一种装配式建筑铝板幕墙窗系统防渗设计优化做法——以某集团星江湾项目为例

杨建中（上港集团瑞祥房地产发展有限责任公司，上海 200940）

迈入 2020 年，我国装配式建筑的发展进程已推进到一个新的高度。然而，在快速发展时期，装配式建筑的质量问题也快速暴露。尤其在装配式建筑项目交付使用后，一些质量通病和痛点问题大大影响了其作为居住属性的使用性能。预制构件的构造节点设计是影响装配式建筑使用性能的关键因素之一，其中预制外墙板的门窗系统防渗性能不足是被居住者反复投诉的典型问题之一。

经过对上海多个已建装配式建筑项目的调研发现，大多装配式建筑外立面幕墙的窗系统构造中节能副框与主体结构之间采用防渗砂浆填塞的做法（发泡剂不防渗）。由于工程项目的体量较大、洞口不标准等原因，待防渗砂浆填塞的缝隙存在一定的偏差，大大增加了施工人员填塞防渗砂浆的难度，导致出现填塞不饱满，存在缝隙透光现象等，也是导致门窗系统处存在渗水隐患的根本原因。

针对该问题，在某集团星江湾项目中，研发了一种适用于装配式建筑铝板幕墙窗系统的新型防渗节能附框，通过底侧填塞防渗砂浆，三边采用发泡剂填充，外侧铝板与结构之间填充防渗密封胶等措施，有效解决了渗水问题，提高了管理和施工效率。

1 项目概况及防渗节点设计难点

该项目位于上海市宝山区淞南镇，东至政涟路（规划），南临纬七河、国咏路（规划），西至 A 3-01 A 地块，北至军工路，远眺黄浦江，共由 6 个地块组成。其中，基地的南侧的 A 3-01 C 地块、A 1 B-02 地块、A 1 B-03 地块为 3 个住宅组团用地，主要为普通商品住房，地上部分结构采用 PC 实心剪力墙体系，如图 1 所示。

该项目的住宅地块多采用围合式布局、存在大量异形构件，且精装交付，实施要求高、难度大。此外，项目的外立面采用了干挂石材幕墙、系统门窗、层间铝板及栏杆玻璃等元素，使得建筑外立面的窗系统处的交接较为复杂，对节点的防渗性能设计提出了更高的要求，也为整个外立面系统的质量管理和建造施工带来了很大的挑战。

图1 项目整体效果鸟瞰图

在该项目中，装配式住宅建筑的立面设计既体现了围合街区的特色理念，又确保了建筑形态的和谐统一，庄重大气不奢华，高贵婉约不张扬，与临江傍水的天然优势交相辉映，同时体现出浓郁的时代气息。在外立面系统的设计中，门窗、幕墙的设计应力求与外立面的整体理念和效果保持一致，并应具有良好的使用性能。其中，针对门窗及幕墙的防渗性能设计，需要注意以下几个方面：

(1) 设计方面，应注意传统窗户附框与主体结构之间存在施工尺寸偏差问题，容易产生渗水隐患。

(2) 采购方面，窗户节点的构造设计优化需根据本项目的实际情况对所使用的材料进行选型。考虑到本项目所处区位临河眺江，应对窗结构中附框型材、玻璃、五金件等材料的壁厚、耐候性等性能参数进行严格控制。

(3) 加工方面，在门窗及幕墙构件加工过程中应对胶条、打胶处等各个流程进行严格的质量管控。

(4) 安装方面，门窗及幕墙构件运输到现场后，对安装的交接面进行严格把关，避免于该位置处造成渗漏隐患。

(5) 成品保护方面，门窗、幕墙构件及相应材料安装前的现场保存期间，应注意成品保护，避免出现保存不当引起构件变形，进而使得无法顺利安装或安装后效果与预期效果偏离较大。

2 窗系统节点防渗设计优化

窗系统的节点设计做法按其位置可以分为窗系统本身的节点做法及窗系统与主体结构洞口之间的节点做法。目前，窗系统本身的节点做法已日趋完善，市场上已有较为成熟的窗系统做法，防渗性能也较为稳定与完善。而窗系统与主体结构洞口之间的做法仍存在不足，也是常见渗水区域。故而，本文也重点针对该做法进行设计优化。

传统的窗系统与主体结构洞口之间的做法分为有附框与无附框两种类型。其中，无附框的节点做法通常依靠主框固定片与主体结构相连，两者之间采用防渗砂浆与发泡剂填缝，借助外立面的土建防渗层实现防渗。有附框的节点做法通常为采用多一道的附框结构作为主框固定承载，由附框与土建直接相连，不仅利于对窗结构节点的保护，而且有效减少施工中的交叉作业，该做法也是在本项目中主要采用的节点做法形式。

