【內容提要】 鋁合金節能門窗具有重量輕、強度高、剛度好、變形膨脹係數小、使用壽命長等優點；但也存在易滲漏等質量通病。本文從設計、效能、施工等方面全面分析其關鍵技術難點，為質量控制提供切實有效措施。

【關鍵詞】 鋁合金 外門窗 效能 設計 施工 質量控制

鋁合金門窗具有重量輕、強度高、剛度好、變形膨脹係數小（2。35×10-5/ 0c，塑膠為6～8×10-5 / 0c），使用壽命長，裝飾效果好等優點。但是由於高層建築日益增多、致使風壓增大，節能中空玻璃斷橋鋁合金型材的使用，外牆滲漏中鋁合金門窗佔有相當大的比例。

1。 目前鋁合金門窗規範、規程、標準修訂執行情況

1。1。 國標《鋁合金門窗》GB/T8478-2008，把原門與窗8478，8479合併為門窗。

1。2。 國家行業《鋁合金門窗工程技術規範》JGJ214-2010 。

1。3。 江蘇省《鋁合金門窗工程技術規程》DGJ32/J07-2009 。

1。4。 國標《建築外門窗氣密、水密、抗風壓效能分級及檢測方法》GB/T7106-2008，合併了GB/T7106，7107，7108，13685，13686五個標準，把門與窗合併了。

1。5。 國標《建築外門窗保溫效能分級及檢測方法》GB/T8484-2008。

1。6。 國標《建築外門窗空氣隔聲效能分級及檢測方法》GB/T8485-2008。

1。7。 國家行業《建築玻璃應用技術規範》JGJ113-2015。

1。8。 蘇J05-2015居住建築標準化外窗系統圖集，鋁合金門窗圖集02J603-1（2009），鋁合金節能門窗03J603-2（2006），江蘇省鋁合金門窗蘇J11-2006，鋁合金節能門窗蘇J35-2009 。

2。 鋁合金門窗效能指標及設計要求

2。1。 氣密性：正常關閉狀態下，阻止空氣滲透能力；在標準狀態下（氣溫200c，氣壓101。3KPa ；1個標準大氣壓下，空氣密度1。202kg/m3），壓力差10pa時，單位縫長空氣滲透量q1（m3/m·h）和單位面積空氣滲透量q2（m3/m2· h）表示，現分為8級，雙扇中開啟縫按1條縫計。

2。1。1 。 DGJ32/J07-2009第4。4。1條規定，夏熱冬冷地區民用建築1～6層外窗及陽臺門不應低於4級，7層及以上及寒冷地區不應低於6級。國家JGJ134-2010第4。0。9條規定同江蘇省DGJ32/J07-2009標準。

2。1。2。 《夏熱冬冷地區居住建築節能設計標準》JGJ134-2010第4。0。9條規定，1～6層外窗及敞開陽臺門氣密性不低於4級，7層及以上不應低於6級。

2。1。3 。江蘇省居住節能設計標準DGJ32/J71-2014第5。2。11條規定：建築外窗（含不封閉陽臺門）氣密性等級不分樓層，均要求不應低於GB/T7106-2008規定的6級。同時規定外窗可開啟面積不應小於40% ；這個標準有所提高。

2。1。4。《住宅質量通病控制標準》DGJ32/J16-2014 關於氣密性規定，因設計標準分工關係，不再提出氣密性等級標準；但提出了保證氣密性的技術措施。

第9。 4 節“外窗氣密性不良、滲漏控制”提出：組合窗拼樘料應進行抗風變形驗算，並應選擇插接式拼樘料，插接深度不應小於10mm。拼樘料應左右或上下貫通，並插入窗洞口預留孔內，深度不應小於30mm；或用連線角碼固定拼樘料的兩端。

2。1。5。 同一等級氣密性指標，其單位面積空氣滲透量是單位縫長空氣滲透量的3倍，因此在設計門窗開啟扇大小時，應儘量考慮使開啟縫長為整個面積數值3倍左右，這可以透過合理控制門窗可開啟扇與固定部分的比例；否則，即使密封很好，也難以達到一定的氣密性等級。

2。2。 水密性 ：外門窗正常關閉狀況時，在風雨同時作用下，阻止雨水滲漏的能力。以發生嚴重滲漏前的風壓力差值△P表示；現分為6級。

2。2。1。 江蘇《鋁合金門窗工程技術規程》DGJ32/J07-2009第4。5。1條規定，水密效能設計指標△p宜按抗風壓效能指標的0。1倍設計，並符合國家行業和江蘇省相關標準的要求。

