建筑铝合金门窗的设计应用

百检网 2022-02-10

  建筑技术开发bookmark0建统铭合金H裔的设计启用方德鑫(新疆泰盛投资有限公司,新疆克拉玛依834000)铝合金门窗的结构设计抗风压,气密性及水密性是主要的指标,对门窗结构设计中需要重视的几个实际问题,深人分析并提出解决措施。

  铝合金门窗;水密性;气密性;门窗节能;防噪声建筑物的门窗是房屋zui基本的使用部件,高性能的节能门窗不仅在于其本身质量,且关系到建筑物室内空间和环境,对使用门窗的各项性能在设计时就要充分考虑到。zui基本的要求必须根据建筑物所在地的气候环境和使用功能及装饰条件合理的确定。热工性能也是一个重要的技术指标,应该符合民用建筑热工设计规范(GB 50156 0190 2607)及公共建筑节能设计标准(GB50189)中规定的五个建筑热工设计分区保温和隔热的不同要求,还要符合所在地区的相关要求。同时要符合现行标准和技术要求,具有足够的刚度承载力和变形能力,安全性能要满足50年设计基准期要求。

  1铝合金门窗的结构设计风是建筑门窗设计中的主要影响因素,风也是使门窗出现变形,损坏,空气渗透及雨水渗漏的主要原因。因此建筑门窗抗风压,气密性及水密性是主要的指标。

  门窗的损坏问题,因建筑物所处位置及环境,高度等因素及安装位置不同受到的风压,就会造成门窗变形,玻璃破碎,五金零件损坏,造成窗扇掉下的现象,尤其是沿海地区及西北干旱地区的台风及春天风季,高层建筑顶部窗的安全隐患是存在的。

  在涉及到实际工程中,因工程费用影响,铝合金门窗型材的选择,玻璃的选用,铝合金门窗的设计,制作及安装人员素质,材质型号等也存在诸多问题。

  如窗的抗风压设计值偏小,型材的惯性矩小,强度低刚性差,在风压作用时型材挠度过大达不到设计风压值;五金件质量低劣,设计选用不当;玻璃选择的强度值较低;门窗框安装的锚固点太少,锚固点位置新疆泰盛投资有限公司总经理。

  和方法不正确;连接件设计选用不当,易产生腐蚀损坏,防腐处理未进行;预留洞口过大抹灰质量太差,与框体连接锚固强度太低等。

  门窗设计要重视的问题,对于建筑门窗要根据强度和刚度需要,确定其zui大的允许风压值,才能保证使用的安全耐久性。而抗风压性能是确保门窗安全使用的重要指标,也是选择门窗框扇型材合理截面尺寸和玻璃厚度,种类及门窗五金杆件强度的依据。其决定了门窗设计是否合理安全,经济适用地考虑到铝合金门窗抗风压性能是设计和施工的重要目标,特别是在高风压地区和高层建筑上更加重要。因此在工程上还要注意问题是:当承受荷载的构件是采用焊接连接时,要进行焊缝的承载力验算;窗框与主体结构应可靠的连接,连接件与主体结构的锚固承载力应大于连接件本身的承载力设计值;门窗五金件与框扇应有可靠连接,并通过计算或试验确定其承载力;门窗构件应通过角码或接插件连接,连接件应能承受构件的剪力;连接件与门窗扇为不同金属材料,并出现金属间电化学腐蚀时,应采取有效措施防止电化学腐蚀;与铝型材相连接的螺栓,螺钉其材质应采用奥氏不镑钢。有螺钉连接部位铝合金型材截面的厚度不宜小于螺距的2.5倍,不然要采取局部加强的处理;连接螺栓,螺钉的直径,数量及螺栓中心距,边距均应满足构件承载能力的需要并有可靠连接。

  2铝合金门窗的水密性设计门窗的防水性能即水密性能,是建筑外窗的基本功能之一,它是检验建筑门窗在风雨交加,暴风骤雨的气候条件下保持门窗不向室内渗漏水的性能。下雨时雨水如通过外窗进人室内,将严重污染墙面装饰层及家具,不仅影响正常的生活环境,还对建筑物的配件满足不了使用功能而产生不安全感。当雨水进人窗的型材中如不能及时排出,在冬季会产生冻胀甚至冻裂PVC窗,长期积水会腐蚀金属材料,因此在南方雨水丰富的地区,处理好门窗的防水性能是非常重要的。