2.1 传统附框窗结构防渗节点做法

传统附框节点做法为采用钢附框与土建结构平接，中间采用防渗砂浆填塞达到防渗效果，如图 2 所示。该做法中，产生渗水隐患主要为 3 个方面：

(1) 传统钢附框与主体结构平接，防渗性能依靠防渗砂浆及外墙防渗层，节点做法因现场施工等因素不可控，极易产生人为施工质量不良导致的渗水。

(2) 传统钢附框与主体结构间的间隙填塞的发泡剂无法产生防渗效果，而防渗砂浆的防渗性能也会因热胀冷缩遭受影响。

(3) 施工界面交叉因素，其他专业作业面如幕墙、精装施工作业会分别从室内、室外影响附框与主体结构连接缝隙，过多交叉使得该施工界面容易出现渗水问题。原则上须等幕墙石材侧板与附框连接后再安装窗体，才能达到良好的防渗性能，如图 3 所示。

图2 传统钢附框窗结构防渗节点做法

图3 传统钢附框窗结构节点与幕墙交界面

2.2 新型附框窗结构防渗节点做法

新型附框窗结构防渗节点做法是在分析传统附框窗结构做法的缺陷基础上，分别从材料选型、构造设计、防渗机制及安装环节等方面进行优化，将传统的窗结构节点防渗从一道升级为三道。主要做法如下所示：

(1) 优化主体结构的洞口设计，将窗台预制板外侧上翻，采用 30 cm×40 cm 的企口，以阻挡附框与腔体间隙之间的直接渗水。

(2) 附框与主体结构墙体之间采用发泡剂与防渗胶，从硬性连接优化为柔性连接，降低填充材料的热胀冷缩对防渗性能影响，提高了节点处防渗性能的温度稳定性。

(3) 优化附框的材料选型、设计选型，采用了一种新型节能附框的构造设计方案，如图 4 所示。在该方案中，增加了附框结构断面所采用的铝材翻边，增多了一道材料阻挡，有效提高了节点的防渗性能。此外，该方案中的多腔体结构断面从 K 值上也明显优于传统附框，使之更加合理、节能、高效。

(4) 在安装环节，将附框的节点设计与幕墙侧板分离，从而现场施工阶段可以实现幕墙与窗的分离施工，附框安装后再安装窗主体，这样对室内精装的影响非常小，如图 5 所示。

图4 新型窗结构防渗节点优化

图5 新型窗结构防渗节点与石材交界面

3 新型附框窗结构施工工艺流程

窗结构防渗节点施工：根据前文分析优化设计定制专用节能附框，成品到现场后，首先参照设计图对相关附框等构件尺寸、变形量进行检查，同时施工时在节能附框转角处采用专用连接，并合理根据各专业交界面优化流程，如图 6。

图6 新型窗结构防渗节点施工流程优化

4 新型附框窗结构的安装要求

在施工阶段，附框的安装要求将直接影响窗结构的防渗稳定性，因此针对附框安装施工的前、中、后阶段提出相应的安装要求。

(1) 首先，在施工前应对不同窗型附框外尺寸进行书面各方确认，先对一个单元样板施工并组织验收后再进行大面积施工，提高施工可靠性。

(2) 对附框与土建结构连接部位进行严格把控，每边连接件数量不少于 2 个，同时连接件的间距 ≤500 mm，近端距 ≤180 mm，从而有效控制窗结构的变形量，降低渗漏风险，如图 7 所示。

图7 新型窗结构防渗节点连接件

(3) 附框安装固定应采用内膨胀固定，先在内框钻孔，控制胀管长度 ≥70 mm，采用贴片射钉固定方式。

(4) 附框安装完成后，对附框与主体土建结构之间的缝隙采用底侧防渗砂浆封堵、上 3 边用发泡剂填充。严格控制防渗砂浆填缝质量，以密实、不透光为合格前提条件，封堵后采用防渗密封胶进行收口处理。

(5) 后续主体窗结构安装及施工后清理也应根据工序操作得当，严格保护防渗节点。

5 结 语

我国装配式建筑住宅的普及发展，推动了对门窗行业质量的演变，建筑空间的物理性能成为住宅合格与否的必要条件。传统窗结构节点在防渗性能不足的影响会随着时间的推移不断加大。本文针对该问题，提出了一种新型的附框窗结构防渗节点做法，有效提升了节点处的防渗性能，且经得起时间的考验，新型附框窗结构防渗节点的做法作为有责任和担当的开发主体对装配式建筑质量保障和性能提升的主动思考和积极应对的成果，具有一定的参考价值。