2。2。2。 《鋁合金門窗技術規範》JGJ214-2010提供了4。5。1式和4。5。2式對水密性的計算：

△P=0。9ρμz V₀²

△P為任意高度Z處門窗瞬時風壓（pa）， 其中：ρ為空氣密度（t/m3），μz為風壓高度變化係數，V₀為水密設計用10min平均風速m/s 。

△p≥C μz w₀

其中：C為水密性計算係數，熱帶風暴颱風為0。5，其他地區為0。4，w₀ 為其本風壓。

2。2。3。 《江蘇省居住建築標準化外窗系統應用技術規程》DGJ32/J157-2013第3。2。10條規定，高層建築抗風壓不應小於4級（2。5KPa）；氣密效能不應小於6級［1。5m3/（m·h）， 4。5m3/（m·h）］，水密效能不應小於3級（250pa）。

一般平開窗水密效能、節能均優於推拉窗。江蘇省DGJ32/J07-2009第4。10。4條規定高層建築不得采用外平開窗。

推拉窗排水槽應利用等壓原理設定氣壓平衡孔槽，在推拉窗設定室內高檔水板下框，即合理設計下框料截面，使下框料擋水板有一定擋水高度；另一方面，合理設計排水系統，同時力求框扇之間密封良好；排水槽5mm寬，長40～60mm，避免室內外直通；有資料顯示擋水板高1mm，水密效能增加10pa。

2。3。 抗風壓設計：正常關閉狀態，在風壓作用下。鋁合金外門窗不發生損壞（開裂、面板破損、區域性屈服），五金鬆動、開啟困難。GB/T7106-2008規定抗風壓效能分為9級。

2。3。1。 江蘇省DGJ32/J07-2009中“4。3結構構造設計”，以4。3。2～4。3。5及4。3。9式對外門窗風荷載、水平地震荷載、應力、撓度、連線等進行設計計算，類同玻璃幕牆公式。風荷載計算：

Wk=βgz ·μsI·μz·w₀

其中：Wk為風荷載標準值（kpa）；βgz為陣風係數；μsI為區域性風壓體形係數；μz為風壓高度變化係數；w₀為基本風壓（kpa）。

2。3。2。 JGJ214-2010在“4。4抗風壓效能”中：第4。4。1條：建築外門窗的抗風壓效能指標值（p3）應按不低於門窗所受風荷載（Wk）確定，且不不應小於1。0kN/m2 。

第4。4。2條：鋁合金門窗主要受力杆件在風荷載標準值作用下的撓度限值應符合本規範5。4。1條規定。

2。3。3。 GB/T7106-2008規定抗風壓效能分為9級；江蘇省《居住建築標準化外窗系統應用技術規程》DGJ32/J157-2013規定：多層住宅抗風效能不低於3級，高層及以上不應低於4級。

2。3。4。 建築區域性玻璃幕牆。對於高層、辦公、綜合樓，尤其是大面積門窗，風荷載大的地區，除了滿足結構構造，必須進行結構計算和設計；高層住宅有的配有區域性玻璃幕牆，仍應按照《玻璃幕牆技術規範》JGJ102- 2003，考慮自重、風荷載、地震荷載的組合， 進行結構設計與主體結構連線的計算。

幕牆宜採取預埋件，對於採取後錨固施工的，必須按《混凝土後錨固技術規程》JGJ145-2013進行計算，要特別要注意：

第4。1。1。條，當錨栓用於非結構連線時的適用範圍：“當受拉、邊緣受剪和拉剪複合受力時，膨脹螺栓應採用扭矩控制式錨栓或擴底型錨栓，不能用位移控制式錨栓。”

2。3。5。 一般住宅，當地震烈度小於7度時，鋁合金門窗可只考慮風荷載作用。因為鋁合金門窗框四周嵌固在實體混凝土中，一般構造及安全措施（含型材壁厚、安全玻璃等）基本滿足結構設計，可以根據建築設計要求和相關規定進行，滿足抗風壓等級。

2。4。 外門窗保溫效能：按GB/T8484-2008分10級；門窗傳熱係數和遮陽係數是主要指標。

2。4。1。 傳熱係數：在穩定傳熱條件下，外門窗兩側空氣溫差1k（k為273。15+ ºC），單位時間內透過單位面積的傳熱量；以w/m²k計。節能門窗一般根據建築體形係數、建築層樓、不同朝向、窗牆面積比來確定。門窗佔建築耗費能源的50%及以上；江蘇省發文要求2014年1月1日起居住建築標準外門窗執行傳熱係數不大於2。4w/m² k； 一般外窗要5+6A+5+6A+5即2層空氣3層玻璃。

