摘要：幕墻和鋁合金窗都具有美觀、耐用、性能好的優(yōu)點(diǎn)，因此，建筑外立面采用幕墻或鋁合金窗的工程項目越來越多。幕墻和鋁合金窗的形式多種多樣，本文結(jié)合工程實際案例，對一種介于玻璃幕墻和鋁合金窗之間的洞口式幕墻窗系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)、物理性能、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計、工程施工特點(diǎn)等進(jìn)行分析，并介紹其在工程項目中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：洞口式幕墻窗系統(tǒng)的概念、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、工程應(yīng)用

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建設(shè)方及建筑師對建筑外觀的要求越來越高，大部分現(xiàn)代高層建筑為實現(xiàn)美觀與功能的完美結(jié)合，都采用了玻璃幕墻。對于既有建筑特別是多層高層廠房和大型公寓的改建，為實現(xiàn)外觀和性能的升級，一種介于玻璃幕墻和鋁合金窗之間的“洞口式幕墻窗系統(tǒng)”無疑是很好的選擇。

對于住建部建標(biāo)[2015]38號所限制使用玻璃幕墻的部分建筑，為保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性、使用功能、外觀效果等，采用洞口式幕墻窗是一種有效的辦法。本文結(jié)合實際工程案例，對洞口式幕墻窗系統(tǒng)進(jìn)行分析，介紹該系統(tǒng)的設(shè)計、物理性能要求、構(gòu)造節(jié)點(diǎn)、施工安裝方式，以及洞口式幕墻窗系統(tǒng)在一些工程中的應(yīng)用情況。

一、洞口式幕墻窗的概念

與建筑幕墻的定義不同，洞口式幕墻窗不跨層、安裝鑲嵌于洞口之中，四周邊或上下邊與洞口的連接方式類似普通鋁合金窗，但其玻璃面板的安裝方式、開啟窗節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式等與幕墻類似，比普通鋁合金窗具有更好的抗風(fēng)壓性能，水密性和氣密性也更好。

這種安裝在洞口內(nèi)具有幕墻構(gòu)造體系的窗墻系統(tǒng)，在國外通常稱為window wall，意思是“窗墻”，本文稱“洞口式幕墻窗系統(tǒng)”。

二、洞口式幕墻窗系統(tǒng)的幾種類型及構(gòu)造節(jié)點(diǎn)

1、拼樘組合式

該類型也稱為聯(lián)排式，是由各單元通過中挺拼接而成，如下圖所示：

圖一拼樘組合式洞口幕墻窗系統(tǒng)立面大樣

圖二拼樘組合式洞口幕墻窗系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)圖

2、構(gòu)件式

該系統(tǒng)的構(gòu)造節(jié)點(diǎn)與構(gòu)件式幕墻類似，由鋁合金立柱將帶形窗洞進(jìn)行分格，再安裝鋁合金橫梁，形成框格，然后安裝玻璃面板，如下圖所示：

圖三構(gòu)件式洞口幕墻窗系統(tǒng)立面大樣

圖四構(gòu)件式洞口幕墻窗系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)圖

3、單元式

該系統(tǒng)是在洞口上下邊安裝鋁合金底座，將工廠加工組裝好的單元板塊運(yùn)抵施工現(xiàn)場后，采用吊裝的方法，將單元板塊插接安裝在底座上，如下圖所示：

圖五單元式洞口幕墻窗系統(tǒng)立面大樣

圖六單元式洞口幕墻窗系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)圖

三、洞口式幕墻窗在改建項目中的應(yīng)用

該工程位于強(qiáng)臺風(fēng)地區(qū)，是既有建筑改建項目，原為大型公寓和集體宿舍，改建為高級酒店，建筑高度約70米，對外圍護(hù)結(jié)構(gòu)有較高的性能要求，外立面主要有石材幕墻、鋁板幕墻、塔樓洞口式幕墻窗等，由于洞口過高、過大，性能要求高，采用了單元式洞口幕墻窗系統(tǒng)。本工程改建前、后外觀效果如下圖所示：

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圖七改造前外立面

圖八改造后外立面

1、洞口式幕墻窗節(jié)點(diǎn)設(shè)計

幕墻窗系統(tǒng)不僅僅是一種簡單的裝飾性維護(hù)結(jié)構(gòu)，它也是建筑的一個有機(jī)組成部分。本項目洞口寬度普遍在7000mm左右，高度2800mm，由于分格尺寸大，地處強(qiáng)臺風(fēng)地區(qū)，性能要求高，采用傳統(tǒng)鋁合金窗難以滿足要求，而且傳統(tǒng)鋁合金窗外觀也不符合建設(shè)方和建筑師對高級酒店大氣豪華、高品質(zhì)的要求，經(jīng)過多方深入分析研究，采用了洞口式幕墻窗系統(tǒng)，很好地融入到了建筑外立面之中。

該項目固定玻璃橫向分格為1975mm，開啟扇寬度為1150mm，高度為1300mm，采用單元式幕墻窗系統(tǒng)，與單元式幕墻類似，公母立柱為插接形式，三道膠條形成塵密線、水密線、氣密線，有效阻擋來自室外的灰塵與雨水，能夠滿足防水、氣密、節(jié)能的要求。玻璃使用硅酮結(jié)構(gòu)膠固定在鋁合金框架上，玻璃外側(cè)采用鋁合金扣條，保證玻璃的安全性能，開啟扇的護(hù)邊與固定玻璃采用同樣的扣條形式，保持外觀的一致性。

圖九立面大樣

圖十幕墻窗標(biāo)準(zhǔn)豎剖節(jié)點(diǎn)

