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　　玻璃幕墻將建筑美學、建筑功能、建筑結構等因素有機地結合起來，兼具建筑外圍護功能及裝飾功能，且具有自重小的特點，可在一定程度上降低建造成本。玻璃幕墻從二十世紀八十年代開始進入中國，得到廣泛應用，并迅速發展，形成建設高潮。經歷了三十幾年的歷程，目前在中國仍然是一種主流的建筑形式。

　　玻璃幕墻一大優勢是固定扇和可開啟扇可以一體化設計，在一種系統中同時實現傳統建筑圍護體系的墻體和窗的功能。

　　玻璃幕墻開啟窗形式豐富，根據外視效果和功能的需要，可以設計為上懸窗、下懸窗、平開窗、兼具上懸/下懸和平開功能的窗和平推窗等，其中上懸窗因成本相對較低且關閉后與固定幕墻形成一體化效果而應用最廣泛。建筑幕墻設置開啟扇，一般是為了滿足自然通風和/或消防排煙兩種功能，而無論是自然通風還是消防排煙，都有最小通風面積的要求。上懸窗成本相對較低，但因開啟角度、開啟尺寸的限制，因此單扇有效通風面積很小。按照規范要求，上懸窗開啟角度不大于30°且開啟尺寸不大于30cm，因此，無論上懸窗窗高度做多大，計量有效通風面積不大于開啟扇寬度x30cm。外開下懸窗可以開啟到70°，即可以按開啟扇寬度x開啟扇高度計量有效通風面積，相同窗洞大小，可計量有效通風面積大大增加，因此在消防排煙窗設計中也得到廣泛應用。但因為隨著外開下懸窗開啟扇高度增加，對窗型材、窗五金和窗開啟機構(電動/氣動開窗器)要求大幅增加，從而也導致了成本的大幅度增加，經濟性較差。

　　在消防排煙窗設計中，相對懸窗，平推窗的優勢得到了極大的體現。因為其關閉狀態與固定幕墻形成一體化效果，開啟狀態也能夠保持立面效果比較整齊，并且利于采光、通風，特別是因為開啟時四周都有間隙，利于消防排煙，可按開啟扇寬度x開啟扇高度全面積計量有效排煙面積。而且，因為平推窗推出尺寸不大，四周都可設置窗滑動鉸鏈，對窗型材、窗五金和窗開啟機構要求相對較低，成本也較下懸窗低很多。因此，在幕墻工程中，平推窗得到了越來越多的應用。

　　平推窗在窗扇四周安裝與窗框連接的平推鉸鏈，平推鉸鏈在開啟、關閉運動軌跡是平行于其安裝平面（詞條“平面”由行業大百科提供）的，所以嚴格說它們的名字叫平行鉸鏈(Parallel Opening hinges)。

　　只要平開窗扇是平面的，不論它們是標準的矩形，還是不規則的多邊形，只要平推鉸鏈的安裝面都垂直于同一平面，就能保證所有平行鉸鏈的運動軌跡是相互平行的，就能保證窗能夠正常啟閉。(如圖1所示)

圖1

　　然而，當平推窗扇要求是弧形時，常規的平推窗設計就難以滿足要求。

圖2

　　以圖2凸弧窗為例，如按照常規設計，鉸鏈安裝面與立柱側面平行，因兩個立柱之間存在一個夾角，則左右鉸鏈間必然存在一個夾角，關閉狀態時鉸鏈間距為L1，推出時，兩側鉸鏈沿各自安裝平面方向移動，理論上需要達到大于L1的寬度L2才能保持其正常狀態。在推出距離一定時，L1和L2的差值L’，受圓弧窗半徑和分格寬度影響。

　　凹弧窗窗扇推出時，理論上需要達到小于L1的寬度L2才能保持其正常狀態。

　　推而廣之，只要是曲面幕墻，無論是用曲面玻璃來實現，還是用折線幕墻來近似擬合曲面，也不論是外凸曲面，還是內凹曲面，只要平推窗推出方向與幕墻立柱中心面不平行，就會存在上述問題。

　　以江蘇昆山某幕墻工程為例，該建筑為大型公共建筑，因消防排煙需要，需設置大面積開啟扇。如按上懸窗設計，為保證排煙面積，幾乎沿建筑平面一周均需要設置為開啟扇。而外開下懸窗成本高，且需要設置很長的推桿裝置，影響美觀。經綜合評估，最后確定設置平推窗。該項目建筑外形由許多凹凸圓弧面組成，因此平推窗主要都是圓弧窗，既有凸弧，又有凹弧，而且分格寬度、圓弧半徑種類也較多，下表對其進行了基本的統計分析(分格高度對本文討論的影響較小，在此不做分析)，其中弧長變化計算基于平推窗完全開啟時外推100mm的假定。

