铝合金门窗的选用方法.docx
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铝合金门窗的选用方法
对建筑物来说,门窗具有采光、防风雨、保温隔热、隔声、通风、防尘、防盗等功能,它对人们的生活和办公环境有着重要的影响,同时它还具有很强的装饰功能,是房屋重要的外围护结构之一。
要实现上述功能,并达到与主体结构相协调,从而实现建筑师的设计理念和满足用户的使用要求,达到既经济又合理的效果,必须做到能够正确地选择和使用各种门窗。
下面将要介绍的是铝合金门窗的选择方法,但由于篇幅所限,不可能做深入细致地论述,只能比较概括性的定性说明,望读者鉴谅。
一、定义:
采用铝合金挤压型材做框料制做和门窗称之为铝合金门窗,简称铝门窗(下同)。
二、 铝门窗的特点
1、优秀的使用性能。
铝门窗具有很高的抗风压、空气渗透、雨水渗漏性能(可达国标1级或更高),采用断热型材及中空玻璃,尚有良好的节能效果和不结霜、不结露,可满足任何高档和高屋建筑的需要,是国内外公认的中、高档门窗制品。
2、极佳的装饰效果。
铝门窗可以做成各种颜色和造型,且表面光泽,框玻比例小,铝门窗又可做成大尺寸分格,极具现代感和美观大方,能为建筑物增光添彩。
3、持久耐用。
铝型材经过良好的表面处理后,具有良好的抗大气腐蚀的能力,不怕潮湿,不怕阳光照晒,高温不变形,低温不脆化,不燃烧,不老化,可防雷,持久稳定,适用于各种气候环境。
4、有利于环保。
废旧铝材易回收,再利用率高。
加工制作过程中,无环境污染问题。
5、重量轻。
铝型材密度是钢的1/3,比强度高,每平方米窗用铝型材为5KG左右,钢材要10~20KG,塑料窗框重10KG以上。
6、加工性能好。
铝型材可加工成大尺寸和复杂的截面形状,且尺寸精度高。
铝门窗的加工工艺比较简单,易于实现现代化。
7、资源丰富。
我国铝矿资源非常丰富,铝料供应充足,世界铝生产也处于过剩状态。
三、铝门窗的选择方法
(一) 现行的门窗分类
按现行标准的分类方法,常用的门窗种类列表如下(表1)。
表1:
常用门窗分类表
品 名
分类方法
窗
门
天 窗
按用途分
保温窗
隔声窗
防火窗
换气窗
阳台窗
隔热窗
内 门
外 门
防火门
防盗门
保温门
隔气门
采光罩
采光带
避风天窗
按开启方式分
旋转式
(平方)
平开窗
平开内倒窗
滑轴平开窗
上悬窗
中悬窗
下悬窗
立转窗
平开门
弹簧门
转 门
上翻门
上悬天窗
中悬天窗
立转天窗
平移式
(推拉)
左右推拉窗
上下推拉窗
推拉门
提升门
固定式
固定窗
亮 窗
固定天窗
按构造分
单层窗
双层窗
三层窗
中空玻璃
组合窗
带形窗
百叶窗
玻璃门
百叶门
格栅门
平天窗
矩形天窗
百叶天窗
注:
本表给出的仅为一些常用种类,实际上还有许多种,详情请见国标《建筑门窗术语》(GB5823-86)。
(二)、按铝门窗质量等级分类
为了便于使用者根据工程需要做进一步选择的可操作性,本人将铝门窗按其质量状况划分为高档、中档、普通三种类型。
但是,这样做也并非易事,因为影响铝门窗质量的因素是多方面的,每一种因素都有重要影响,但又不是绝对的决定性因素。
同时许多因素还没有定量的数据可以表征,或没有明确界限可以划分,只能做定性地相对比较分析。
因而,这里介绍的意见,只能作为推荐性的,不是绝对的。
读者应根据这些意见,经过全面综合衡量后,再予以判定。
各类型的技术要求及应用范围如下:
1、安全可靠性
安全可靠性是指门窗在使用中不允许出现脱落、窗扇坠下,玻璃炸裂、构件损坏或变形等影响使用及造成伤害危险的问题,同时也不允许产生噪声。
对于使用高度在30米以上的一类建筑物,高度45米以上的二类建筑物,高度60米以上的三类建筑物,还必须有防侧雷措施。
