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建筑门窗手册

前言

门窗是建筑的重要组成部分，具有建筑围护、采光、通风、隔声等多种功能。

根据开启方式的不同可以分为平开门窗、推拉门窗、旋转门窗等类型；根据构造方式的不同可以分为单层门窗、双层门窗、三层门窗、双玻璃门窗、百页门窗等类型；根据功能的不同可以分为保温门窗、隔声门窗、防火门窗等类型；根据框型材料的不同可以分为木门窗、普通钢门窗、彩钢门窗、塑钢门窗、普通铝合金门窗、保温铝合金门窗等类型。

根据抗风压性能、空气渗透性能及雨水渗透性能的不同，分为高性能门窗、中性能门窗及低性能门窗三类，分别以A、B、C表示，还将每一类分成优等品、一等品及合格品三个等级。

根据保温性能的不同，将传热阻值不小于0.25m2.K/W的门窗定义为保温门窗。

根据隔声性能的不同，将空气声计权隔声不小于25dB的门窗定义为隔声门窗。

钢、铝、塑、木四种材质的门窗都在工程中广泛使用，其中铝门窗占50%的市场份额，其次是塑、彩钢和木门窗。

只有根据建筑要求、和门窗的物理性能设计选用合理、可靠、安全的门窗才能保证建筑的质量，什么“木门窗是第一代、钢门窗是第二代、铝合金门窗是第三代、塑钢门窗是第四代”的说法，完全是对消费者的错误引导。

从环保、节能、方便维修的角度来讲，应尽量采用保温、隔声的高性能内开门窗。

第一章铝合金门窗概述

铝合金门窗以其质量轻、物理性能好、色调美观、耐腐蚀及工业化生产的优势，在建筑门窗中占有50%的市场份额，特别是随着保温铝门窗的开发及表面处理工艺的发展，铝门窗的应用必将越来越广泛。

本手册主要以铝合金外窗为主编制。

第一节铝合金门窗的特点

在现代建筑中，使用铝合金门窗比较普遍。

铝合金门窗特别适用于有密封、保温、隔热及装饰要求的商场、饭店、宾馆、影剧院、火车站、候机楼、电视塔、办公楼、科研楼、博物馆、高级公寓及民用住宅等。

建筑市场所以对铝合金门窗的需求量不断增加，是因为它具有许多优异的特性。

1．密闭性好

密闭性包括气密性和水密性，这是门窗的重要性能指标。

铝合金门窗的框架是用连接件紧密结合的，门窗扇的周围又加设了尼龙毛条，用以增强其抗风、阻水和隔声等密封性能，因而，铝合金门窗的密闭性好。

高性能的铝合金门窗的密封性能达到国标Ⅱ级以上。

2．装饰性佳

铝合金型材的表面，经过阳极氧化处理后，外表具有银白色、古铜色、黄铜色、暗红色、黑色等各种色调或带色的花纹，同时，铝合金型材还可以进行粉末喷涂、氟碳喷涂、木纹喷涂处理，达到更丰富的色彩，特别是隔热保温断热型材还可以有两种颜色。

