摘 要:鋁合金門窗是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的一類門窗，本文就如何設(shè)計(jì)出滿足建筑要求和功能的鋁合金門窗提出一此思路和看法。
門窗作為建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分，無論是高檔建筑、還是普通住宅，都給予了不同的建筑功能和要求，如要滿足建筑效果、防雨、采光、通風(fēng)、視野、保溫隔熱、隔聲等多種功能，才能為人們提供舒適、寧靜的室內(nèi)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的要求。鋁合金門窗是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的一類門窗，本文就如何設(shè)計(jì)出滿足建筑要求和功能的鋁合金門窗提出一此思路和看法。
一、門窗的建筑設(shè)計(jì)
門窗是建筑的單元，是立面效果的裝飾符號，最終體現(xiàn)出建筑的特點(diǎn)。盡管不同建筑對門窗的設(shè)計(jì)有不同的要求，門窗大樣分格千變?nèi)f化，但我們還是可以找尋出一些規(guī)律。
1．門窗立面分格要符合美學(xué)特點(diǎn)，分格設(shè)計(jì)時，要考慮如下因素
(1)分格比例的協(xié)調(diào)性。就單個玻璃板塊來說，長寬比接近黃金分格比是美的，不宜設(shè)計(jì)成正方形和長寬比達(dá)1:2以上的狹長矩形。
(2)門窗立面分格既要有一定的規(guī)律，又要體現(xiàn)變化，在變化中求規(guī)律；分格線條疏密有度；等距離、等尺寸劃分顯示了嚴(yán)謹(jǐn)、莊重、嚴(yán)肅；不等距自由劃分則顯示韻律、活潑和動感。
(3)至少同一房間、同一墻面門窗的橫向分格線條要盡量處于同一水平線上，豎向線條盡量對齊。
(4)門窗立面設(shè)計(jì)時要考慮建筑的整體效果要求，比如建筑的虛實(shí)對比、光影效果、對稱性等。
2．門窗顏色的選配(包括玻璃和型材的顏色)
門窗的顏色的選配是影響建筑最終效果的重要一環(huán)。在確定顏色時要與建筑設(shè)計(jì)師、業(yè)主等多方共同商定，最終要有建筑設(shè)計(jì)師的簽字確認(rèn)。
3．門窗的個性化設(shè)計(jì)
可以根據(jù)顧客的不同愛好和審美觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)出獨(dú)特的門窗造型。
4．門窗的通透性
門窗立面在主視部位的視線高度范圍內(nèi)(1.5m～1.8m左右)最好不要設(shè)置橫框和豎框，以免遮擋視線。有些門窗需要采用高透光率的玻璃或者要求具有較大的開闊視野，便于觀看室外風(fēng)景。
5．門窗的采光和通風(fēng)
門窗的通風(fēng)面積和活動扇數(shù)量要滿足建筑通風(fēng)要求；同時門窗的采光面積也應(yīng)滿足《建筑采光設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50033-2001)的規(guī)定和建筑設(shè)計(jì)圖的要求�！豆步ㄖ�(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50189-2005)第4.2.4條規(guī)定：建筑外窗每個朝向的窗墻面積比均不應(yīng)大于0.70。當(dāng)窗墻面積比小于0.40時，玻璃的可見光透射比不應(yīng)小于0.4。
二、門窗安全性設(shè)計(jì)
1．門窗鋁型材壁厚要求
2．門窗玻璃安全設(shè)計(jì)
(1)玻璃的選擇：玻璃厚度經(jīng)計(jì)算確定，并不宜小于5mm。建筑下列部位的門窗必須采用安全玻璃(鋼化玻璃或夾層玻璃)：
(a)7層及7層以上建筑外開窗；
