材截面主要受力部位:在理解规范时，主要受力部位是指铝合金门窗主要型材截面中承受垂直和水平方向荷载作用的腹板、翼缘或固定其他构件的连接受力部位。

(5)安装方式:门窗的安装主要有两种方式。

①干法安装:在门窗洞口预先安装附加金属外框，这样可以提前对墙体缝隙进行填充、防水处理等工序，完成后再将窗框固定地钢附框上，这种安装方式主要用在系统门窗等高档门窗。

②湿法安装:将铝合金门窗直接安装在未经表面处理的墙体洞口中，门窗框安装完后再对门窗框与墙体缝隙进行处理的安装方式，这种方式是目前比较多的施工方法。

2 设计缺陷导致雨水渗漏的主要原因分析和防治措施

(1)铝门窗的铝材选型不当，未按照建筑设计防水规范的要求合理选择窗型。现在市面上的门窗用铝材品种繁多，截面与阻排水构造设计水不差次不齐，最常见的是高层建筑的铝门窗或临海建筑物采用普通的铝合金推拉窗，目前普通铝合金推拉窗气密性远远不及平开窗，在狂风暴雨下必定产生渗漏。目前大洞口的推拉门在民用建筑中应用较广泛，如果未在推拉门的结构上采取必要的防水措施或排水措施，也将是造成大面积渗漏的主要原因。

(2)铝门窗的主体结构强度和刚度未能达到当地抗风压性能要求。施工单位为了节约成本，门窗型材的质量不合格，型材壁厚达不到规范的要求，门窗框上墙片或固定点偏少、门窗五金件的配合性不好或失效等因素，造成铝门窗的受力杆件(铝型材)、五金配件、连接材料在正常风荷载作用下产生严重的塑性变形、拉裂或损坏或玻璃破裂，门窗的气密性和水密性能降低，致使门窗本体丧失了遮风挡雨的基本功能。

(3)铝门窗防水结构设计不合理。由于目前设计师的技术水平的的限制，在门窗型材的设计时，没有利用等压腔的基本原理，没有多个排水通道，没有考虑门窗框料的组角对接腔配合关系等，导致设计出的铝型材断面的密封层次不够。在工厂加工时，采用各种比较勉强的方式连接固定，这样在设计和加工时已存在漏水隐患，当雨水在室内外风压差的作用下很容易地进入铝门窗腔内并进入室内，而进入铝门窗腔内的雨水，却不能通过铝门窗排水系统顺畅地排出室外而留在门窗内造成积水并产生漏水现象，严重情况下，在室外风压较大时，室内能看到冒水现象，对室内的装修有很大的破坏，给使用者带来不便。

铝门窗由于未按设计规范而引起雨水渗漏危害最大，产生的后果往往无法修复和弥补的致命失误，通常的解决办法是重新换窗，由此造成的材料浪费、工期延误等经济损失无法估计。所以要防止铝门窗本身结构的雨水渗漏首先就是要按规范进行严格的计算和设计，方法如下:

①《建筑设计防水规范》明确指出，建筑外窗不宜采用推拉窗，宜采用平开窗。至于平开窗采用多大系列，不能简单地按某种习惯系列简单地使用，多层住宅的小窗可采用截面较小的平开窗系列，高层或风载较大的建筑物或风载较敏感的建筑物局部(详见《建筑设计防水规范》GB5009)应采用截面较大的门窗系列。铝型材壁厚须满足当地建筑主管部门和使用的要求，若断面的抵抗矩不够，还须增加壁厚或穿衬钢来增加截面特性，对于某些大洞口的高窗或处于高层建筑上的门窗，宜参考幕墙设计规范，对型材和玻璃要进行特别处理。

②通过修改门窗的铝型材断面来提高门窗的水密性能，如在窗扇顶部的外框上增加一道披水形成类似屋檐的滴水线，减少雨水对窗扇的直接冲洗，如图1。

图1

通过增加门窗框的挡水断面高度，在门窗框与洞口墙体之间采用底部带有止水板的一体化型材，如图2。

图2

增加门窗密封层次，设多道密封胶条;对于较大的平开扇，增加开启窗的锁点，采用三点锁或多点锁;对于推拉门窗用胶条代替毛条;窗框和窗扇四角的密封胶条进行粘接在一起;利用等压原理在门窗框下方的室外表面适当开启小口以实现内腔气压与室外压力的平衡;连接门窗外框四周的螺钉头用密封胶密封等多种方法来防止铝门窗雨水渗漏。

