铝合金门窗质量控制要点(铝合金门窗节能国家标准)

【内容提要】 铝合金节能门窗具有重量轻、强度高、刚度好、变形膨胀系数小、使用寿命长等优点；但也存在易渗漏等质量通病。
本文从设计、性能、施工等方面全面分析其关键技术难点，为质量控制提供切实有效措施。
【关键词】 铝合金 外门窗 性能 设计 质量控制铝合金门窗具有重量轻、強度高、刚度好、变形膨胀系数小（2.35×10⁻⁵/ ºc，塑料为6～8×10⁻⁵ / ºc）,使用寿命长，装饰效果好等优点。
但是由于高层建筑日益增多、致使风压增大，节能中空玻璃断桥铝合金型材的使用，外墙渗漏中铝合金门窗占有相当大的比例。
1. 目前铝合金门窗规范、规程、标准修订执行情况1. 国标《铝合金门窗》GB/T8478-2008,把原门与窗8478,8479合并为门窗。
1.2. 国家行业《铝合金门窗工程技术规范》JGJ214-2010 。
1.3. 江苏省《铝合金门窗工程技术规程》DGJ32/J07-2009 。
1.4. 国标《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008，合并了GB/T7106,7107，7108,13685,13686五个标准，把门与窗合并了。
1.5. 国标《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T8484-2008。
1.6. 国标《建筑外门窗空气隔声性能分级及检测方法》GB/T8485-2008。
1.7. 国家行业《建筑玻璃应用技术规范》JGJ113-2015。
1.8. 苏J05-2015居住建筑标准化外窗系统图集,铝合金门窗图集02J603-1（2009），铝合金节能门窗03J603-2（2006），江苏省铝合金门窗苏J11-2006，铝合金节能门窗苏J35-2009 。
2. 铝合金门窗性能指标及设计要求2.1. 气密性：正常关闭状态下，阻止空气渗透能力；在标准状态下（气温200c,气压101.3KPa ；1个标准大气压下,空气密度1.202kg/m³）,压力差10pa时,单位缝长空气渗透量q1（m³/m·h）和单位面积空气渗透量q2（m³/m2· h）表示，现分为8级，双扇中开启缝按1条缝计。
2.1.1 . DGJ32/J07-2009第4.4.1条规定,夏热冬冷地区民用建筑1～6层外窗及阳台门不应低于4级，7层及以上及寒冷地区不应低于6级。
国家JGJ134-2010第4.0.9条规定同江苏省DGJ32/J07-2009标准。
2.1.2. 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2010第4.0.9条规定，1～6层外窗及敞开阳台门气密性不低于4级，7层及以上不应低于6级。
2.1.3 .江苏省居住节能设计标准DGJ32/J71-2014第5.2.11条规定：建筑外窗（含不封闭阳台门）气密性等级不分楼层，均要求不应低于GB/T7106-2008规定的6级。
同时规定外窗可开启面积不应小于40% ；这个标准有所提高。
2.1.4.《住宅质量通病控制标准》DGJ32/J16-2014 关于气密性规定，因设计标准分工关系，不再提出气密性等级标准；但提出了保证气密性的技术措施。
第9. 4 节“外窗气密性不良、渗漏控制”提出：组合窗拼樘料应进行抗风变形验算，并应选择插接式拼樘料，插接深度不应小于10mm。
拼樘料应左右或上下贯通，并插入窗洞口预留孔内，深度不应小于30mm；或用连接角码固定拼樘料的两端。
2.1.5. 同一等级气密性指标,其单位面积空气渗透量是单位缝长空气渗透量的3倍,因此在设计门窗开启扇大小时,应尽量考虑使开启缝长为整个面积数值3倍左右,这可以通过合理控制门窗可开启扇与固定部分的比例；否则,即使密封很好,也难以达到一定的气密性等级。