还应有一定防撞击功能。
对一些特殊工程,还应有防静电措施。
对高档类门窗的安全可靠性应该是高度可靠,对于用于特殊重要建筑的门窗,如人民大会堂等,甚至要求做到绝对安全。
中档门窗应具有较高的可靠度,普通型门窗为一般要求
2、使用性能
使用性能主要指抗风压性能、空气渗透性能、雨水渗漏性能,也即通常所说的“三性”,同时也应具有方便使用和便于清洁的功能。
高档门窗“三性”应为国标1级以上,对于抗风压性能还必须满足设计计算要求。
但对“三性”的要求也不必绝对机械地执行。
例如:
如果使用地区基本风压很低,建筑物又不高,抗风压性能就不一定非一级不可了;我国南方冬季无防寒要求的地区,同时又要求通风换气好,其空气渗透性能就不一定要那么高了;我国西北地区终年少雨,更无台风与大雨交加的问题,雨水渗漏性能也可适度降低。
中档门窗应该在国标3级以上,普通门窗应该在5级以上,但风压强度仍必须满足设计计算要求。
3、节能与环保
节能是指所使用的铝门窗,必须达到所在地区《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》(JGJ26—95)及所在地区主管部门制定的实施细则中所规定的节能技术要求(包括传热系数及空气渗透性等)。
环保是指门窗本身不能产生噪声,同时还要具有一定的隔声性能。
使用热反射镀膜玻璃时,不应该产生有害的光反射,尤其是在主干道、立交桥、高架路两侧建筑物20米高度以下,如果使用热反射镀膜玻璃,反射率应控制在0.16以下,在十字及交叉路口处不宜使用热反射镀膜玻璃。
4、装饰功能
人们常把窗户比作建筑物的眼睛,它对建筑物具有较强的装饰功能,应该做到外形美观、色彩丰富、表面光泽、制做精细考究。
高档门窗必须做到精致美观,表面亮丽,色彩高雅。
中档门窗也应该比较美观,普通型也要满足常规要求。
5、经久耐用性
建筑是百年大计,要求门窗必须具有足够长的使用寿命,在使用期内,除极少数易损件外,主体结构及主要配件,不允许出现坏损、变形、腐蚀、老化、表面明显变色、退色和失光现象。
高档门窗应满足使用寿命30年以上而完好,中档门窗应为较好,可能有个别可更换易损件需更换,普通型门窗应满足基本要求。
6、应用范围
高档门窗的应用对象主要为高档的楼、堂、馆、所之类的建筑及别墅、豪华住宅等。
中档门窗主要应用在一般性公共建筑、宾馆、写字楼、公寓楼等。
普通型门窗一般用于低层小型住宅及普通型厂房等。
上述内容综合表述请见表2。
表2:
质量分级及技术要求
技术要求
质量等级
安全性
使用性能
节能环保
美观性
耐久性
应用范围
不掉扇
玻璃不炸裂
防雷电
抗冲击
抗
风
压
性
能
(Kpa)
空
气
渗
透
性
能
(m3/㎡·h)
雨
水
渗
漏
性
能
(Pa)
耐
撞
击
性
能
(N·ms)
保温
隔热
性能
K值
W/㎡·K
隔
声
性
能
(dB)
防
有
害
光
反
射
色彩
色差
光高度
造型
制做
牢固
不腐蚀
不老化
不退色
不失光
高档类
高度可靠
1级
/3.5
1级
£0.5
1级
/500
2级
/210
满足JGJ26-95标准要求
/35
无
优等
优等
高档楼、堂、馆、
所、别墅、豪华
住宅等
中档类
可靠度较高
3级
以上/2.5
3级以上£2.5
3级以上/250
3级以上/140
符合标准JGJ26-95
要求
/30
无
较好
良好
公共建筑、宾馆
写字楼、公寓楼等
普通类
一般可靠
5级
以上/1.5
5级以上£6.0
5级以上/100
4级以上/70
/25
轻微
一般
一般
一般性低层住宅
普通型厂房
(二) 铝门窗的选择方法
1、 设计方案选择
