CN105113646A - 适用于被动式低能耗建筑的外窗结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于被动式低能耗建筑的外窗结构及其安装方法，属于建筑节能技术领域，包括外墙、外窗以及保温材料，外窗的窗框上设置有固定点，每个固定点均通过膨胀螺栓、螺丝钉以及不锈钢角钢与外墙进行连接，外墙与外窗窗框的外嵌处填充有岩棉，并通过防水雨布将外嵌处密封；所述窗框内侧与外墙接触面处设置有预压膨胀密封带；外墙与窗框交接处的内侧和外侧还分别打有一层密封胶。本发明可在外墙无保温层或保温层较薄的情况实现被动式低能耗建筑的高效气密性施工，具有明显的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种外窗结构及其安装方法，特别是一种适用于被动式低能耗建筑的外窗结构及其安装方法，属于建筑节能技术领域。
背景技术
当今社会，能源问题已经成为人们越来越关注的焦点问题。由于近年来，我国城市化进程的加速，城镇数量及规模的增大，每年新建建筑面积也在迅速增长，建筑年消耗商品能源占全社会终端能耗总量的三分之一，而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%，高能耗、高排放造成的能源枯竭、环境污染等问题日益凸显。被动式低能耗建筑为缓解上述问题开拓了重要的领域。
在被动式低能耗建筑中，外窗的气密性是构成房屋整体气密性的重要组成部分。降低被动式低能耗建筑外窗的综合传热系数，进行无热桥处理，提高外窗的气密性是实现被动式低能耗建筑标准的重要技术措施。
目前，被动式低能耗建筑外窗普遍采用外挂式的安装方法，当外围护结构保温层的厚度不能够完全包裹住外窗时，外挂式安装方法将会破坏建筑的气密层，达不到被动式低能耗建筑气密性的要求。同时，由于VIP真空绝热板等新型保温材料的产生，导致保温材料的传热系数大幅度降低。普通被动式低能耗建筑外墙保温层的厚度较厚，通常达到200mm以上，当外墙保温材料采用VIP真空绝热板等新型保温材料时，保温层的厚度仅需达到39mm，此时保温层的厚度不足以将外窗完全包裹。
本发明提出了被动式低能耗建筑外窗“外嵌式”的安装方法，能够在外围护结构保温层厚度不足的情况下解决建筑的气密性要求和实现无热桥处理，具有明显的经济效益和社会效益。
发明内容
基于现有技术的上述缺陷，本发明提出了一种适用于被动式低能耗建筑的外窗结构及其安装方法，能够在外围护结构保温层厚度不足的情况下解决建筑的气密性要求和实现无热桥处理。
本发明的技术方案如下：
一种适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，所述外窗结构包括外墙、外窗以及保温材料，所述保温材料设置在所述外墙外侧，其特征在于：
所述外窗的窗框上设置有固定点，每个固定点均通过膨胀螺栓、螺丝钉以及不锈钢角钢与外墙进行连接，其中，所述膨胀螺栓穿过不锈钢角钢横向固定在外墙内，所述螺丝钉穿过不锈钢角钢竖向钉入所述外窗窗框上；
所述外墙与外窗窗框的外嵌处填充有岩棉，并通过防水雨布将外嵌处密封；其中，所述防水雨布分为内侧防水雨布和外侧防水雨布，内侧防水雨布布置成直角型，粘贴在外嵌处岩棉与窗框和外墙的交界处，并覆盖不锈钢角钢；所述外侧防水雨布布置成直线型，粘贴在外墙以及岩棉的外侧、保温材料的内侧，内侧防水雨布和外侧防水雨布一起将外嵌处岩棉包裹密封；
所述窗框内侧与外墙接触面处设置有预压膨胀密封带；
所述外墙与窗框交接处的内侧和外侧还分别打有一层密封胶，所述密封胶可将外墙与窗框之间的缝隙封堵严实。
进一步地，所述外窗结构分为三道气密层：由预压膨胀密封带构成第一道气密层；所述外墙与窗框交接处的内侧和外侧分别打设的一层密封胶构成第二道气密层；外嵌处填充的岩棉以及不透气型的防水雨布形成第三道气密层。
进一步地，所述固定点为至少两个，两个固定点间距不大于1米。
进一步地，所述岩棉填充处缝隙内填充有发泡剂。
进一步地，所述预压膨胀密封带搭接处采用斜角处理，斜角处采用发泡剂密封。