2.2. 水密性 ：外门窗正常关闭状况时，在风雨同时作用下，阻止雨水渗漏的能力。
以发生严重渗漏前的风压力差值△P表示；现分为6级。
2.2.1. 江苏《铝合金门窗工程技术规程》DGJ32/J07-2009第4.5.1条规定,水密性能设计指标△p宜按抗风压性能指标的0.1倍设计，并符合国家行业和江苏省相关标准的要求。
2.2.2. 《铝合金门窗技术规范》JGJ214-2010提供了4.5.1式和4.5.2式对水密性的计算：△P=0.9ρμz V0 2△P为任意高度Z处门窗瞬时风压（pa）， 其中：ρ为空气密度（t/m³），μz为风压高度变化系数，V0为水密设计用10min平均风速m/s 。
△p≥C μz w₀其中：C为水密性计算系数，热带风暴台风为0.5，其他地区为0.4，w₀ 为其本风压。
2.2.3. 《江苏省居住建筑标准化外窗系统应用技术规程》DGJ32/J157-2013第3.2.10条规定，高层建筑抗风压不应小于4级（2.5KPa）；气密性能不应小于6级［1.5m³/（m·h）, 4.5m³/（m·h）］,水密性能不应小于3级（250pa）。
一般平开窗水密性能、节能均优于推拉窗。
江苏省DGJ32/J07-2009第4.10.4条规定高层建筑不得采用外平开窗。
推拉窗排水槽应利用等压原理设置气压平衡孔槽，在推拉窗设置室内高档水板下框，即合理设计下框料截面，使下框料挡水板有一定挡水高度；另一方面，合理设计排水系统，同时力求框扇之间密封良好；排水槽5mm宽,长40～60mm,避免室内外直通；有资料显示挡水板高1mm,水密性能增加10pa。
2.3. 抗风压设计：正常关闭状态，在风压作用下。
铝合金外门窗不发生损坏（开裂、面板破损、局部屈服），五金松动、开启困难。
GB/T7106-2008规定抗风压性能分为9级。
2.3.1. 江苏省DGJ32/J07-2009中“4.3结构构造设计”，以4.3.2～4.3.5及4.3.9式对外门窗风荷载、水平地震荷载、应力、挠度、连接等进行设计计算，类同玻璃幕墙公式。
风荷载计算：Wk=βgz ·μsI·μz·w₀其中：Wk为风荷载标准值（kpa）;βgz为阵风系数;μsI为局部风压体形系数;μz为风压高度变化系数;w₀为基本风压（kpa）。
2.3.2. JGJ214-2010在“4.4抗风压性能”中：第4.4.1条：建筑外门窗的抗风压性能指标值（p3）应按不低于门窗所受风荷载（Wk）确定,且不不应小于1.0kN/m2 。
第4.4.2条：铝合金门窗主要受力杆件在风荷载标准值作用下的挠度限值应符合本规范5.4.1条规定。
2.3.3. GB/T7106-2008规定抗风压性能分为9级；江苏省《居住建筑标准化外窗系统应用技术规程》DGJ32/J157-2013规定：多层住宅抗风性能不低于3级，高层及以上不应低于4级。
2.3.4. 建筑局部玻璃幕墙。
对于高层、办公、综合楼，尤其是大面积门窗，风荷载大的地区，除了满足结构构造，必须进行结构计算和设计；高层住宅有的配有局部玻璃幕墙，仍应按照《玻璃幕墙技术规范》JGJ102- 2003，考虑自重、风荷载、地震荷载的组合， 进行结构设计与主体结构连接的计算。
幕墙宜采取预埋件，对于采取后锚固施工的，必须按《混凝土后锚固技术规程》JGJ145-2013进行计算，要特别要注意:第4.1.1.条,当锚栓用于非结构连接时的适用范围:“当受拉、边缘受剪和拉剪复合受力时，膨胀螺栓应采用扭矩控制式锚栓或扩底型锚栓，不能用位移控制式锚栓。
”2.3.5. 一般住宅，当地震烈度小于7度时，铝合金门窗可只考虑风荷载作用。
因为铝合金门窗框四周嵌固在实体混凝土中，一般构造及安全措施（含型材壁厚、安全玻璃等）基本满足结构设计，可以根据建筑设计要求和相关规定进行，满足抗风压等级。