用作建筑物的门窗，给人以新颖大方、色调柔和、线条明快、华丽典雅的感觉，使建筑物的外立面与内部效果美观。

3．耐久性强

经过阳极氧化处理或其它表面处理的铝合金型材，其表面光洁坚硬，耐久性能很强，不怕各种不利气候条件的影响。

一般来说使用30~50年是没有问题的。

例如，建于1950年德国杜塞尔多夫市的哈内曼宾馆大楼的铝合金幕墙，其铝合金型材至今已50多年仍保持良好状态。

4．强度较高

因为铝合金型材具有空腹薄壁的良好截面形状，这就保证了铝合金门窗具有抗弯、抗压、刚度强等良好的力学性能，一般来说铝合金型材比较耐刻划，不易擦伤。

从而使铝合金门窗坚固耐用、启闭轻便灵活。

同时，铝合金型材截面较小，使得铝合金门窗更加通透，线条更加清晰明了。

5．保温性好

使用隔热断桥铝合金型材，安装中空玻璃，并采用双道湿密封可以制作出保温性能很高的铝合金门窗

6．变形量小

铝合金门窗型材的刚度好，不易变形；不怕潮湿，不会因受潮而产生膨胀。

此外，制作铝合金门窗是采用螺钉、螺栓等冷连接，这也就有利于提高铝合金门窗的制作精度。

7．易于加工

铝合金型材硬度低，加工机械使用的切削力小，故切削速度较快，需用的工时短，加工效率高。

同时，铝合金具有可塑性、可弯性以及良好的冲压性能，这些都方便于加工。

还有铝合金门窗的组合连接，可采用螺丝联接、铆钉固定或胶粘组合，这也有利于加工制作。

8．利于定型

铝合金门窗从型材挤压生产到配套部件的加工、密封零件的制造、门窗框料的装配以及产品试验，均可在工厂内进行工业化生产，有利于实现门窗设计标准化、产品定型化、配件通用化和门窗系列化，适于大批量生产，提高效率，降低成本。

9．经济实惠

由于铝门窗具有以上诸多优点，铝合金型材表面又有一层保护装饰膜，不需要刷漆、维修和保养，只要一般的清洗即可，因而消费者能获得经济实惠的效益。

第二节铝合金门窗的种类

铝合金门窗常用种类有：

铝合金平开门窗、铝合金推拉门窗、铝合金上悬窗、铝合金保温平开窗、铝合金隐框窗、铝合金地弹门、铝合金旋转门等等。

第三节铝合金门窗的基本尺寸

1．铝门窗用铝合金型材的截面尺寸系列：

铝合金门窗型材的代号，是以其截面宽度尺寸来表示的。

如“38系列”，是指型材截面宽度为38mm。

铝合金型材常用截面尺寸系列见下表３－１０：

铝合金型材常用截面尺寸系列表３－１０

代号

型材系列

截面宽度（mm）

代号

型材系列

截面宽度（mm）

38

38系列

38

65

65系列

65

42

42系列

42

70

70系列

70

45

45系列

45

73

73系列

73

50

50系列

50

76

76系列

76

55

55系列

55

80

80系列

80

60

60系列

60

90

90系列

90

63

63系列

63

100

100系列

100

2．铝门窗洞口尺寸

建筑门窗的洞口是以门窗洞口宽、高定位线为基准，按其安装形式、安装方法及安装构造缝隙确定的。

门窗洞口的规格型号，由门窗洞口标志宽度和高度的千位、百位数字，按前后顺序排列组成的四位数字表示。

如：

当门窗洞口的标志宽度为800mm、标志高度为2100mm时，其型号为0821。

铝合金门窗基本洞口尺寸表表1－3

类别

洞口标志（mm）

类别

洞口标志（mm）

宽度B

高度A

宽度B

高度A

门

800、900、1000、1200、1500、1800、2100、2400、2700、3000、3300

2100、2400、2700、3000、3300

窗

600、900、1200、1500、1800、2100、2400、2700、3000

600、900、1200、1500、1800、2100、2400、2700、3000

第二章铝门窗的物理性能

第一节铝门窗的风压变形性能

铝门窗的风压变形性能系指建筑门窗在与其垂直的风压作用下，保持正常使用功能，不发生任何损坏的能力。

铝门窗应采用50年一遇瞬时风压标准值进行抗风压设计，且应符合产品标准表2－1的规定：

铝门窗的最小风压标准值（Kpa）表2－1

铝门窗

平开门

平开窗

推拉门

推拉窗

最小风压标准值

1.5

2.0

1.5

1.5

最小风压标准值（北京“九五”住宅）

低层和多层

1.5

2.5

1.5

2.5

中高层和高层

1.5

3.0

1.5

3.0

铝合金门窗在设计风压作用下，结构构件的强度应满足规范要求。

当采用钢铝组合构件时，应采取必要的防接触腐蚀措施，同时应为钢铝之间热膨胀系数不同留出足够的变形空间。

当采用单层玻璃时，结构构件的变形不应超过跨度的1/130；当采用中空玻璃时，不应超过跨度的1/180；玻璃板块的尺寸超过1500mm时，其挠度也应控制在短跨的1/100之内。