进一步地，外墙与窗框交接处的内侧打设的一层密封胶的表面还粘贴有密封条。
进一步地，底部的保温材料顶面还设置有一斜向的水泥砂浆层，外侧打设的一层密封胶将岩棉、外侧防水雨布以及水泥砂浆层在三者的结合点处密封。
上述适用于被动式低能耗建筑的外窗结构的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：施工前准备；
步骤二：基层墙面、窗洞口细部处理；
步骤三：固定件定位、钻孔；
步骤四：窗框上粘贴预压膨胀密封带；
步骤五：窗框固定；
步骤六：粘贴内侧防水雨布；
步骤七：外嵌处填充岩棉以及发泡剂；
步骤八：粘贴外侧防水雨布；
步骤九：在外墙与窗框交接处的内侧和外侧打设一层密封胶，将外墙与窗框之间的缝隙封堵严实。
其中，所述步骤三具体步骤为：
1）先确定窗框底部两侧固定件位置，钻孔后，装上固定件，拉线找平；
2）以洞口底部两侧固定件为支撑点，放置窗框；在室内用红外线测平仪测窗户平面内平整度，包括窗框水平度以及垂直度，然后用靠尺测窗框平面外平整度，避免窗户因放置不到位出现外倾；
3）在墙体表面标记底部其余固定件位置、顶部以及左右两侧固定件位置，用电钻在墙体表面钻孔；
4）将固定件临时固定：在墙体标记位置处钻好孔，并清理完孔后，用膨胀螺栓将固定件固定在墙上；初次固定时，无需拧牢固，保证固定件在自重力下不脱落，不能轻易拔出；
其中，所述步骤四具体步骤为：
1）在与墙体接触的窗框表面，沿窗框边缘粘贴预压膨胀密封带；预压膨胀密封带宽度方向应超出窗框边缘5mm，粘贴过程中应保证预压膨胀密封带顺直、平整、无褶皱、尽量少搭接，搭接处应采用斜角处理；
2）粘贴好预压膨胀密封带后，放置窗户，再次用红外线测平仪和靠尺测窗框平面内和平面外平整度；
其中，所述步骤五具体步骤为：
1）将底部剩余固定件与墙体固定，然后用螺丝钉将其与底部窗框连接；
2）上下移动顶部固定件，将其调整到合适位置，用膨胀螺栓与墙体连接，然后与窗框连接；
3）左右移动两侧固定件，调整到合适位置，先将固定件固定到外墙墙体，然后将固定件与左右两侧窗框连接；窗户在固定过程中需用红外线测平仪测窗户平面内平整度、用靠尺测量平面外平整度，如发现偏差应即时调整；固定过程中保证窗框与墙体接触面间不存在可见空隙；
其中，所述步骤六具体步骤为：
1）清洁窗框；
2）粘贴防水雨布之前需再次对已固定窗框进行检查，待检查合格后再进行下一步工序；
3）在外嵌处内侧粘贴内侧防水雨布，保证内侧防水雨布与墙体之间粘贴紧密，内侧防水雨布要与墙体和窗框的交接处齐平，并将防水雨布周边与墙体完全密封；内侧防水雨布经过固定件处，会造成该处内侧防水雨布凸起，需将固定件与墙体密封，保证无缝隙；
其中，所述步骤八具体步骤为：
待内侧防水雨布粘贴完成以及岩棉以及发泡剂填充完成后，在外墙外侧和岩棉外侧粘贴外侧防水雨布；外侧防水雨布与外墙的搭接长度不小于50mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.“外嵌式”的安装方法可在外墙无保温层或保温层较薄的情况实现被动式低能耗建筑的高效气密性施工，具有明显的经济效益和社会效益。
2.“外嵌式”的安装方法可在墙体安装窗框处预留孔洞，窗框外边缘与墙体外侧平齐，这样就可以在外墙保温层较薄时，形成建筑的高气密性技术措施。
3.与传统的外窗安装方法相比，采用“外嵌式”的安装方法能够形成三道气密层，有效地解决外窗与墙体连接处漏气、漏风现象的产生，形成建筑的高效气密层，同时形成无热桥系统。
4．采用“外嵌式”门窗安装方法可以有效地解决保温层较薄时，建筑的整体气密性和热桥问题，可以减小全年供暖总能耗和峰值能耗，在保证室内舒适度的情况下，极大地降低建筑总能耗，为被动式低能耗建筑外窗提供了一种新型的安装方式。
附图说明
图1为本发明的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构示意图；
图2为图1上部窗框结构放大图；
图3为图1下部窗框结构放大图；
图中，1-膨胀螺栓；2-密封条；3-预压膨胀密封带；4-保温材料；5-岩棉；6-螺丝钉；7-不锈钢角钢；8-防水雨布；9-密封胶；10-水泥砂浆。