  门窗防水性能差的一般原因,建筑工程中由于铝合金门窗水密性能差,渗漏水的主要原因是:门窗的抗风压性能差,刮风下雨时门窗出现变形,导致缝隙进水;门窗水密性能设计值偏低;五金配件选择不合理,质量也不合格,门窗关闭后变形量大,框扇不严不配套,密封性能达不到要求;型材选择的不当;密封胶条设计不合理,材质不能满足工程需要;门窗型材构件连接装配未密封处理;无排水结构或排水处理不合理;门窗加工制作安装质量差;框体与墙体间密封设计施工不到位。

  门窗雨水渗漏的主要因素,渗漏主要是水密性能差,存在雨水流通的缝隙或孔洞,下雨也是一个原因,在门窗缝隙或孔洞的室内外两侧存在压力差;另外引起雨水进人室内的主要作用是风压,其次有雨水自身的重力,表面毛钿现象,当雨水和风压同时作用在门窗表面时,雨水通过孔洞或缝隙由压力高处向压力低处流动进人室内,或顺玻璃流至下框积存在下框槽内,这些积水层高度所形成的压力和室外侧的风压之和若大于室内侧风压,水便由下框沟槽溢人到室内。因此门窗水密性能指标表示为风压力差值AP.门窗设计构造防水措施,认真设计铝合金门窗结构,根据等压原理切实采取措施加强结构的防水,保证水密性满足需求。合理设计铝型材的截面尺寸,提篼门窗防渗漏力。还要采取一些其它措施。

  在门窗水平缝隙上方设置一定宽度的披水板;门窗下框室内侧翼缘应有良好的档水高度;合理留置门窗排水孔,确保排水孔畅通;框体与墙洞之间宜设置止水或披水板;并采取有效的密封防水措施。铝型材构件连接,附件装配缝隙,连接螺栓螺钉也要采取密封措施。要选择耐久性好的弹性密封胶或密封胶条,对玻璃嵌封和框扇之间的密封口。

  推拉门窗宜采用中间加胶片的密封毛条或者自润滑式胶条进行密封,密封条和密封毛条应保证在门窗四周的连续性,形成封闭的密封环境。门窗洞口的墙体表面应有排水构造,外墙窗楣要抹滴水槽或滴水线,滴水槽的宽度和深度不得小于10mm,窗台面要有排水坡度,围护墙与外窗表面有一定距离。

  对于有较高要求的开启门窗,应要求对型材有较高的质量,多层有效密封和采取多点锁紧构造措施,有效提高铝门窗的水密性能。

  3铝合金门窗的气密性设计建筑用门窗是房屋外围护结构中具有多种实用功能的构件,通风换气是其中的一项功能,因此必须有开启扇,因门窗构件是由多种构件拼装成的,有较多的拼缝存在。室内外自然环境下存在着空气压力差,在压力作用下由压力高处通过缝隙向压力低处流动,这个过程就是门窗的气体渗透,空气渗透量的多少表示门窗气密性的高低。气密性能取决于门窗两侧空气压力差的大小和门窗缝隙密封性能的质量。

  门窗内外的空气压力差是由两方面产生的,一个是建筑物内外风速不同引起的风压;另一个是室内外温度不同,空气密度相对不同引起的热压。门窗外部压力高于室内压力时称作正压,反之为负压。

  门窗因空气渗透加速了两侧的热流传递,降低了门窗的保温性能。在建筑物外围护结构中,门窗是能量流失的主要部位,在冬季增加了室内采暖能耗,而夏季增加了室内空调制冷的电耗能。按照现行标准建筑外窗气密性能分级及检测方法(GB/T7107―2002)中,对气密性能分为4级,即在室内外1Pa压力差下其空气渗透量为1.5m3/(m2   铝门窗气密性能设计指标要符合所在地热工与建筑节能设计标准的具体规定,节能外窗气密性大于等于4级。在满足自然通风前提下,按照相关标准控制开启扇的面积。合理设计窗断面几何尺寸,提高门窗缝隙空气渗透阻力。采用耐久性好具有良好弹性的密封胶条对玻璃镶嵌密封和框扇之间的密封。