2。4。2。 窗的遮陽係數：在給定條件下，太陽輻射透過外窗所形成的室內得熱量，與相同條件下相同面積的3mm厚透明玻璃形成的太陽輻射得熱量之比Sc，分為7級 。

Sc=Scc·SD=SCB·（1－Fk/Fc）·SD

其中：Sc為綜合遮陽係數，Scc為窗本身遮陽係數；SD為外遮陽的遮陽係數。按江蘇省建築外遮陽圖集蘇J33-2008附錄計算； SCB為玻璃遮陽係數； Fk/Fc為窗框面積與窗的面積比值（例pvc取0。30，鋁合金取0。20）。

例；按附錄c中活動外遮陽，水平（捲簾）百頁

根據SD=ax2+bx+1 x≈1 夏天南向，

查表SD=0。79+（-1。40）+1=0。39 白玻璃6+12A+6鋁合金斷橋 SCB=0。9

則Sc=0。9×（1-0。2）×0。39=0。28

以上所述兩種熱量不同，傳熱係數主要是衡量因為窗兩側溫差引起熱量傳遞，而遮陽係數是衡量由太陽輻射引起熱量傳遞。傳熱係數和遮陽係數值越小，則節能效果越好。

江蘇DGJ32/J157-2013第4。0。5條規定，採用織物外遮陽或百葉簾外遮陽一體化外窗系統高度不宜超過35m，因其抗風能力低。

2。5。 隔聲效能：按GB/T8485-2008外門窗空氣聲隔聲效能分6級。江蘇省DGJ32/J07-2009中4。6隔聲效能設計：第4。6。2條規定，鋁合金外門窗隔聲效能不得小於25dB（A）。

以上效能水密、氣密、抗風壓、節能，以及外開窗使用安全玻璃規定為何往往以6層為界？個人認為主要因素還是風荷載，隨層數增多而增大；風荷載大，門窗變形必然要增大；同時磚混住宅一般以6層及以下為主，涉及到投資經濟效益。

另外，五效能不是孤立的，而是相互關聯的；抗風效能好的門窗，變形小，撓度小，相對同類門窗配置，其水密性、氣密性、保溫性、隔聲效能也好。

2。6。 其他效能設計。

2。6。1。 防火效能設計。

2。6。1。1。 JGJ 102-2003第4。4。7條規定： 玻璃幕牆在窗檻牆（原規定0。80m，現《建築防火規範》GB50016-2014要求1。20m）可採用上下兩層水平封堵，應採用1。5mm鍍鋅鋼板與主體結構和幕牆框架可靠連線。承託厚度不小於10cm厚岩棉。與分隔牆體的縫隙同樣要進行防火封堵。

2。6。1。2。 JGJ102-2003第4。4。7條條文解釋中提出：“玻璃幕牆本身一般不具有防火效能”，“防火封堵是目前建築設計中應用比較廣泛的防火、隔煙方法，是透過在縫隙間填塞不燃或難燃材料或由此形成的系統，以達到防止火焰和高溫煙氣在建築內部擴散的目的。”鋁合金門窗與玻璃幕牆基本均用鋁合金支承。

鋁合金門窗，由於鋁合金型材2500C 左右就開始變形失去承載力，熔點只有6600C左右， 火災溫度可達800～10000C左右， 加之配件防火效能也不夠，因此即使配防火玻璃也達不到相應耐火完整性； 玻璃幕牆的防火裙牆也是在幕牆內附加鋼框架鑲嵌防火玻璃，所有配件均應有消防認可的合格證，且連線構件要一起送檢，能達到設計耐火極限。因此比較有效的是設計窗檻實體牆達1。20m高；住宅房間（不含陽臺）窗檻實體牆達1。20m高，且單元分隔牆房間兩側視窗之間水平距離達1。20m， 及分戶牆兩側房間視窗之間水平距離達1。00m；即滿足《江蘇省住宅設計標準》DGJ32/J26-2006規範要求， 無需防火玻璃。

2。6。2。 防雷設計。應符合建築防雷設計及當地氣象部門要求。例如蘇州市防雷中心要求，高度30m及以上防側雷擊，鋁合金外框應有專用的防雷連線件與窗框可靠連線，與防雷系統可靠連線。

