一种全幕墙立面下开敞阳台的接口预留方式

一种全幕墙立面下开敞阳台的接口预留方式

刘杰

上海柏涛工程设计顾问有限公司

摘要：全幕墙立面下，在阳台侧壁及顶部即幕墙内部预埋L型角钢，在不影响建筑外观的情况下，分散了封窗的荷载承力，在保证安全的情况下解决了现有技术存在的结露、栏杆竖挺杆件厚重及幕墙内视效果不佳等问题。

关键词： 全幕墙立面 开敞阳台封闭 预留接口 L型角钢

一、引言

随着科技的不断进步和人们对美好生活追求的不断提高，全幕墙立面做法在住宅建筑领域应用越来越广泛。相比传统的墙体材料，幕墙装饰不仅为住宅建筑带来了视觉美感，形成了公建化的立面效果，在节能性能、采光条件、安全保障等多方面也具有优势。

阳台，作为设置于建筑物外墙的室外空间，设计的效果对于保持整体建筑公建感具有决定性作用。然而在实际使用中，居民往往选择将阳台进行封闭改造，纳入客厅区域使用。阳台改造的常规做法，易产生安全性降低、渗水等问题，同时对立面美观度带来较大影响。在设计过程中，解决隐患，为住户设计出安全可靠美观的阳台封闭改造方案，具有十分重要的现实意义。

二、研究开敞阳台接口预留的意义

常见封阳台做法存在安全性差，易渗漏，立面视觉效果不佳等问题，给居民生活带来影响。本项目通过研究阳台封窗时荷载的分布及阳台封窗渗水原因，在开敞阳台做法中预留构造，分散封窗的荷载承力，解决传统封窗安全性降低，易结露、渗水，栏杆竖挺杆件厚重及幕墙内视效果不佳等问题，对提升阳台使用的安全性、舒适性、美观性有重要的意义。

三、开敞阳台接口预留的技术内容

在开敞阳台设计中，玻璃护栏的受力情况主要包括水平力、垂直力和弯曲力。水平力是指玻璃护栏在水平方向受到的外部作用力，垂直力是指玻璃护栏在垂直方向受到的外部作用力，弯曲力是指玻璃护栏在弯曲形变时受到的力。在设计玻璃护栏时，需要考虑到这些受力情况，以确保其能够承受外部作用力而不发生破裂或倒塌。开敞阳台安装封窗玻璃后，玻璃栏杆、阳台侧墙、阳台顶部的受力增加，来自于玻璃及窗框荷载、风压、冲击力。以3.5m宽，3m层高的住宅阳台为例，开敞玻璃栏杆主要预留受力为1000牛每米，封窗封阳台时，增加的玻璃及窗框荷载为690牛以上（玻璃密度为2500kg/m³，玻璃的厚度标准通常是5mm或以上， 3.5m高1.4m宽阳台封窗的荷载为2500*0.005*3.5m宽*1.4m高*9.8N/kg=600N，窗框估算为玻璃重量的15%），仅荷载导致的受力增加69%，对于栏杆的竖梃个数及尺寸的要求更高。

常规封窗做法分为三种：第一种，玻璃栏杆设计时未考虑封窗，后续业主封窗时需额外增加横梁和竖梁，通过增加的梁将受力传递至阳台的侧墙、阳台顶部原有的梁以及阳台底板（见附图1）。这种做法不仅影响阳台由内向外眺望的视野，也对外侧幕墙效果造成破坏。第二种做法，玻璃栏杆设计时未考虑封窗，封窗时将玻璃置于栏杆内侧，上部与结构梁连接，下部与楼板连接，侧向与阳台侧墙连接。此种做法外立面及外部栏杆效果和原有设计一致，城市形象得到保障；但也存在2个缺陷，首先后装玻璃与原有玻璃栏板间存在空隙，阴雨天容易渗水，寒冷天气容易结露（附图2），其次阳台顶部和侧边的铝板也在安装窗户过程中遭到破坏。第三种做法在设计玻璃栏杆时已考虑后续封窗，将栏杆受力标准提高，预留封窗时增加的受力。交房后，业主封窗时将后装玻璃放置于栏杆扶手上，通过膨胀螺栓与侧墙及阳台顶部梁连接。采用此种做法时，不需额外增加横梁承重，但栏杆的横杆尺寸及竖梃数量和尺寸将增加，约为普通项目栏杆的1.6倍（原3.5m面宽只需3根竖梃，考虑封窗则增加为5根），尺寸也相应增加（原竖梃尺寸可做70mm深*10mm宽,考虑封窗受力后增加为70深*15mm宽）。虽然后续安装十分便捷，但阳台呈现效果较为笨重，与全幕墙设计现代轻盈的初衷不符。此外，开敞阳台封窗过程中，若出现业主封窗意愿不一致，封窗要求不统一等问题，也将导致楼盘立面混杂，社区形象降低，进而影响城市景象。