设计方案对门窗的安 全性能、使用性能、节能环保、寿命、装饰性能等各方面起着决定性的作用,它主要包括门窗的结构设计,如型材和截面(几何形状、尺寸、壁厚),各种配件的构成及它们之间的结合形式,玻璃的种类等,也包括门窗的强度校核计算。
一个优秀的设计方案,在型材截面系列和壁厚相同,甚至较小的情况下,可获得较高的门窗性能。
一般来说,采用空腔型材,优于开口型材,壁厚型材优于壁薄的。
设计方案的好坏,很难用简短的语言表述清楚,只能通过门窗的设计图纸(节点图、剖面图、型材截面图、配件图)及分格与承载能力关系表来判断。
门窗的性能基本能够代表设计方案的好坏,但也应考虑门窗外形美观与否及经济合理方面内容。
高档门窗应需采用优秀的设计方案,中档门窗也要选用较好的方案,普通门窗设计也必须符合相应标准要求。
但在相同成本情况下,当然要选用其中最优秀的设计方案。
2、门窗类别的选择
未来门窗只分为二种开启型式。
(1)平移式。
平移式即过去的推拉式。
它的特点是开启后不占用室内空间,窗扇可以做得比较大。
它的缺点是开启面积最多只能占该窗的一半,清洁也不太方便。
更主要的是,在一般情况下,它的“三项性”低于旋转窗。
其中上下推拉窗,还需设置配重机构,因而造价也比较高。
(2)旋转式。
旋转式即是我们过去所说的平开式,其中包括内平开式和外平开式,它们又可分为合页式和滑轴式。
还有上悬、中悬、下悬、立转、平开内倒窗等。
旋转窗的优点是开启面积大,便于清洁,“三项性能”好。
它的缺点是开启扇一般不能太大,它的造价也高于平移式1/3左右。
内平开式可用于高层建筑,能防止万一窗扇脱落或玻璃破碎掉下伤人,清洁比较方便。
缺点是开启后要占用一定的室内空间。
外开式不占室内空间,但不宜在高层建筑上使用。
合页式平开窗,开启扇可以做得较大而不易掉角(外角下坠),但需设置撑挡装置,否则开启后扇不能定位。
滑轴式开启扇不能太大。
平开内倒式,既可以平开,又可以做为下悬窗小开启换气,是一种高档次结构,但五金配件较复杂和昂贵。
悬窗及立转窗,多用于幕墙、厂房等用窗。
对于各类旋转窗的要求,都应该是关闭时多点锁紧结构,以承受较强的正负风压的作用。
此外,还有固定窗,它的“三项性能”相对较好,但是由于有能开启和不便于清洁,一般只做亮窗使用。
另外还有双层窗、三层窗,它们的隔声效果最佳,节能性能也较好,但如果采用单玻结构时,在北方仍可能结霜、结露。
当前最
佳的门窗结构当属热断桥中空玻璃窗,其节能、隔声效果均好,且不结霜、不结露。
综上所述,高档窗应选用旋转式隔热型材中空玻璃窗。
中档窗选用旋转式、平移式均可。
普通窗一般多用平移式窗。
在我国北方
地区应选用保温性能好的窗,即传热系数低的窗和热辐射率低的窗,如隔热型材LOW-E中空玻璃窗。
在南方应选用隔热性能好的热
反射中空玻璃及雨水渗漏性能好的窗
3、系列选择
门窗的系列是按其下框以毫米为单位的宽度尺寸为标志的。
就一般规律而言,系列大,表示门窗型材截面尺寸大,在相同材质及壁厚的情况下,抗风压性能较高。
高档旋转窗应为50系列以上为宜,中档应为40系列以上为宜,较好的平移窗应在70系列以上为宜。
具体选用情况,还要根据风压设计值来判断(可以查阅该窗风荷载数据表)。
4、材料的选择
材料对门窗的性能、安全、美观、寿命等诸方面,都有着很重要的影响。
门窗材料主要包括铝型材、玻璃、五金配件及密封件、密封 胶等,具体选择方法请见表3。
在此仅对表中有关情况说明如下:
1、表中所列的选择内容系指最下限要求,高者无限。
2、受力杆件型材壁厚,除满足表中数据要求外,尚应满足抗风压强度计算及工艺要求。
3、断热铝型材夹条不准使用PVC塑料。
4、使用热反射镀膜玻璃的反射率,在有光反射限制的地方应控制在0.26以下,在主干道、立交桥、高架路两侧建筑20米高度以下,控制在0.16以下。