2。6。3。 安全效能設計。

2。6。3。1。 應按《建築玻璃應用技術規範》JGJ1132009， 江蘇省DGJ32/J07-2009第 4。1。5。條選用安全玻璃，並按第4。10。3～4。10。5條採取安全措施，不設外平開窗等，防止脫落傷人。

2。6。3。2。 首層擴大前室通向室外的、電梯前室通向陽臺的、以及屋頂樓梯間通向平臺的門，為普通玻璃門，應向外疏散方向開啟，門淨寬應進行疏散計算，一般至少90cm淨寬，不可改成推拉門。

2。6。3。3。 新建住宅建築等建築，按蘇建函科（2015）297號文，不再在二層以上設定玻璃幕牆，允許設定玻璃幕牆的建築，應選用明框或半隱框，玻璃安全效能質量也有明確要求。

3。 鋁合金門窗的質量控制

鋁合金門窗首先要按規範、規程、圖集作好二次設計；設計深度要滿足要求。嚴格按DGJ32/J07-2009關於加工製作與安裝施工要求進行；按規範檢測的五項效能達到合格標準。其主要質量通病是：變形，滲漏，脫落，開啟不便等。

3。1。 變形較大，容易產生“五性”不達標，引起滲漏。

3。1。1。型材規格與玻璃門窗面積大小要相匹配；滿足風荷載要求。

3。1。2。 組合門窗拼樘料必須進行抗風變形驗算；拼摚料應左右或上下貫通；並直接錨入砼結構牆體內。

3。1。3。鋁合金門型材壁厚不得小於2mm，窗不得小於1。4mm。

3。1。4。門窗安裝應採用鍍鋅鋼片連線固定，厚度不小於1。5mm厚；固定點從距離門窗框轉角處180mm處開始，中間間距不大於500mm；外門窗在磚砌體上安裝，嚴禁用射釘固定；砼牆洞口，可以用射釘或膨脹螺栓固定；加氣砼砌塊牆體洞口應預埋砼塊，用射釘或膨脹螺絲固定。《住宅質量通病控制標準》DGJ32/J16-2014 規定：嚴禁用長腳膨脹螺栓穿透型材固定窗框。

3。1。5。門窗立面不宜採用大立面，大分格，大開啟窗；平開和推拉門扇最大寬度不宜超1000mm，最大高度不宜超過2400mm（住宅2100mm）；平開窗，採用合頁鉸鏈的窗扇，最大高度不宜超過1500mm，最大寬度不宜超過600mm；推拉窗扇，最大高度不宜超過1800mm（住宅1500mm），最大寬度不宜超過900mm；節能門窗重量大大增加，尤其要控制尺寸大小。

3。1。6。門窗框安裝後，各配套單位要注意成品保護，禁止在門窗框上擱置腳手板，造成變形。當外門窗的自身變形控制在允許範圍內，相對面法線撓度允許值一般在（1/100～1/150）L，且絕對值不大於20mm，同時門窗與牆體連線牢靠，則能滿足變形小的安全要求。

3。2。 鋁合金門窗滲漏的防治

3。2。1。 門窗與牆體連線部位滲漏

3。2。1。1。 門窗二次設計圖，應針對門窗洞口尺寸確定相應的框料尺寸；一般塗料飾面，門窗洞口與門窗框之間，寬每邊預留25~30mm，高每邊預留20mm左右；飾面磚比塗飾各增加5mm；貼掛石材，高、寬每邊預留50mm左右。

與外牆面同平面門窗洞口（門窗洞口一側與外牆齊平），應根據外牆保溫厚度及外牆刮糙厚度，根據外牆裝飾型別，在洞口一側增設50~70mm寬鋼筋砼構造邊框。

門窗框安裝固定前，應對預留牆洞口尺寸進行復核，彈出50線控制標高和水平線；由上向下找垂直中線，框原則上居中安裝，框垂直線距內外牆面距離相等；垂直中線偏差一般不大於10mm。門窗洞口與框間空隙為20～25mm，但應大於10mm，不大於25mm。安裝前洞口需要粉刷一道水泥砂漿，使洞口表面光潔，尺寸規整；節能外門窗洞口外側宜粉刷與牆基相容性好的保溫砂漿；外牆窗楣應做滴水槽，外窗臺流水坡度不應小於3%。