  推拉铝门窗宜采用中间夹胶片的密封毛条或自润滑式胶条进行密封。密封毛条和胶条保证四周连续性形成封闭的连接。五金装配件周围也应密封,平开门窗采用多点锁闭五金,减少扇框之间可能产生的风压变形,提高其气密性能。

  4建筑门窗节能设计建筑节能设计是一项基本国策,国内建筑用能耗占全国总能耗的1/4左右,积*推进节能减排保护环境,使国民经济持续稳定增长。我国冬季南北温差较大,同世界同玮度地区平均气温相比,北方地区1月份平均温度偏低10~18,而7月份平均温度偏高13 ~25t.按照国家标准建筑气候区划标准(GB50178―1993)的规定,气候区划分为5个区,分别是:严寒地区,寒冷地区,夏热冬冷地区,夏热冬暖地区和温和地区。在建筑物的节能中,门窗的节能占重要位置,提篼建筑门窗的节能途径有以下几点:**是对建筑物的整体设计,其次是门窗与墙体的连接密封,隔热设计和施工。另外要提高玻璃的保温隔热效果,几种常用玻璃的主要光热参数见表1.表1几种常用玻璃的主要光热参数玻璃名称玻璃品种及结构透光率/%遮阳系数5(传热系数单片透明玻璃单片绿着色玻璃单片灰着色玻璃彩釉玻璃(****覆盖)6mm白色透明中空玻璃绿着色中空玻璃单片热反射镀膜热反射镀膜中空玻璃Low-E中空玻璃注:6C表示6mm透明玻璃,CTS140是热反射镀膜玻璃号,CEF11是Low -E玻璃型号,U按ISO10292标准测得,Sc按1S01509标准测得。

  同时还要降低窗扇材料的传热系数。改善门窗断面结构设计,提高门窗整体的隔热保温节能效果。

  zui后是要选择优良的门窗五金配件,性能良好的密封材料,提高门窗气密性能,减少空气渗透的损失。

  5建筑门窗隔声性能设计1)噪声对人的危害,主要是对听觉器官的损害,其影响取决于噪音的强度和持续时间,在*高强度的噪音环境中,人的听力会受到永久伤害。噪声还能引发多种疾病,在噪声环境中能诱发人类多种疾病,导致人体神经系统及心藏病。对于室内环境标准也有要求,室内噪声限值应低于所在区域标准值10dB.而建筑门窗一般是薄壁轻质构件,是房屋隔声的薄弱部位,所以提高建筑门窗的隔声性能指标,即门窗空气声计取隔声量值不应低于25据各类用房屋的噪声级标准和室外噪声环境,按照各种墙体隔声要求具体确定门窗隔声性能指标。

  2)门窗隔声性能设计要求,门窗隔声构造要求具体应符合:要采用隔声性能好的中空玻璃或夹层玻璃,密封性能好的门窗结构形式,中空玻璃门窗内外玻璃采用不同厚度的玻璃,门窗玻璃镶嵌缝隙及扇开启缝隙,应采用不易老化的密封材料嵌缝,也可采用双层窗构造处理,部分玻璃隔声指标见表2.表2部分玻璃隔声指标产品名称玻璃结构情况实际隔声量ifydB计算隔声量心/dB单片玻璃中空玻璃夹层玻璃单夹层中空玻璃双夹层中空玻璃夹层中空玻璃6建筑门窗采光性能设计采光也是建筑外窗的主要功能。将太阳光中可见光通过窗户引进室内,人们通过窗户观看室外景物,是身心健康的重要条件。建筑房屋利用自然采光照明,不仅获得较高的视察效果,有效的地节省能源,并且还有保护居住者健康的作用。为了提高建筑外窗的采光效率,设计中尽量提高窗墙比达到采光需求,用采光性能好的材料确保采光和建筑节能的要求。

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