风压标准值可按下式计算

wk＝1.1βZμZμSＷO

其中wk---风压标准值，KN/m2

βZ---阵风系数，可取为2.25

μZ---风压高度系数

μS---风压体型系数，可取为+0.8/-1.0,如果有风洞试验资料时，也可根据风洞试验资料取用。

ＷO---基本风压，KN/m2

下面以地面粗糙度为B类，风压体型系数为-1，计算出北京（0.35）、天津（0.4）及深圳（0.7）地区的标准风压列于）表2－2。

北京、天津及深圳的标准风压（KN/m2）表2－2

高度

（米）

标准风压，KN/m2

备注

北京

天津

深圳

10

0.87

0.99

1.73

20

1.09

1.24

2.17

30

1.23

1.41

2.46

40

1.35

1.54

2.70

50

1.45

1.65

2.89

60

1.53

1.75

3.07

70

1.61

1.84

3.22

100

1.81

2.07

3.62

150

2.06

2.35

4.12

200

2.26

2.58

4.52

250

2.43

2.77

4.85

300

2.58

2.94

5.15

350

2.71

3.09

5.41

铝门窗的抗风压性能分级表（Kpa）表2－3

铝门窗

一

二

三

四

五

六

建筑外门窗

3.5

3.0

2.5

2.0

1.5

1.0

规范对铝合金建筑门窗的抗风压变形性能要求相当高，平开窗不低于四级，推拉窗不低于五级。

在天津，按2.0KN/m2的标准风压设计平开窗时，就相当于采用100米高度的风压。

因此，在设计建筑门窗时，为满足抗风压变形性能要求，

1．门窗的分格不宜太大；

2．主要受力构件的跨度应尽可能短，特别是宽度不宜太大；

3．如果洞口尺寸较大时，可采用其它结构二次分格，减少门窗的实际洞口尺寸；

4．对于跨度较大的受力构件，宜采用闭口型材，防止整体失稳及扭转；

5．为防止型材的局部失稳，型材的壁厚不应小于1.2mm，主要受力构件的连接可采用局部加强；

6．为防止玻璃板块在阵风作用下破碎，宜采用钢化玻璃；

7．主体结构的强度必须足够，特别是窗下及窗侧没有构造柱及圈梁的空心砖填充墙；

8．窗与主体结构的连接应牢固，最好设置副框；

9．开启扇的连接强度必须牢固；玻璃的搭接长度必须足够；

10．玻璃压条的截面高度尺寸不能太大，也不能太薄，最好不小于1mm。

第二节铝门窗的雨水渗透性能

铝门窗的雨水渗透性能系指建筑门窗在风雨同时作用下，透过雨水的性能。

雨水渗透性能等级应不低于门窗的抗风压变形性能等级，且应符合产品标准表2－4的规定：

铝门窗的最小雨水渗透压力差（pa）　　　　表２－4

铝合金门窗

平开门

平开窗

推拉门

推拉窗

最小渗透压力差

150

250

100

100

最小渗透压力差（北京“九五”住宅）

150

250

100

250

铝门窗的雨水渗透性能分级表（pa）　　　　表２－５

铝门窗

一

二

三

四

五

六

建筑外门窗

500

350

250

150

100

50

规范对铝合金建筑门窗的雨水渗透性能要求相当高，平开窗不低于三级，推拉窗不低于五级。

防止铝门窗的雨水渗透主要依靠排水及防水两种措施来防止。

排水措施主要是根据等压原理及时将渗透进门窗等压腔中的渗漏水排除，防止雨水集聚后渗透到室内，其关键点是设置等压通道形成等压腔，设置排水孔排除渗漏水，还应采取措施防止等压孔及排水孔堵塞。