　　顯然，因為有些L’的數值較大，不能簡單的通過鉸鏈的變形（詞條“變形”由行業大百科提供）來適應。又因為半徑、角度較多，也不大可能通過設置多種角度的幕墻立柱模具來實現，畢竟工程設計中，成本控制是一個很重要的因素，而模具越多，生產成本越高。而且，型材多樣化也會增加加工和施工的管理成本。

　　那么，我們需要通過比較巧妙的設計，通過較少的特殊模具，實現本工程中多種圓弧半徑、分格寬度的凹弧、凸弧平推窗。

　　如前所述，我們需要解決的問題是：如何設計，能夠保證在使用統一的窗框、窗扇的型材的前提下，在不同彎弧半徑、不同分格寬度的凸弧、凹弧上，都能保證平推鉸鏈安裝平面垂直于同一平面，使這些鉸鏈的運動軌跡相互平行，從而保證平推窗的正常啟閉。

　　問題進一步轉化為如何調整窗框與窗扇之間的間距，來適應角度的變化，以保證在不同的圓弧半徑、分格寬度的凹弧、凸弧條件下，平推窗左右側鉸鏈都能保證平行安裝。

　　同時，因為平推窗鉸鏈安裝面不再平行于窗型材，則平推窗鉸鏈安裝面和窗型材之間會產生一個楔形間隙，這個間隙和平推窗對應圓弧半徑、角度相關。

　　為填補窗鉸鏈和窗型材間的楔形間隙，必須增加輔助型材(調節墊塊)。調節墊塊尺寸一方面要盡量小，以保證經濟性，但又不能太薄，因為一方面它需要具有足夠的強度以保證鉸鏈與窗框/窗扇能夠可靠連接，另一方面它應具有可加工性(對應不同的彎弧半徑、不同分格寬度的凸弧、凹弧，平行窗鉸鏈與窗框/窗扇間的楔形間隙會發生變化，因此調節墊塊需要根據角度做適當的切削加工（詞條“切削加工”由行業大百科提供）)。

　　調節墊塊的厚度設計應該滿足兩個條件：一是原始尺寸能夠滿足最大尺寸間隙的需要;二是在最小間隙尺寸時，調節墊塊的厚度能滿足構造與受力的要求。

　　窗框與窗扇之間的間距，需要滿足同時安裝平推窗鉸鏈和調節墊塊。

　　窗框與窗扇間間隙大小，影響到窗框的寬度尺寸，從而影響視覺效果。這個寬度，建筑師希望盡量做得比較小。

　　正常(平面)平推窗鉸鏈安裝空間，也就是窗框與窗扇間間隙為21mm。通過計算機模擬不同半徑、不同角度的凹/凸平推窗，確定在該間隙擴大至27mm時，可以保證本項目所有的不同半徑、分格寬度的凹弧窗、凸弧窗鉸鏈都有足夠的空間安裝，同時又足夠的間隙安裝調節墊塊。

　　凸弧安裝見圖3。

圖3

　　凹弧安裝見圖4。

圖4

　　在窗角度變化的過程中，平行窗鉸鏈與窗框/窗扇間的角度不斷變化，對于凹弧和凸弧的過渡點，是正常(平面)平推窗，只不過此時鉸鏈安裝空間不是普通的21mm，而是27mm，平行窗鉸鏈與窗框/窗扇間的間隙變成均勻的尺寸，如圖5。

圖5

　　圓弧窗上下橫是平行的，窗框和窗扇間的間隙也始終是不變的。但為了保證觀感和型材的一致性，上下窗框窗扇間的間隙也一同擴大到27mm，鉸鏈安裝空間為21mm，因此上下兩側也需要加墊塊，如圖6。

圖6

　　平推窗設計涉及的方面較多，如窗框、窗扇型材截面（詞條“截面”由行業大百科提供）、膠條斷面、型材連接構造、平推鉸鏈選型、加工組裝等，不是本文討論的重點，不在此贅述。

　　本圓弧平推窗方案，已經經過工程實踐的檢驗，得到了很好的驗證。

　　推而廣之，通過調整窗扇、窗框間隙，保證鉸鏈安裝滿足運動軌跡要求的設計思路不限于圓弧平推窗，它可以應用于任何曲面幕墻上的開啟窗，無論是曲面幕墻用曲面玻璃來實現，還是用折線幕墻來近似擬合，也不論是外凸曲面，還是內凹曲面，同時也不限于平推窗。

　　參考文獻

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　　【2】GB/T 21086-2007《建筑幕墻》

　　【3】GB50429-2007《鋁合金結構設計規范》

　　【4】GB 5237.1-2008《鋁合金建筑型材 第1部分：基材》

　　【5】GB 5237.2-2008《鋁合金建筑型材 第2部分：陽極氧化型材》

　　【6】GB 5237.5-2008《鋁合金建筑型材 第5部分：氟碳漆噴涂型材》

　　【7】QB/T 3888-1999《鋁合金窗不銹鋼滑撐》

　　【8】JG/T 127-2007《建筑門窗五金件 滑撐》