3。2。1。2。 窗下框窗臺應做60～80mm高，同牆體寬的鋼筋砼現澆帶，兩側伸入牆體200mm以上；安框後，下框與洞口之間的伸縮縫內腔應用防水砂漿填實；成型後的窗臺內高外低，尤其是要注意飄窗；上框及側框與洞口之間外牆括糙後，採用聚氨酯發泡劑填塞；發泡劑應連續施打，一次成型，充填飽滿，溢位門窗框外的發泡劑應在固化前塞入縫內，防止泡外膜破損造成滲水。

3。2。1。3。 門窗外側收口時，應在內外框距框邊留出5mm寬5mm深的槽口，槽口內用密封膠填嵌密封；嚴禁打在塗料上；幹掛石材與外框間的密封尤其重要，當石材與框間隙較大時，宜先用發泡劑封填石材與牆體，再行施工。

3。2。1。4。 逐步推廣附框安裝，減少溼作業。

3。2。2。 門窗自身滲漏

3。2。2。1。門窗應進行工廠化製作，尺寸偏差符合要求，避免粗製濫造；構件連線必須牢固可靠，組裝後各連線處應對角緊密，介面平整。採用450角時應採用角碼在組角機上組角。

3。2。2。2。構件連線處縫隙應進行可靠的密封處理，可採用柔性防水墊片或打膠進行密封；推拉窗框下口斷橋位置應壓防水條以保證雨水排出（尤其是2只陰角），在凹部先穿條再注聚氨酯膠不失為一個好辦法；不積水、不滲入框底。有的單位在框交接處反貼防水膠布。

3。2。2。3。密封膠條與密封毛條斷面形狀及規格尺寸與鋁合金型材斷面匹配，安裝應平整、嚴密、牢固，不得有脫槽現象；安裝後的門窗關閉後，密封面的密封條應處於壓縮狀態。應選擇耐候性和彈性好的密封膠條等。外窗氣密性與密封膠條質量密切相關，質量差的密封膠條一兩年會出現收縮、龜裂、發硬現象，喪失防水效果。現場對外窗氣密性檢測結果發現，不少外窗氣密性不符合要求，經分析基本上都是密封膠條質量差引起的。

3。2。2。4。推拉門窗安裝後，窗框與扇搭接量的實測值不應小於6mm，門框與扇搭接量的實測值不應小於8mm。推拉窗應選用室內高擋水板的下框。

3。2。2。5。 合理設計排水槽位置和數量，避免室內外直通。有資料介紹開孔位置宜靠窗框邊2～4cm左右，風力較小。槽寬5mm，長40～60mm，以便雨水從排水槽迅速排出，不溢位框外、從而流入室內；排水孔槽應暢通，防止砂漿及雜物堵塞。

3。2。3。 根據《住宅工程質量分戶驗收規則》，進行外門窗人工淋水試驗合格。

3。 門窗扇開啟不靈活：滑輪軋死不轉，出現卡阻現象；插銷或軋頭質量差，鎖不牢，開不動。主要原因有：

3。3。1。外門窗結構扭曲。

3。3。2。 密封材料不匹配。

3。3。3。 滑輪質量差。

3。3。。4。 平開門窗較重時，為防止掛肩，鉸鏈設定上部冝設2只，下部1只。門窗在不超過50N的啟閉力作用下，應能靈活開啟和關閉。現在中空玻璃重量增加一倍左右，對製作安裝質量，滑輪質量要求更高了。

3。4。 玻璃防熱炸裂

3。4。1。溫差大的情況下，玻璃幕牆和門窗玻璃產生炸裂，玻璃周邊不應有易造成裂紋的缺陷，對於大於1。0m2面積的玻璃，吸熱玻璃等，應對其邊部倒角磨邊加工。

3。4。2。 玻璃的鑲嵌應採用彈性良好的密封襯墊材料。

3。4。3。玻璃四周與槽口之間按JGJ113-2009規定安裝玻璃墊塊。

3。4。4。 防止和減少玻璃區域性升溫。

3。4。5。在規定使用鋼化安全玻璃的部位儘量改用熱炸裂機率低的半鋼化玻璃。

3。5。 窗扇防脫落：DGJ32/J07-2009第4。10。5強條規定：鋁合金推拉門窗的扇應有防止從室外拆卸的裝置；推拉窗用於外牆時，應設定防止窗扇向室外脫落的裝置；設定限位塊，限位塊間距應小於扇寬的1/2。以防止人為或風的正負壓作用下墜落傷人。

3。6。 防雷擊；按照規定對高層外金屬門窗（2類45m及以上，蘇州規定30m及以上），接入建築引入防雷網。

4。 鋁合金門窗保修規定：外門窗實行保修制度，保修2年；防水保修5年。

參考文獻（略）