(b)面積大于1.5㎡的窗玻璃；
(c)玻璃底邊離最終裝修面小于500mm的落地窗；
(d)與水平夾角小于75°傾斜屋頂且距室內(nèi)地面大于3m的傾斜窗；
(e)玻璃面積大于0.5㎡的有框玻璃門；
(f)無框玻璃門應(yīng)采用厚度不小于10mm的鋼化玻璃。
(2)玻璃與槽口搭接量和其它配合尺寸應(yīng)符合《鋁合金窗》(GB/T8479)中表5和表6的規(guī)定。
(3)玻璃與鋁合金框槽應(yīng)采用橡膠墊片柔性接觸。
(4)玻璃應(yīng)進(jìn)行機(jī)械磨邊處理，磨輪的目數(shù)應(yīng)在180目以上。
3．五金配件的選擇和設(shè)計(jì)。
4．推拉門窗窗扇與上下框?qū)к壌罱恿繎?yīng)不小于10mm，并且必須安裝防脫落塊和防撞塊等安全措施，防止窗扇掉落和開啟時碰撞傷人。
5．建筑外墻面玻璃窗活動扇下框距室內(nèi)地面高度應(yīng)不低于900mm。特殊情況下如果低于900mm時應(yīng)采取其它防護(hù)安全措施(如增加防護(hù)欄桿等)。
6．鋁合金門窗連接固定采用的螺釘、螺栓必須采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制品，以防止電化腐蝕產(chǎn)生螺釘松動。不銹鋼螺釘盡量采用機(jī)制螺紋，盡量避免使用自攻釘，螺釘連接最好設(shè)計(jì)成受剪狀態(tài)。
7．門窗應(yīng)與墻體可靠連接固定
門窗與墻體連接方法主要有鋼附框連接、燕尾鐵腳焊接連接、燕尾鐵腳與預(yù)埋件連接、固定鋼片射釘連接、固定鋼片金屬膨脹螺栓連接等幾種。燕尾鐵腳厚度應(yīng)≥3mm。固定鋼片厚度≥1.5mm，寬度≥15mm。所有燕尾鐵腳和固定鋼片表面應(yīng)進(jìn)行熱浸鍍鋅處理。門窗連接固定點(diǎn)間距一般在300mm～500mm之間，不能大于500mm。
(1)鋼附框適用于門窗與各種墻體的連接，安裝精度高，連接可靠，但成本較高。
(2)門窗與鋼結(jié)構(gòu)的連接可采用燕尾鐵腳焊接連接方法。燕尾鐵腳與鋼結(jié)構(gòu)的連接用鋼條或鋼角碼焊接調(diào)節(jié)。
(3)門窗與輕質(zhì)墻體的連接宜采用燕尾鐵腳與預(yù)埋件焊接連接方法。燕尾鐵腳與預(yù)埋件之間用鋼條或鋼角碼焊接調(diào)節(jié)。
(4)門窗與鋼筋混凝土墻體的連接可用固定鋼片(或燕尾鐵腳)射釘或金屬膨脹螺栓連接等。當(dāng)采用固定鋼片連接固定門窗時，門窗四周邊框與墻體之間的縫隙應(yīng)采用水泥砂漿塞縫。水泥砂漿塞縫能使門窗外框與墻體牢固可靠地連接，并對門窗的框料起著重要的加固作用。當(dāng)縫隙采用聚胺脂泡沫填縫劑或其它柔性材料填塞時，固定鋼片應(yīng)采用燕尾鐵腳代替，以保證門窗與墻體的連接固定可靠度。
(5)門窗與磚墻的連接可用固定鋼片(或燕尾鐵腳)金屬膨脹螺栓連接。在磚墻上嚴(yán)禁采用射釘固定門窗。同鋼筋混凝土墻體一樣，當(dāng)采用固定鋼片時縫隙應(yīng)采用水泥砂漿塞縫，當(dāng)縫隙采用聚胺脂泡沫填縫劑或其它柔性材料填塞時，應(yīng)采用燕尾鐵腳固定。
三、鋁合金門窗的防水密封設(shè)計(jì)
1．鋁合金門窗水密性能最低控制指標(biāo)
鋁合金門窗水密性能最低指標(biāo)可按下式取值且不小于250Pa(即鋁合金門窗的水密性能不能低于3級指標(biāo))：
P=k×μz×μs×W0
式中P：水密性設(shè)計(jì)取值（Pa）；
w0：基本風(fēng)壓（N/㎡）；
μz：風(fēng)壓高度變化系數(shù)；
μs：體形系數(shù)，可取1.2；
k：系數(shù)，沿海熱帶風(fēng)暴和臺風(fēng)地區(qū)k值取0.3，其它地方取0.25。
2．門窗結(jié)構(gòu)防水設(shè)計(jì)