上端采用通長底座預(yù)先固定在主體結(jié)構(gòu)上，幕墻窗單元安裝就位后，再用螺釘鎖緊扣條，形成C型固定槽口將幕墻窗單元扣住，鋁合金上橫之間有插芯連接。下端的鋁合金底座承托整個幕墻窗的重力，同時與上端的鋁合金上橫料共同承受風(fēng)荷載，下橫梁與起底橫梁之間采用插接形式，也有三道密封線，有效保證幕墻窗系統(tǒng)的密封性能。

圖十一

起底橫梁上部水槽接縫處設(shè)置板鋁板或膠皮，通過密封膠粘貼在型材表面上，使起底橫梁形成一道完整的密封，起底橫梁前端位置與膠條交錯開排水孔，從而使公母立柱等壓腔內(nèi)的雨水落入水槽后，通過排水孔排到室外。

圖十二

2、洞口式幕墻窗優(yōu)缺點(diǎn)分析

洞口式幕墻窗系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)主要是：將大洞口分割成數(shù)個單元，所有單元在加工廠組裝完成，與傳統(tǒng)構(gòu)件式相比，將絕大部分的工序留在了加工廠，避免了現(xiàn)場施工質(zhì)量控制難、安裝成本高的難題，有助于提高施工質(zhì)量、縮短施工工期;板塊間采用對插接縫，更能適應(yīng)外力變形，提高抗震性能;幕墻窗板塊間采用密封膠條防水，減少了施工現(xiàn)場施打密封膠的工序。

幕墻窗系統(tǒng)有一些缺點(diǎn)：普通鋁合金窗型在各家型材廠一般都有現(xiàn)成模具，可隨時加工生產(chǎn)，幕墻窗系統(tǒng)使用的型材種類較多，需要開模，增加費(fèi)用且周期較長;幕墻窗系統(tǒng)一般都需要根據(jù)各個工程進(jìn)行設(shè)計，性能需要通過試驗去驗證，對設(shè)計及施工技術(shù)有較高的要求;另外，幕墻窗系統(tǒng)的型材截面一般都比傳統(tǒng)鋁合金窗型大，成本較高。

3、洞口式幕墻窗物理性能分析

由于本項目窗墻系統(tǒng)采用了單元式幕墻構(gòu)造系統(tǒng)，單元之間以及與主體結(jié)構(gòu)四周都采用插接的方式，防水體系采用密封+疏導(dǎo)+排水結(jié)合的方式，且型材截面尺寸較大、壁厚較厚，物理性能較好。

抗風(fēng)壓性能達(dá)到3級，如圖所示：

圖十三建筑幕墻抗風(fēng)壓性能分級表

氣密性能達(dá)到建筑幕墻要求的3級，比外窗氣密性能6級高，

圖十四建筑幕墻氣密性能分級表

圖十五外窗氣密性能分級表

幕墻窗系統(tǒng)平面內(nèi)變形性能優(yōu)于傳統(tǒng)的外窗，傳統(tǒng)鋁合金外窗四周采用金屬固定件固定在主體結(jié)構(gòu)上，而幕墻窗系統(tǒng)四周采用插接式構(gòu)造，使幕墻窗與主體結(jié)構(gòu)之間有更好的變形能力，以適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的各種變形，即使本項目采用了大尺寸的板塊，但其平面內(nèi)變形性能完全能夠滿足主體結(jié)構(gòu)的變形要求。

圖十六幕墻窗與主體結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造　圖十七傳統(tǒng)窗與主體結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造

本項目的水密設(shè)計采用多道密封，合理的排水的方式，有著較好的水密性能，達(dá)到建筑幕墻要求的3級。

圖十八幕墻窗水密性能分級表

四、洞口式幕墻窗系統(tǒng)在醫(yī)院建筑中的應(yīng)用

1、某醫(yī)院住院樓的初步設(shè)計方案：

圖十九某醫(yī)院住院樓效果圖

圖二十某醫(yī)院住院樓節(jié)點(diǎn)圖

2、某醫(yī)院住院樓的初步設(shè)計方案：

圖二十一某醫(yī)院住院樓效果圖

圖二十二某醫(yī)院住院樓節(jié)點(diǎn)圖

由于醫(yī)院建筑一般層高較高，洞口尺寸較大，分格尺寸也較大，項目地處沿海強(qiáng)臺風(fēng)多發(fā)區(qū)，對幕墻窗系統(tǒng)的性能要求很高，用普通的鋁合金窗難以達(dá)到要求，建標(biāo)[2015]38號又限制使用玻璃幕墻，因此采用了洞口式幕墻窗系統(tǒng)。

五、結(jié)語

洞口式幕墻窗系統(tǒng)有著普通鋁合金窗型不具備的優(yōu)越性能，在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中已經(jīng)得到了越來越多的應(yīng)用，特別是既有大型公寓和高層廠房等改建項目，以及建標(biāo)[2015]38號限制使用玻璃幕墻的部分建筑，為保證結(jié)構(gòu)的安全性、使用功能、外觀效果，采用截面尺寸更大、連接更可靠、玻璃面板安裝更牢固、開啟窗更安全、有更好的水密性和氣密性、更加節(jié)能的洞口式幕墻窗系統(tǒng)，顯然是更好的選擇。只要在項目的設(shè)計及施工中，抓住技術(shù)要點(diǎn)，把握設(shè)計源頭，控制關(guān)鍵工序，充分發(fā)揮幕墻窗系統(tǒng)的優(yōu)勢，為建筑提供更多更好的選擇，這種外形美觀、性能優(yōu)良的窗墻系統(tǒng)將廣泛地應(yīng)用于更多形式的建筑中。