具体实施方式
以下结合附图1-3与工程实例对本发明做具体说明。本工程为一被动式低能耗建筑示范工程，地下一层，地上六层。其中地下一层为停车库及机房，地上六层为办公。总建筑面积为14527.17m2，该建筑外窗采用了“外嵌式”安装方法，大大地增加了建筑的整体气密性。具体如下：
如图1-3所述，本发明的一种适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，外窗结构包括外墙、外窗以及保温材料4，所述保温材料4设置在所述外墙外侧，所述外窗的窗框上设置有固定点，每个固定点均通过膨胀螺栓1、螺丝钉6以及不锈钢角钢7与外墙进行连接，固定点为至少两个，两个固定点间距不大于1米。其中，膨胀螺栓1穿过不锈钢角钢7横向固定在外墙内，螺丝钉6穿过不锈钢角钢7竖向钉入所述外窗窗框上；外墙与外窗窗框的外嵌处填充有岩棉5，岩棉5填充处缝隙内填充有发泡剂，并通过防水雨布8将外嵌处密封；其中，防水雨布8分为内侧防水雨布8和外侧防水雨布8，内侧防水雨布8布置成直角型，并采用密封胶粘贴在外嵌处岩棉5与窗框和外墙的交界处，并覆盖不锈钢角钢7；外侧防水雨布8布置成直线型，并采用密封胶粘贴在外墙以及岩棉5的外侧、保温材料4的内侧，内侧防水雨布8和外侧防水雨布8一起将外嵌处岩棉5包裹密封。窗框内侧与外墙接触面处设置有预压膨胀密封带3，预压膨胀密封带3搭接处采用斜角处理，斜角处采用发泡剂密封。外墙与窗框交接处的内侧和外侧还分别打有一层密封胶9，密封胶9可将外墙与窗框之间的缝隙封堵严实。
外窗结构分为三道气密层：
由预压膨胀密封带3构成第一道气密层，固定窗框时将窗框尽量贴合墙体，遮阳窗框与墙体之间的预压膨胀密封带被挤密的程度越高，自膨胀量越小，越能更好的保证气密性。该部分形成了第一道气密性的保障措施，预压膨胀密封带有在自然环境下自膨胀的特点，可以有效填充窗框与墙体之间的缝隙。
所述外墙与窗框交接处的内侧和外侧分别打设的一层密封胶9构成第二道气密层，密封胶9可将墙体与窗框之间的缝隙封堵严实，形成了第二道气密性的保障措施。
外嵌处填充的岩棉5以及不透气型的防水雨布8形成第三道气密层。不透气型防水雨布能够起到阻断气体渗透通道、防止雨水进入室内。
其中，外墙与窗框交接处的内侧打设的一层密封胶9的表面还粘贴有密封条2。底部的保温材料顶面还设置有一斜向的水泥砂浆层10，外侧打设的一层密封胶9将岩棉5、外侧防水雨布8以及水泥砂浆层10在三者的结合点处密封。
上述适用于被动式低能耗建筑的外窗结构的安装方法，包括如下步骤：
步骤一：施工前准备；
应选择专业的窗户安装施工队伍，材料按系统配套采购，确保其匹配相容。结合工程特点编制窗户安装专项施工方案，开展专业技术培训，做好施工前技术交底工作。窗户在安装之前，应首先检查窗户尺寸、平整度是否符合设计要求。准备齐全施工过程需要的系统配件和安装工具。
步骤二：基层墙面、窗洞口细部处理；
1）基层墙面处理：
基层墙面上的浮尘、污渍、油渍、泛碱等必须清理干净，表面凹凸明显的部位应事先剔平或用水泥砂浆找平，保持基层墙面的平整度。
2）窗口处细部处理：
被动窗的安装对洞口的要求非常严格，安装之前一定要精修洞口，确保外嵌处的平整度、垂直度以及阴阳角尺寸应符合设计要求。
步骤三：固定件定位、钻孔；
1）先确定窗框底部两侧固定件位置，钻孔后，装上固定件，拉线找平；
2）以洞口底部两侧固定件为支撑点，放置窗框；在室内用红外线测平仪测窗户平面内平整度，包括窗框水平度以及垂直度，然后用靠尺测窗框平面外平整度，避免窗户因放置不到位出现外倾；
3）在墙体表面标记底部其余固定件位置、顶部以及左右两侧固定件位置，用电钻在墙体表面钻孔；
4）将固定件临时固定：在墙体标记位置处钻好孔，并清理完孔后，用膨胀螺栓1将固定件固定在墙上；初次固定时，无需拧牢固，保证固定件在自重力下不脱落，不能轻易拔出；
步骤四：窗框上粘贴预压膨胀密封带3；
1）在与墙体接触的窗框表面，沿窗框边缘粘贴预压膨胀密封带3；预压膨胀密封带3宽度方向应超出窗框边缘5mm，粘贴过程中应保证预压膨胀密封带3顺直、平整、无褶皱、尽量少搭接，搭接处应采用斜角处理；预压膨胀密封带3粘贴不宜过早，否则预压膨胀密封胶带过早膨胀，影响安装质量；