③门窗所用的型材必须经过结构计算并由注册结构工程师确认。在部分门窗工程施工中，按建筑设计院选定的系列，进行采购、加工、制作、安装，不进行施工图设计、不进行计算、不进行综合分析等，都给门窗工程带来了使用和安全隐患。为此国家已实施了《铝合金门窗工程技术规范》化，用以指导门窗工程的设计与施工，对门窗工程进行可靠度设计研究，建立起建筑门窗结构可靠度设计、评估理论体系，同时纳入了《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068、《建筑结构荷载规范》GB50009及《建筑抗震设计规范》GB5011等标准及其强制性条文。铝合金门窗构件应根据受载情况和支撑条件采用结构力学方法进行设计计算，保证门窗具有足够的刚度、承载能力和一定的变形能力。

④在门窗框安装前，选取抗风压最不利的或批量大的整体窗进行三性检测，以确定门窗的设计符合

要求，并确定门窗所能达到的性能指标。目前国内所有门窗幕墙工程的验收，一定要经过三性或四性试验。

3 铝门窗的辅材的质量不合格

门窗的辅材质量不合格是导致雨水渗漏的现象也较多，主要是五金件、密封胶及密封胶条，这些辅材生产厂家较多，同种产品价格相关较大。有密封胶采用酸性玻璃胶，或密封胶过期使用和假冒伪劣产品引起密封胶与玻璃和型材粘接不牢;密封胶条过硬，抗老化时间短，收缩即拉断;五金配件质量太差，经不起多次开启就断裂或在较大风压下将配件塑性变形或断裂从而引起无法关闭窗扇。辅材质量不合格引起的雨水渗漏的危害不大，一般通过更换质量较好的材质，即可解决渗漏问题，如密封胶条选用氯丁橡胶(CR)或三元乙丙热固橡胶(EPDM)或硅橡胶(MVQ)另外，我们总结了以往工程的经验，玻璃与铝型材接触的室内外两面固定不用胶条，而是采用中性硅酮密封胶进行密封，能减少密封胶条带来的渗漏水现象，又能有效防止门窗出现掉扇的现象(特别是一些型材壁厚较小，扇尺寸较大的门窗)，同时也容易施工和维护。

4 加工、组装精度达不到要求

铝门窗构件加工精度达不到质量要求，配合间隙较大(如门窗框、扇料的拼接组角等)，组装前未涂密封胶;装配尺寸控制不好，致使相互有搭接密封的位置错位，雨水容易通过各种装配间隙渗入门窗体内形成渗漏。解决办法一是采用精度高的加工设备，提高制作工人的素质。二是对装配有间隙的构件装配前先涂上密封胶，如框或扇的四角装配缝和榫头连接的各个榫头位均应涂上密封胶。加强生产管理和质量检查程序，杜绝不满足要求的产品出厂。

5 铝门窗的安装导致雨水渗漏的主要原因和防治措施

铝门窗四周与洞口墙体连接部位需要填充防水材料，此道工序叫“施工塞缝”，它是铝门窗安装过程中最重要的环节，也是雨水渗漏最为常见的部位，其主要原因有以下几个方面:

(1)铝门窗与洞口墙体之间的间隙，未按要求充满合格的防水材料，如防水材料只是普通的抹灰砂浆而未添加防水剂或膨胀水泥，用水泥砂浆或细石混凝土填嵌缝隙时，应对铝合金门窗框四周外表面进行防腐处理，以免水泥砂浆或细石混凝土与铝合金框接触产生电化学反应，腐蚀合金门窗。铝合金窗应在窗台板安装后将上缝、下缝同时填嵌，填嵌时不可用力过大，以免窗框受力后变形。室外侧留密封槽口，填嵌防水密封胶。防水砂浆一般是用常规的水泥、细砂与防水粉用干净的水按配合比例进行均匀的拌合，成颗粒的粘状、能用手抓捏方便使用就行，但不能拌合成流体的状态，具体配比按使用说明上进行在使用前要仔细阅读相应的使用说明书和检查生产日期，不能过期。

在铝合金窗安装施工的过程中，窗的外框与墙体之间的缝隙通常采用水泥砂浆或软填料填塞，但是，虽经严格施工，部分窗框附近的内墙面仍然会出现潮湿、发霉、出水珠或水印等现象，严重的甚至还漏水，处理起来非常棘手。原因在于铝合金窗墙体洞口尺寸不符合要求，造成门窗外形尺寸与墙体间的间隙超过规定范围，太小无法填充防水材料形成空鼓，间隙过大使门窗难以固定且充填不实易产生裂缝，安装间隙最好控制在20mm－30mm之间。