在防水方面，主要措施有：

1．一般应将门窗安装在窗洞里边，并在窗顶侧设置滴水线，防止墙面上的大量雨水直接流到窗立面上；

2．在门窗的中横框上设置披水条，防止窗立面上部的雨水向下部积聚；

3．门窗四周与主体结构的连接位置应采用弹性密封胶填充，不宜采用容易开裂的半刚性密封；

4．门窗与主体结构的连接应采用“长短脚”等延长渗透途径的措施；

5．尽可能在门窗外立面及内立面的四周都设置交圈的密封胶条或毛条；

6．对密封要求较高的门窗可设置三道密封胶条或毛条；

7．铝合金型材之间的拼接最好采用搭接，并在搭接位填注密封胶；

8．严格控制加工误差及组装误差，组装时并在拼缝位置注密封胶；

9．在室外侧玻璃的镶嵌胶条上填注一层密封胶，防止胶条过早老化；

10．尽可能加大等压腔的室内侧高度，防止渗漏进等压腔的水过早进入室内。

第三节铝门窗的空气渗透性能

铝门窗的空气渗透性能系指建筑门窗在风压作用下,其可开启部分为关闭状态的门窗透过空气的性能。

以10Pa压差下空气渗透量作为分级值。

空气渗透性能等级应不低于门窗的抗风压变形性能等级，且应符合产品标准表２－6的规定：

铝门窗的最小雨水渗透压力差m3/h·m（10pa）　　表２－6

铝合金门窗

平开门

平开窗

推拉门

推拉窗

最大渗透量

3.0

2.5

3.5

3.0

最小渗透量（北京“九五”住宅）

3.0

1.5

3.5

1.5

铝门窗的空气渗透性能的分级标准如表２－7：

铝门窗的空气渗透性能分级表，m3/h·m（10pa）　表２－7

铝门窗

一

二

三

四

五

分级指标

0.5

1.5

2.5

4.0

6.0

规范对铝合金建筑门窗的空气渗透性能要求相当高，平开窗不低于三级，推拉窗不低于四级。

防止铝门窗空气渗透的主要措施与防止雨水渗透的措施基本相同。

第四节铝门窗的保温性能

铝门窗的保温性能系指建筑门窗室内外两侧存在空气温差的条件下，门窗阻抗从高温一侧向低温一侧传热的能力（不包括从缝隙中渗透空气的传热），门窗的保温性能用传热系数K来表示。