2）粘贴好预压膨胀密封带3后，放置窗户，再次用红外线测平仪和靠尺测窗框平面内和平面外平整度；
步骤五：窗框固定；
1）将底部剩余固定件与墙体固定，然后用螺丝钉6将其与底部窗框连接；
2）上下移动顶部固定件，将其调整到合适位置，用膨胀螺栓1与墙体连接，然后与窗框连接；
3）左右移动两侧固定件，调整到合适位置，先将固定件固定到外墙墙体，然后将固定件与左右两侧窗框连接；窗户在固定过程中需用红外线测平仪测窗户平面内平整度、用靠尺测量平面外平整度，如发现偏差应即时调整；固定过程中保证窗框与墙体接触面间不存在可见空隙；
步骤六：粘贴内侧防水雨布8；
1）清洁窗框；
2）粘贴防水雨布8之前需再次对已固定窗框进行检查，待检查合格后再进行下一步工序；
3）在外嵌处内侧粘贴内侧防水雨布8，保证内侧防水雨布8与墙体之间粘贴紧密，内侧防水雨布8要与墙体和窗框的交接处齐平，并将防水雨布8周边与墙体完全密封；内侧防水雨布8经过固定件处，会造成该处内侧防水雨布8凸起，需将固定件与墙体密封，保证无缝隙；
步骤七：外嵌处填充岩棉5以及发泡剂；
步骤八：粘贴外侧防水雨布8；
待内侧防水雨布8粘贴完成以及岩棉5以及发泡剂填充完成后，在外墙外侧和岩棉外侧粘贴外侧防水雨布8；外侧防水雨布8与外墙的搭接长度不小于50mm。
步骤九：在外墙与窗框交接处的内侧和外侧打设一层密封胶9，将外墙与窗框之间的缝隙封堵严实。
操作要点
1）窗框安装牢固。固定点位置正确、符合设计要求，固定点距窗角、中横框、中竖框150-200㎜，间距不大于600mm。
2）框与墙体间缝隙弹性材料填嵌饱满，表面密封胶粘结牢固、宽窄一致，表面光滑、顺直，无裂纹、无明显接槎。
3）外窗台应有坡度，排水良好。
4）型材保护膜保存完整，框无污染，表面洁净、无划痕、碰伤；玻璃表面洁净、无划痕、无明显色差，反映外界影像无畸变。
5）窗户在固定过程中需有专人用红外线测平仪测窗户平面内平整度、用靠尺测量平面外平整度，如发现偏差应即时调整。
6）确保固定过程中保证窗框与墙体接触面间不存在可见空隙。
以上是本发明的一典型实施例，本发明的实施不限于此。
Claims (9)
1.一种适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，所述外窗结构包括外墙、外窗以及保温材料（4），所述保温材料（4）设置在所述外墙外侧，其特征在于：
所述外窗的窗框上设置有固定点，每个固定点均通过膨胀螺栓（1）、螺丝钉（6）以及不锈钢角钢（7）与外墙进行连接，其中，所述膨胀螺栓（1）穿过不锈钢角钢（7）横向固定在外墙内，所述螺丝钉（6）穿过不锈钢角钢（7）竖向钉入所述外窗窗框上；
所述外墙与外窗窗框的外嵌处填充有岩棉（5），并通过防水雨布（8）将外嵌处密封；其中，所述防水雨布（8）分为内侧防水雨布（8）和外侧防水雨布（8），内侧防水雨布（8）布置成直角型，粘贴在外嵌处岩棉（5）与窗框和外墙的交界处，并覆盖不锈钢角钢（7）；所述外侧防水雨布（8）布置成直线型，粘贴在外墙以及岩棉（5）的外侧、保温材料（4）的内侧，内侧防水雨布（8）和外侧防水雨布（8）一起将外嵌处岩棉（5）包裹密封；
所述窗框内侧与外墙接触面处设置有预压膨胀密封带（3）；
所述外墙与窗框交接处的内侧和外侧还分别打有一层密封胶（9），所述密封胶（9）可将外墙与窗框之间的缝隙封堵严实。
2.根据权利要求1所述的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，其特征在于：所述外窗结构分为三道气密层：由预压膨胀密封带（3）构成第一道气密层；所述外墙与窗框交接处的内侧和外侧分别打设的一层密封胶（9）构成第二道气密层；外嵌处填充的岩棉（5）以及不透气型的防水雨布（8）形成第三道气密层。
3.根据权利要求2所述的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，其特征在于：所述固定点为至少两个，两个固定点间距不大于1米。