2.4. 外门窗保温性能：按GB/T8484-2008分10级；门窗传热系数和遮阳系数是主要指标。
2.4.1. 传热系数:在稳定传热条件下,外门窗两侧空气温差1k（k为273.15+ºC）,单位时间内通过单位面积的传热量;以w/m² k计。
节能门窗一般根据建筑体形系数、建筑层楼、不同朝向、窗墙面积比来确定。
门窗占建筑耗费能源的50%及以上；江苏省发文要求2014年1月1日起居住建筑标准外门窗执行传热系数不大于2.4w/m² k； 一般外窗要5+6A+5+6A+5即2层空气3层玻璃。
2.4.2. 窗的遮阳系数：在给定条件下，太阳辐射透过外窗所形成的室内得热量，与相同条件下相同面积的3mm厚透明玻璃形成的太阳辐射得热量之比Sc，分为7级 。
Sc=Scc·SD=SCB·（1－Fk/Fc）·SD其中：Sc为综合遮阳系数,Scc为窗本身遮阳系数;SD为外遮阳的遮阳系数。
按江苏省建筑外遮阳图集苏J33-2008附录计算; SCB为玻璃遮阳系数; Fk/Fc为窗框面积与窗的面积比值（例pvc取0.30,铝合金取0.20）。
例；按附录c中活动外遮阳，水平（卷帘）百页根据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铝合金断桥 SCB=0.9则Sc=0.9×（1-0.2）×0.39=0.28以上所述两种热量不同，传热系数主要是衡量因为窗两侧温差引起热量传递，而遮阳系数是衡量由太阳辐射引起热量传递。
传热系数和遮阳系数值越小，则节能效果越好。
江苏DGJ32/J157-2013第4.0.5条规定，采用织物外遮阳或百叶帘外遮阳一体化外窗系统高度不宜超过35m,因其抗风能力低。
2.5. 隔声性能：按GB/T8485-2008外门窗空气声隔声性能分6级。
江苏省DGJ32/J07-2009中4.6隔声性能设计:第4.6.2条规定,铝合金外门窗隔声性能不得小于25dB（A）。
以上性能水密、气密、抗风压、节能，以及外开窗使用安全玻璃规定为何往往以6层为界？个人认为主要因素还是风荷载，随层数增多而增大；风荷载大，门窗变形必然要增大；同时砖混住宅一般以6层及以下为主，涉及到投资经济效益。
另外，五性能不是孤立的，而是相互关联的；抗风性能好的门窗，变形小，挠度小，相对同类门窗配置，其水密性、气密性、保温性、隔声性能也好。
2.6. 其他性能设计。
2.6.1. 防火性能设计。
2.6.1.1. JGJ 102-2003第4.4.7条规定: 玻璃幕墙在窗槛墙（原规定0.80m，现《建筑防火规范》GB50016-2014要求1.20m）可采用上下两层水平封堵,应采用1.5mm镀锌钢板与主体结构和幕墙框架可靠连接.承托厚度不小于10cm厚岩棉。
与分隔墙体的缝隙同样要进行防火封堵。
2.6.1.2. JGJ102-2003第4.4.7条条文解释中提出：“玻璃幕墙本身一般不具有防火性能”，“防火封堵是目前建筑设计中应用比较广泛的防火、隔烟方法，是通过在缝隙间填塞不燃或难燃材料或由此形成的系统，以达到防止火焰和高温烟气在建筑内部扩散的目的。
”铝合金门窗与玻璃幕墙基本均用铝合金支承。
铝合金门窗,由于铝合金型材250ºC 左右就开始变形失去承载力,熔点只有660ºC左右, 火灾温度可达800～1000ºC左右, 加之配件防火性能也不够,因此即使配防火玻璃也达不到相应耐火完整性; 玻璃幕墙的防火裙墙也是在幕墙内附加钢框架镶嵌防火玻璃，所有配件均应有消防认可的合格证，且连接构件要一起送检，能达到设计耐火极限。
因此比较有效的是设计窗槛实体墙达1.20m高；住宅房间（不含阳台）窗槛实体墙达1.20m高，且单元分隔墙房间两侧窗口之间水平距离达1.20m, 及分户墙两侧房间窗口之间水平距离达1.00m；即满足《江苏省住宅设计标准》DGJ32/J26-2006规范要求, 无需防火玻璃。