5、铝型材表面处理最好的为氟碳烤漆,其次为静电粉末喷涂处理,再其次是电泳涂漆,一般的为氧化或氧化着色。
凡是有酸雨及沿海地区,以选用前三种表面处理型材为宜,尤其是氟碳烤漆处理最佳。
为了使读者掌握铝窗的选择关键问题,本人将铝窗选择技术要点列于表4。
国内部分企业生产的节能窗性能见表5。
部分玻璃及铝窗的传热系数及隔声性能列于表6。
表3:
门窗选择项目综合表(推荐)
项目
选
择
内
容
门窗类别
设计方案
开启型式
门窗系列
材 料 及 配 件
铝 型 材
玻璃
五金件
密封件
类别
表面处理
精度等级
受最
力小
杆壁
件厚
种类
品种
材质
结构
外观
密封条
密封胶
毛条
高档类
优秀
平开内倒、旋转式
旋转50以上
断热型
氟碳喷涂、粉末喷涂
高精级以上
/1.8㎜(窗)
LOW-E中空
充氩气
中空
夹胶、钢化、半刚化
奥氏体不锈钢
多点锁紧
精致、精美
硅橡胶条
三元乙丙胶条
硅酮中性胶
优质品种
中档类
良好
旋转式、平移式
旋转40、平移70以上
断热及普通型
粉末喷涂、电泳涂漆、氧化AA15级
高精级普通级
/1.6㎜(窗)
中空
钢化、半刚化、夹胶、普通
不锈钢
二点以上锁紧
较好
(氯丁橡胶)
优质橡胶条
中性密封胶
较优质品种
普通类
符合标准要求
平移式
达标系列
普通型
氧化AA10级
普通级
/1.4㎜(窗)
中空、单玻
浮法玻璃
达标材料
符合标准
一般
橡胶条
密封胶
达标品
表4:
门窗选择技术要点
选择要点
技术要求
项 目 内 容
安全性
1、结构牢固,稳定性好。
2、抗风压强高。
3、采用安全玻璃(夹胶及钢化玻璃)。
4、采用内平开窗。
5、五金件强度好,多点锁紧结构。
6、窗分格不可过大。
使用性能(三性)
1、 结构先进(框材、玻璃、配件的种类、结构及其组合合理)2、采用旋转式(平开式)窗。
3、配件质量好,多点锁紧。
节能环保
(传热、隔声)
1、 保温窗应采用断热型材及LOW-E中空玻璃。
也可采用双层、三层窗。
2、 隔热窗应采用热反射镀膜中空玻璃窗。
3、隔声窗最好采用双层、三层窗,其次是中空玻璃窗。
装饰性
1、 铝型材最佳表面涂装为氟碳烤漆,其次为粉末喷涂,再其次为电泳涂漆,普通型为氧化处理及氧化着色。
2、 窗外形设计美观,加工精细。
3、配件(尤其是执手)精美
耐久性
1、 型材表面涂装最佳为氟碳烤漆,其次为粉末喷涂。
2、中空玻璃必须双道密封。
3、 金配件采用奥氏体不锈钢制做,胶条用三元乙丙材料制做,密封胶用中性硅酮胶。
表5:
国内部分企业节能参考值
生产单位
开启型式
断热方式
中空玻璃类型
传热系数(W/㎡·K)
沈阳远大幕墙公司
平开
PA(滚压)
5+A12+6
2.99
亚洲铝厂有限公司
平开、推拉
聚氨基甲酸乙脂(灌注)
4+A10+4
2.99
深圳西林公司
平开
PA(滚压)
5+A12+5
2.98
北京东亚铝业公司
平开
灌注式断热
4+A12+5
2.98
沈阳节能门窗厂
推拉
铝塑结合窗
5+A12+5
2.97
表6:
玻璃、铝窗传热系数及隔声性能参考表
玻璃、铝窗名称(类别)
传热系数K值(W/㎡·K)
隔声性能(dB)
单片6㎜平板玻璃
6.69
5+A12+5中空玻璃
3.17
6(Low-E)+A6+6中空玻璃
2.23
6(Low-E)+A12+6中空玻璃
1.61
单玻铝窗
6.4
20~25
中空玻璃铝窗
3.9
25~30
隔热型材中空玻璃铝窗
2.9
30~40
双层单玻璃铝窗
2.9
隔热型材Low-E中空玻璃窗
2.23
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