4.根据权利要求3所述的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，其特征在于：所述岩棉（5）填充处缝隙内填充有发泡剂。
5.根据权利要求4所述的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，其特征在于：所述预压膨胀密封带（3）搭接处采用斜角处理，斜角处采用发泡剂密封。
6.根据权利要求5所述的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，其特征在于：外墙与窗框交接处的内侧打设的一层密封胶（9）的表面还粘贴有密封条（2）。
7.根据权利要求6所述的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构，其特征在于：底部的保温材料顶面还设置有一斜向的水泥砂浆层（10），外侧打设的一层密封胶（9）将岩棉（5）、外侧防水雨布（8）以及水泥砂浆层（10）在三者的结合点处密封。
8.一种根据权利要求1-7所述的适用于被动式低能耗建筑的外窗结构的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：施工前准备；
步骤二：基层墙面、窗洞口细部处理；
步骤三：固定件定位、钻孔；
步骤四：窗框上粘贴预压膨胀密封带（3）；
步骤五：窗框固定；
步骤六：粘贴内侧防水雨布（8）；
步骤七：外嵌处填充岩棉（5）以及发泡剂；
步骤八：粘贴外侧防水雨布（8）；
步骤九：在外墙与窗框交接处的内侧和外侧打设一层密封胶（9），将外墙与窗框之间的缝隙封堵严实。
9.一种根据权利要求8所述的安装方法，其特征在于，
所述步骤三具体步骤为：
1）先确定窗框底部两侧固定件位置，钻孔后，装上固定件，拉线找平；
2）以洞口底部两侧固定件为支撑点，放置窗框；在室内用红外线测平仪测窗户平面内平整度，包括窗框水平度以及垂直度，然后用靠尺测窗框平面外平整度，避免窗户因放置不到位出现外倾；
3）在墙体表面标记底部其余固定件位置、顶部以及左右两侧固定件位置，用电钻在墙体表面钻孔；
4）将固定件临时固定：在墙体标记位置处钻好孔，并清理完孔后，用膨胀螺栓（1）将固定件固定在墙上；初次固定时，无需拧牢固，保证固定件在自重力下不脱落，不能轻易拔出；
所述步骤四具体步骤为：
1）在与墙体接触的窗框表面，沿窗框边缘粘贴预压膨胀密封带（3）；预压膨胀密封带（3）宽度方向应超出窗框边缘5mm，粘贴过程中应保证预压膨胀密封带（3）顺直、平整、无褶皱、尽量少搭接，搭接处应采用斜角处理；
2）粘贴好预压膨胀密封带（3）后，放置窗户，再次用红外线测平仪和靠尺测窗框平面内和平面外平整度；
所述步骤五具体步骤为：
1）将底部剩余固定件与墙体固定，然后用螺丝钉（6）将其与底部窗框连接；
2）上下移动顶部固定件，将其调整到合适位置，用膨胀螺栓（1）与墙体连接，然后与窗框连接；
3）左右移动两侧固定件，调整到合适位置，先将固定件固定到外墙墙体，然后将固定件与左右两侧窗框连接；窗户在固定过程中需用红外线测平仪测窗户平面内平整度、用靠尺测量平面外平整度，如发现偏差应即时调整；固定过程中保证窗框与墙体接触面间不存在可见空隙；
所述步骤六具体步骤为：
1）清洁窗框；
2）粘贴防水雨布之前需再次对已固定窗框进行检查，待检查合格后再进行下一步工序；
3）在外嵌处内侧粘贴内侧防水雨布（8），保证内侧防水雨布（8）与墙体之间粘贴紧密，内侧防水雨布（8）要与墙体和窗框的交接处齐平，并将防水雨布（8）周边与墙体完全密封；内侧防水雨布（8）经过固定件处，会造成该处内侧防水雨布（8）凸起，需将固定件与墙体密封，保证无缝隙；
所述步骤八具体步骤为：
待内侧防水雨布（8）粘贴完成以及岩棉（5）以及发泡剂填充完成后，在外墙外侧和岩棉外侧粘贴外侧防水雨布（8）；外侧防水雨布（8）与外墙的搭接长度不小于50mm。
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