(2)铝型材与塞缝材料的热膨胀系数不同，在温度影响下，铝型材与塞缝材料处易产生毛细裂缝。

(3)室内进行装修时，铝门窗四周在外力敲打或机器的震动作用下塞缝材料产生裂缝，严重情况下破坏了塞缝层。

(4)大洞口的铝门窗或凸窗一般有组合拼樘型材，其顶部没有进行封堵，易造成雨水积在型材的管腔内漫漫渗入室内。

(5)门窗与洞口的固定连接不牢，使门窗在风载正负压力下产生松动，在洞口四周产生大面积裂缝。

(6)铝门窗洞口四周由土建抹灰完成后，没有在门窗框外侧留下宽深均不小于6mm的防水密封胶缝，或未注中性防水密封胶。

由施工塞缝引起的铝门窗渗漏问题，近几年民用建筑的居民投诉最多，影响最坏，危害较大。为较好解决，结合成功的工程实例，可采用以下防治措施:

(7)防水砂浆塞缝出现空鼓的防治措施:首先检查要安装的铝门窗的洞口尺寸是否标准，标准的洞尺寸比铝门窗框大20mm～30mm，缝隙小于20mm的可采用注发泡胶，发泡胶一般用于塑钢门窗的塞缝，也可用于铝合门窗的局部塞缝，再小的缝隙也能充满。但发泡胶有一缺点，材质松软，不宜用于推拉门的下方塞缝。有的工程因建设方要求，铝门窗的塞缝全部注发泡胶。对于缝隙超过40mm的采用二次填充，即先将砂浆充填于铝材框的腔内，待初疑后，将洞口和已填充的砂浆表面湿润再上墙进行二次填充。二次塞缝是目前铝门窗湿法安装较常见的做成法，缺点较易产生裂缝。

(8)防水砂浆塞缝出现裂缝的防治措施:

①水泥砂浆塞缝材料中必须渗入一定比例的防水剂或膨胀水泥，它能有效防止水泥砂浆本身热膨胀引起的裂缝。

②在洞口四周填充防水砂浆，在门窗框外侧，增涂二道防水涂料或粘贴一层玻璃纤维无纺布。

③对于裂缝缝隙较大或较隐蔽且室外无法施工的修补性裂缝可采用压力灌浆的新方法。压力灌浆的黏合剂材料有二种，一种是掺入107胶的水泥砂浆，一种是水玻璃砂浆。灌浆的施工方法是:在出现渗漏的地方开6～8mm小孔(略小于灌浆嘴的外径)，插入灌浆嘴施加压力将灌浆材料压入水泥砂浆中，直到不再进浆或周围裂缝溢出浆液时，即可停止。黏合剂能渗入到塞缝砂浆每个毛细管，并充满周围的裂缝，待黏合剂凝固后同砂浆粘成整体，阻止雨水渗漏。

(9)采用干法施工－增加钢副框安装方法，如图3。

图3

此种安装方式能确保门窗与洞口墙体之间的间隙符合要求，有利两者之间的密封，对门窗产品的外表面质量有很好的保护作用。减少了交叉作业的环节，安装质量可以大大提高，在钢附框的施工过程中，门窗洞口的钢附框组角的拼接，不要采用焊接的方式，尽量采用插接的组装方法。虽然，增加钢副框使造价有所增加，但从综合效益分析是很有利益的，采用此方法可大大降低雨水的渗漏机会。钢副框安装方法在国外已普遍使用，在国内已有部分高档别墅和高尚住宅的门窗采用，将来一定会大面积推广。

6 结语

铝门窗雨水渗漏问题虽是一个较常见的质量通病，但须逐步得到解决，除上文所叙的几种方法外，最关键的还是在施工进程中提高专业人员的技术素质和施工管理水平，强化质量意识，加大多种监控力度，否则是无法从要本上彻底解决的。另外，逐步采用新材料、新工艺和新技术是提高建筑门窗安装质量的必要途径。

［1］陈伟.外墙铝合金门窗防水节点处理与关键工序控制.《山西建筑》.

［2］严晓春.外墙带副框铝合金窗防水技术.《工程技术研究》.