2.6.2. 防雷设计。
应符合建筑防雷设计及当地气象部门要求。
例如苏州市防雷中心要求，高度30m及以上防侧雷击,铝合金外框应有专用的防雷连接件与窗框可靠连接，与防雷系统可靠连接。
2.6.3. 安全性能设计。
2.6.3.1. 应按《建筑玻璃应用技术规范》JGJ1132009, 江苏省DGJ32/J07-2009第 4.1.5.条选用安全玻璃,并按第4.10.3～4.10.5条采取安全措施，不设外平开窗等，防止脱落伤人。
2.6.3.2. 首层扩大前室通向室外的、电梯前室通向阳台的、以及屋顶楼梯间通向平台的门，为普通玻璃门，应向外疏散方向开启，门净宽应进行疏散计算，一般至少90cm净宽，不可改成推拉门。
2.6.3.3. 新建住宅建筑等建筑，按苏建函科（2015）297号文，不再在二层以上设置玻璃幕墙，允许设置玻璃幕墙的建筑，应选用明框或半隐框，玻璃安全性能质量也有明确要求。
3. 铝合金门窗的质量控制铝合金门窗首先要按规范、规程、图集作好二次设计；设计深度要满足要求。
严格按DGJ32/J07-2009关于加工制作与安装施工要求进行；按规范检测的五项性能达到合格标准。
其主要质量通病是：变形，渗漏，脱落，开启不便等。
3.1. 变形较大，容易产生“五性”不达标，引起渗漏。
3.1.1.型材规格与玻璃门窗面积大小要相匹配；满足风荷载要求。
3.1.2. 组合门窗拼樘料必须进行抗风变形验算；拼摚料应左右或上下贯通；并直接锚入砼结构墙体内。
3.1.3.铝合金门型材壁厚不得小于2mm,窗不得小于1.4mm。
3.1.4.门窗安装应采用镀锌钢片连接固定,厚度不小于1.5mm厚;固定点从距离门窗框转角处180mm处开始,中间间距不大于500mm;外门窗在砖砌体上安装,严禁用射钉固定;砼墙洞口,可以用射钉或膨胀螺栓固定;加气砼砌块墙体洞口应预埋砼块,用射钉或膨胀螺丝固定。
《住宅质量通病控制标准》DGJ32/J16-2014 规定：严禁用长脚膨胀螺栓穿透型材固定窗框。
3.1.5.门窗立面不宜采用大立面,大分格,大开启窗；平开和推拉门扇最大宽度不宜超1000mm,最大高度不宜超过2400mm（住宅2100mm）；平开窗，采用合页铰链的窗扇，最大高度不宜超过1500mm，最大宽度不宜超过600mm；推拉窗扇，最大高度不宜超过1800mm（住宅1500mm）,最大宽度不宜超过900mm;节能门窗重量大大增加，尤其要控制尺寸大小。
3.1.6.门窗框安装后，各配套单位要注意成品保护，禁止在门窗框上搁置脚手板，造成变形。
当外门窗的自身变形控制在允许范围内，相对面法线挠度允许值一般在（1/100～1/150）L，且绝对值不大于20mm，同时门窗与墙体连接牢靠，则能满足变形小的安全要求。
3.2. 铝合金门窗渗漏的防治3.2.1. 门窗与墙体连接部位渗漏3.2.1.1. 门窗二次设计图，应针对门窗洞口尺寸确定相应的框料尺寸；一般涂料饰面，门窗洞口与门窗框之间，宽每边预留25~30mm，高每边预留20mm左右;饰面砖比涂饰各增加5mm;贴挂石材,高、宽每边预留50mm左右。
与外墙面同平面门窗洞口（门窗洞口一侧与外墙齐平），应根据外墙保温厚度及外墙刮糙厚度，根据外墙装饰类型，在洞口一侧增设50~70mm宽钢筋砼构造边框。
门窗框安装固定前，应对预留墙洞口尺寸进行复核，弹出50线控制标高和水平线；由上向下找垂直中线，框原则上居中安装，框垂直线距内外墙面距离相等；垂直中线偏差一般不大于10mm。
门窗洞口与框间空隙为20～25mm,但应大于10mm,不大于25mm。
安装前洞口需要粉刷一道水泥砂浆，使洞口表面光洁，尺寸规整；节能外门窗洞口外侧宜粉刷与墙基相容性好的保温砂浆；外墙窗楣应做滴水槽，外窗台流水坡度不应小于3%。