附图1（后装玻璃位于栏杆上方，增加横梁、转角立柱）

附图2（后装玻璃位于栏杆后方1.栏杆；2.封窗玻璃）

为了解决常规封窗方式存在的问题，在设计过程中考虑封窗可行性，并采取措施十分有必要。首先，封窗时窗户的位置选择影响封窗的气密性和防水性，将窗户放至于栏板的同一竖向位面，在交界处打密封胶处理，可防止雨水渗水及结露。

其次，开敞阳台设计时，在阳台侧墙及顶部梁的外包铝板中预留好接口模块，封窗时通过连接件将新增窗户与接口模块连接。类似与古代木建筑中的榫卯连接方式，将新增窗户的三维稳稳固定。如此一来，窗户的荷载、风压、冲击力可顺利传递至阳台原有结构（顶部梁、侧边墙体以及楼板本身），只有少部分力由玻璃栏杆承担，减小了封窗新增受力对玻璃栏板的竖挺尺寸及数量影响。

预留的接口模块，项目中设计为L型角钢，焊接安装于外墙施工龙骨的侧壁。L形的两条边，一个长边对龙骨，另一长边对幕墙铝板，最后于最外侧安装金属幕墙。（详附图3）。钢材受力强，材质薄，很适合作为预制材料使用。L型的造型，相对于方形，更省材料，对于安装空间的需求较小，适配性更强。

附图3：1.钢板；2.承重龙骨，即钢方管；3.U型槽；4.钢方管；5.幕墙铝板；6.预埋L型角钢（封窗承力部位）；7.加强钢板；8.角钢

预留角钢后的开敞阳台，造型与未预留封窗阳台形式一样轻盈。若交付后，业主打算封装，只需在幕墙外侧将玻璃副框钉装于预埋L型角钢上，角钢作为主要受力界面（详附图5、附图6）。此种做法安全便捷，且不会破坏铝板界面，对立面效果无不利影响。

附图5：1.封窗玻璃；2.封窗副框；3.螺丝；4.L型角钢；5.螺丝；6.封窗副框

附图6：1.封窗副框；2.螺丝；3.L型角钢

但全幕墙项目的立面设计变化多样，金属线脚千变万化，幕墙与龙骨之间的距离可远可近，无法保障L型角钢适用于所有幕墙节点。因此，可采用多个L角钢焊接转换来适应幕墙节点的多变性。若外置幕墙与承重龙骨之间间距较远，在承重龙骨与L型角钢之间焊接转换角钢，转换角钢也为L型，两个长边分别对龙骨与第一个L型角钢；其中转换角钢与L型角钢的重合面尺寸可用于调节L型角钢与承重龙骨的距离。（详附图4；）

附图4：1.结构墙体；2.铝板幕墙；3.扶手内侧看线；4.玻璃栏板；5.L型角钢；6. 承重龙骨，即钢方管；7.转换角钢，可用于调节L型角钢与龙骨之间的间距；8.铝板幕墙

四、开敞阳台接口预留的创新性

阳台侧壁及顶部幕墙内部预埋L型角钢，与传统封窗相比有以下三点提升：首先，在幕墙接口部位，金属幕墙延伸至内侧收口，确保美观的同时保证金属整面延伸，摒除渗水可能。第二，封阳台后栏板与封窗同位面，无防水及结露担忧。第三，封窗不需额外增加竖向受力杆件及破坏阳台侧墙，原有玻璃栏杆设计可不因封窗增加过多的竖梃数量。

预埋构件后，阳台可以于开敞和封闭之间自行转换，便于封阳台的安全封闭，及封窗的拆除。对于满足居民封窗需求和维持城市形象有重要意义。

五、结语

全幕墙建筑是一种建筑美学，它能够将建筑物的外观与周围环境完美融合，同时又能展现出一种未来感和科技感，随着科技的不断进步和人们对美好生活环境的追求，这种建筑风格将在未来继续发挥重要作用，为建筑行业的发展注入新的活力。开敞阳台预留封窗接口，为居民改善居住条件和维持建筑形象之间提供了一种平衡，有效提高了使用者的安全舒适性和建筑的美观性。在项目推进过程中，从设计者与使用者角度出发，提前考虑到使用的具体场景，可进一步减少客诉、减少维修发生的可能性，从而从根本上起到降本增效的目的。

值得关注的是，阳台接口预留存在更大的使用前景，不仅可应用于住宅的阳台预留封窗，也可以应用到其他建筑类型中需要封闭的半开敞空间上，在不破坏建筑形象的同时，提高空间改造的灵活性。同时，此构造在提高空间改造的灵活性上，还有待进一步的深入研究，选择更加经济的材料、更精准的点位布置等等，值得进一步的探索，为社会创造更多的经济效益。