传热系数K的物理意义为：

在稳定传热条件下，门窗室内外两侧的空气温度差为1K，单位时间内通过单位面积的传热量，以W/m2·k计。

建筑门窗保温性能的分级标准如表２－8。

建筑门窗保温性能分级值W/m2·k　　　　　　　　表２－8

分级指标

一

二

三

四

五

传热系数K

K≤2.0

2.0

3.0

4.0

5.0

保温性能不低于三级的门窗定义为保温门窗。

铝门窗的保温性能主要取决于铝材及玻璃的传热阻大小。

　　　　不同玻璃的传热特性及参数　　　　　　　表２－９

玻璃名称

玻璃种类、结构

透光率

遮阳系数Sc

传热系数U夏

传热系数U冬

单片白玻

6c

89%

0.99

5.74

6.17

白玻中空

6c+12A+6c

81%

0.87

3.09

2.75

单片热反射镀膜

6CTS140

40%

0.55

5.72

5.66

热反射镀膜中空

6CTS140+12A+6c

37%

0.44

3.04

2.58

LOW－E中空玻璃

6CEB12+12A+6c

39%

0.31

1.70

1.66

说明：

白玻璃指普通透明玻璃，6c表示6mm透明玻璃，CTS140是热反射镀膜玻璃型号，CEB12是Low－E玻璃型号。

U是ASHERA标准条件下的传热系数，传热系数单位是W/m2℃。

《民用建筑热工设计规范》GB50176－93，对门窗保温性能、气密性和面积的规定：

1．窗户传热系数的取值参照表2－１０

2．居住建筑和公共建筑外部窗户的保温性能

（1）严寒地区各朝向，不应低于Ⅱ级；

窗户的传热系数　　　　　　　　表２－１０

窗框材料

窗户类型

空气层厚度（mm）

窗框窗洞面积比（%）

传热系数K（W/m2•K）

钢、铝

单层窗

－

20~30

6.4

单框双玻窗

12

20~30

3.9

16

20~30

3.7

20~30

20~30

3.6

双层窗

100~140

20~30

3.0

单层+单框双玻窗

100~140

20~30

2.5

木、塑

单层窗

－

30~40

4.7

单框双玻窗

12

30~40

2.7

16

30~40

2.6

20~30

30~40

2.5

双层窗

100~140

30~40

2.3

单层+单框双玻窗

100~140

30~40

2.0

（2）寒冷地区各朝向，不应低于Ⅴ级。

3．阳台门下部门肚板部分：

严寒地区，K≤1.35；寒冷地区，K≤1.72

4．居住建筑和公共建筑窗户的气密性

（1）冬季室外平均风速≥3.0m/s的地区，1~6层建筑，不应低于Ⅲ级；7~30层建筑，不应低于Ⅱ级。

（2）冬季室外平均风速＜3.0m/s的地区，1~6层建筑，不应低于Ⅳ级；7~30层建筑，不应低于Ⅲ级水平。

5．窗墙面积比

（1）北向,不大于0.20

（2）东、西向，不大于0.25（单层窗），0.30（双层窗）

（3）南向，不大于0.35

《民用建筑节能设计标准》对门窗保温性能、气密性和面积的规定：

1．对门窗保温性能的规定：

节能30%的原标准（JBJ26－86）和节能50%的新标准（报批稿），对门窗保温性能的规定见表２－１１：

表２－１１

地区

原标准

新标准

窗（含阳台门上部）

阳台门下部

户门

外门

窗（含阳台门上部）

阳台门下部

户门

外门

西安

6.40

1.27

2.91

4.00

4.70

1.70

2.70

北京

南、东西6.40

北3.26

1.72

2.91

4.00

4.70

1.70

2.00

兰州

南、东西6.40

北3.26

1.72

2.91

4.00

4.70

1.70

2.00

沈阳

3.26

2.91

3.00

1.35

1.50

呼和

浩特

3.26

1.36

2.91

5.82

3.00

1.35

/

2.50

乌鲁

木齐

3.26

1.36

/

5.82

2.50

1.35

/

2.50

长春

3.26

1.36

/

3.26

2.50

1.35

/

2.50

哈尔滨

南、东西3.26

北2.09

1.36

/

3.26

2.50

1.35

/

2.50

海伦

满洲里

1.36

/

2.00

1.35

/

2.50

注：

表中数值为传热系数限值，单位：

W/m2•K

北京地区各类外窗传热系数不大于3.5W/m2•K

2．对门窗气密性的规定：

一般来说，平开铝窗等能达到Ⅰ级，推拉铝窗能达到Ⅱ~Ⅲ级。