3.2.1.2. 窗下框窗台应做60～80mm高，同墙体宽的钢筋砼现浇带，两侧伸入墙体200mm以上；安框后，下框与洞口之间的伸缩缝内腔应用防水砂浆填实；成型后的窗台内高外低，尤其是要注意飘窗；上框及侧框与洞口之间外墙括糙后，采用聚氨酯发泡剂填塞；发泡剂应连续施打，一次成型，充填饱满，溢出门窗框外的发泡剂应在固化前塞入缝内，防止泡外膜破损造成渗水。
3.2.1.3. 门窗外侧收口时，应在内外框距框边留出5mm宽5mm深的槽口，槽口内用密封胶填嵌密封；严禁打在涂料上；干挂石材与外框间的密封尤其重要，当石材与框间隙较大时，宜先用发泡剂封填石材与墙体，再行施工。
3.2.1.4. 逐步推广附框安装,减少湿作业。
3.2.2. 门窗自身渗漏3.2.2.1.门窗应进行工厂化制作，尺寸偏差符合要求，避免粗制滥造；构件连接必须牢固可靠，组装后各连接处应对角紧密，接口平整。
采用450角时应采用角码在组角机上组角。
3.2.2.2.构件连接处缝隙应进行可靠的密封处理，可采用柔性防水垫片或打胶进行密封；推拉窗框下口断桥位置应压防水条以保证雨水排出（尤其是2只阴角），在凹部先穿条再注聚氨酯胶不失为一个好办法；不积水、不渗入框底。
有的单位在框交接处反贴防水胶布。
3.2.2.3.密封胶条与密封毛条断面形状及规格尺寸与铝合金型材断面匹配，安装应平整、严密、牢固，不得有脱槽现象；安装后的门窗关闭后，密封面的密封条应处于压缩状态。
应选择耐候性和弹性好的密封胶条等。
外窗气密性与密封胶条质量密切相关，质量差的密封胶条一两年会出现收缩、龟裂、发硬现象，丧失防水效果。
现场对外窗气密性检测结果发现，不少外窗气密性不符合要求，经分析基本上都是密封胶条质量差引起的。
3.2.2.4.推拉门窗安装后，窗框与扇搭接量的实测值不应小于6mm,门框与扇搭接量的实测值不应小于8mm。
推拉窗应选用室内高挡水板的下框。
3.2.2.5. 合理设计排水槽位置和数量，避免室内外直通。
有资料介绍开孔位置宜靠窗框边2～4cm左右，风力较小。
槽宽5mm,长40～60mm，以便雨水从排水槽迅速排出，不溢出框外、从而流入室内；排水孔槽应畅通，防止砂浆及杂物堵塞。
3.2.3. 根据《住宅工程质量分户验收规则》，进行外门窗人工淋水试验合格。
3. 门窗扇开启不灵活：滑轮轧死不转，出现卡阻现象；插销或轧头质量差，锁不牢，开不动。
主要原因有：3.3.1.外门窗结构扭曲。
3.3.2. 密封材料不匹配。
3.3.3. 滑轮质量差。
3.3..4. 平开门窗较重时，为防止挂肩，铰链设置上部冝设2只，下部1只。
门窗在不超过50N的启闭力作用下，应能灵活开启和关闭。
现在中空玻璃重量增加一倍左右，对制作安装质量，滑轮质量要求更高了。
3.4. 玻璃防热炸裂3.4.1.温差大的情况下，玻璃幕墙和门窗玻璃产生炸裂，玻璃周边不应有易造成裂纹的缺陷，对于大于1.0m²面积的玻璃，吸热玻璃等，应对其边部倒角磨边加工。
3.4.2. 玻璃的镶嵌应采用弹性良好的密封衬垫材料。
3.4.3.玻璃四周与槽口之间按JGJ113-2009规定安装玻璃垫块。
3.4.4. 防止和减少玻璃局部升温。
3.4.5.在规定使用钢化安全玻璃的部位尽量改用热炸裂概率低的半钢化玻璃。
3.5. 窗扇防脱落：DGJ32/J07-2009第4.10.5強条规定：铝合金推拉门窗的扇应有防止从室外拆卸的装置；推拉窗用于外墙时，应设置防止窗扇向室外脱落的装置；设置限位块，限位块间距应小于扇宽的1/2。
以防止人为或风的正负压作用下墜落伤人。
3.6. 防雷击;按照规定对高层外金属门窗（2类45m及以上，苏州规定30m及以上）,接入建筑引入防雷网。
4. 铝合金门窗保修规定：外门窗实行保修制度，保修2年；防水保修5年。