(1)鋁合金門窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時積極采用等壓原理，是提高門窗防水密封性能的最有效途徑。
(2)活動扇與窗框的搭接量不能過小。平開窗活動扇與窗框的搭接量不宜小于7mm。
(3)盡量采用平開型門窗結(jié)構(gòu)形式，少用或不用推拉型門窗結(jié)構(gòu)形式。由于推拉型門窗活動扇與上下滑軌間存在較大縫隙、且相臨的兩個窗扇不在同一個平面上，兩個窗扇之間沒有密封壓緊力存在，僅僅依靠毛條進(jìn)行重疊搭接，而毛條之間存在縫隙，密封作用非常微弱，所以推拉門窗防水密封性能很差。而平開型門窗窗扇和窗框間均設(shè)有2～3道密封橡膠膠條密封，在窗扇關(guān)閉鎖緊后密封橡膠條壓得很緊，而且中間空腔很容易形成等壓腔，因此可以設(shè)計(jì)出密封性能非常優(yōu)越的門窗。
(4)門窗安裝玻璃的鋁合金玻璃壓線宜設(shè)計(jì)在室內(nèi)方向，避免玻璃壓線與窗框之間的細(xì)微縫隙滲水。
(5)推拉類型門窗下滑室內(nèi)側(cè)要設(shè)計(jì)足夠高的擋水板，否則當(dāng)室外雨水有一定壓力時，雨水將越過擋水板流入室內(nèi)。
(6)門窗活動扇上部應(yīng)設(shè)置披水板，下部設(shè)置排水孔。
(7)組合門窗盡量減少外露拼縫，因?yàn)榧?xì)微縫隙無法采用密封膠密封而產(chǎn)生滲漏。因結(jié)構(gòu)原因無法避免外露拼縫時，則拼縫處型材兩接觸面形成90°，便于注密封膠密封。 3．門窗四周與墻體結(jié)構(gòu)之間的縫隙處理
洞口周邊的墻體質(zhì)量好壞及其尺寸的精確與否，對門窗防水性能有極其重要的影響。所以洞口周邊墻體應(yīng)盡可能采用混凝土結(jié)構(gòu)，盡量避免劣質(zhì)砌體的使用。門窗與洞口墻體周邊的標(biāo)準(zhǔn)間隙應(yīng)控制在25mm之間，其最大尺寸不應(yīng)超過40mm，最小不小于15mm，否則應(yīng)進(jìn)行修整后方可進(jìn)行門窗的安裝。
目前鋁門窗外框與墻體的縫隙填塞主要有兩種方法：
(1)水泥砂漿填塞法。這是施工最簡單、應(yīng)用最廣泛的一種方法。水泥砂漿填縫時要注意以下問題：
(a)注意對門窗型材的保護(hù)，防止施工時其它材料(如水泥砂漿和墻體涂料)對鋁型材表面的污染，只有在室內(nèi)外墻體表面裝飾完畢后，才能取掉鋁型材裝飾面的保護(hù)膠帶；
(b)對門窗外框型材與水泥砂漿接觸的內(nèi)表面涂防腐漆以防止水泥砂漿在凝固過程中對鋁材的腐蝕；
(c)要控制水泥砂漿的配比，保證水泥砂漿的質(zhì)量；
(d)在水泥砂漿中要添加防水劑提高水泥砂漿的防滲漏性能；
(e)填縫時要飽滿，不允許出現(xiàn)空谷現(xiàn)象或和產(chǎn)生裂縫；
(f)填縫完畢后，窗框四周與其它材料的交接部位要注防水密封膠。
(2)聚胺脂泡沫劑填塞法。采用此方法在填塞前，縫隙四周要用水潤濕，擠出的聚胺脂泡沫劑與水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后才能發(fā)泡膨脹填滿縫隙。
如果墻體是輕質(zhì)墻或磚墻，由于門窗周邊墻體因質(zhì)量問題可能存在細(xì)小裂紋和縫隙而發(fā)生滲水現(xiàn)象。此時可在門窗邊框四周的外墻面300mm范圍內(nèi)，增涂二道防水涂料以減少雨水滲漏的機(jī)會。
4．密封膠條的選擇
密封膠條要選用彈性較好、耐紫外線、耐老化、永久變形小、耐污染性能優(yōu)良的密封材料，如氯丁橡膠、三元乙丙熱固性橡膠或熱塑性橡膠、硅橡膠等。
5．玻璃與鋁合金框槽四周采用密封膠條連續(xù)擠塞安裝后，室外側(cè)還需要注密封膠。
6．門窗洞口上部應(yīng)設(shè)置滴水線，下部室外窗臺板應(yīng)設(shè)置向外坡水斜面。
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