　　　　　　　　　　　　　　　　表２－１２

建筑层数

气密性等级

空气渗透量q0（m3/m•h）

低层和多层（1~6层）

Ⅲ

≤2.5

中高层和高层（7~30层）

Ⅱ

≤1.5

3．对窗墙面积比的规定：

　　　　　　　　　　　　　表２－１３

朝向

原标准

新标准

北

0.20

0.25

东、西

0.30

0.30

南

0.35

0.35

因此，在设计建筑门窗时，为满足保温性能的要求，应尽量采用以下设计理念：

1．门窗宜采用双层或三层玻璃，最好采用中空玻璃，还可在中空玻璃里面填充惰性气体，以加大玻璃的热阻值；

2．铝合金型材宜采用保温隔热型材，以减少边框热量散失；

3．铝合金平开门窗宜采取多腔密封，推拉窗宜采取多道毛条密封；

4．铝门窗与建筑结构周边接口位置宜填充保温岩棉；

5．密封胶条宜采用高性能的产品，最好采用三元乙丙胶条。

第五节　铝门窗的隔声性能

铝门窗的隔声性能系指通过空气传到建筑门窗外表面的噪声，经门窗反射，吸收和其它能量转化后的减少量。

以门窗空气声隔声性能的单值评价量---计权隔声量Rw作为分级指标值，如表２－1４。

　　　建筑门窗的隔声性能分级值（dB）　　　表２－１４

分级指标

一

二

三

四

五

六

分级值Rw

45

40

35

30

25

20

在北京地区，距交通干线50米以内新建的住宅、学校、医院等对噪声敏感的建筑物，应安装具有隔声性能的建筑外窗，其隔声性能不低于30db（分贝）。

因此，在设计建筑门窗时，为满足隔声性能的要求，应尽量采用以下设计理念：

1．门窗宜采用双层或三层玻璃，最好采用中空玻璃；

2．铝合金平开门窗宜采取多腔密封，推拉窗宜采取多道毛条密封；

3．密封胶条宜采用高性能的产品，最好采用三元乙丙胶条。

第六节铝门窗的采光性能

采光性能是指建筑外窗在扩散光照射下透过光的能力。

人们对采光的需求决定了建筑物上必须有窗或其它采光产品，采光质量直接影响到室内人的生活和工作，因此采光是门窗的主要功能之一。

采光性能的分级指标是窗的透光折减系数Tr，具体的分级限值见表２－１４

窗的采光性能分级表２－１４

等级

透光折减系数Tr

Ⅰ

Tr≥0.70

Ⅱ

0.70＞Tr≥0.60

Ⅲ

0.60＞Tr≥0.50

Ⅳ

0.50＞Tr≥0.40

Ⅴ

0.40＞Tr≥0.30

Ⅵ

0.30＞Tr≥0.20

窗的透光折减系数Tr可用有窗时的照度Ew与无窗时的照度E0之比表示，Tr可用下式计算：

式中：

Ewi－接收室内第i点有窗时的照度值；

E0i－接收室内第i点无窗时的照度值；

n－接收室内测点数。

采光设计的数量指标是采光系数C，采光系数可按下式计算：

C=En/Ew×100%

式中En──当地室内某一点的照度（LX）；

Ew──当地与室内某点照度同一时间的室外照度（LX）；

采光系数标准值的确定：

（1）侧面采光应取采光系数的最低值；

（2）顶部采光应取采光系数的平均值；

（3）兼有侧面采光和顶部采光的房间可将其简化为侧面采光区和顶部采光区，并应分别区采光系数的最低值和采光系数的平均值。

作业场所工作面上的采光系数标准值，应符合表２－１5：

作业场所工作面上的采光系数标准值表２－１5

采光等级

视觉作业分类

侧面采光

顶部采光

作业精确度

识别对象的最小尺寸d（mm）

室内天然光照度（lx）

采光系数C（%）

室内天然光照度（lx）

采光系数C（%）

Ⅰ

特别精确

d≤0.15

250

5

350

7

Ⅱ

很精确

0.15

150

3

250

5

Ⅲ

精确

0.3

100

2

150

3

Ⅳ

一般

1.0

50

1

100

2

Ⅴ

粗糙

d>5.0

25

0.5

50

1

注：

①表中所列采光系数值使用于我国Ⅲ类采光气候区。

采光系数值是根据室外临界照度为5000lx制定的。

②按生产车间和作业场所划分的采光等级。

③亮度对比小的Ⅱ、Ⅲ级视觉作业，其采光等级可提高一级采用。

对于采光面积比Ⅲ类光气候区的单层普通玻璃窗采光，其窗洞口面积可按表２－１6所列的窗地面积比估算。

窗地面积比表２－１6

采光等级

单侧窗

双侧窗

矩形天窗

锯齿型天窗

平天窗

Ⅰ

1/2.5

1/2

1/3

1/3

1/5

Ⅱ

1/3

1/2.5

1/3.5

1/3.5

1/6

Ⅲ

1/4

1/3.5

1/4.5

1/5

1/8

Ⅳ

1/6

1/5

1/8

1/10

1/15

Ⅴ

1/10

1/7

1/15

1/15

1