國家政策正在積極推進綠色生態(tài)建筑，強化并提高門窗產(chǎn)品的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并與國際標(biāo)準(zhǔn)和認證進行接軌。斷橋鋁門窗（詞條“斷橋鋁門窗”由行業(yè)大百科提供）解決了原有普鋁門窗不隔熱（詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供）的問題，成為綠色生態(tài)建筑的必然之選。斷橋鋁門窗是由型材、玻璃、膠條、五金件、窗臺板及窗套等材料設(shè)計組合而成，斷橋鋁門窗并不是材料的簡單組合，它通過結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的整體設(shè)計優(yōu)化以及不同材料的選擇來實現(xiàn)，其設(shè)計、組裝和安裝方式靈活多變，并直接影響到門窗的各項性能指標(biāo)以及安全性、可靠性。

　　1. 設(shè)計、組裝

　　門窗設(shè)計的目的是提高門窗的性能質(zhì)量，門窗規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是門窗設(shè)計的主要依據(jù)。門窗的各種性能不是單獨存在的，它們之間或多或少存在著相互促進或制約的關(guān)系，所以我們很難把性能分開來設(shè)計我們的門窗。門窗抗風(fēng)壓性能、氣密性能、水密性能之間聯(lián)系非常密切。 GB/T7106-2008《建筑外門窗氣密水密抗風(fēng)壓性能檢測及分級方法》中規(guī)定的抗風(fēng)壓性能、水密性能、氣密性能均為可開啟部分在正常關(guān)閉狀態(tài)時的性能，但抗風(fēng)壓性能、水密性能是在風(fēng)雨同時作用下的抵抗能力，在設(shè)計中也要把這種動態(tài)的變化考慮在內(nèi)。正在報批的最新標(biāo)準(zhǔn)GB7106《建筑外窗抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》中調(diào)整了檢測裝置，修改了檢測順序和檢測方法，取消了氣密、水密和抗風(fēng)壓性能的分級，但需要滿足工程設(shè)計要求等等。鋁合金門窗組裝要按照相關(guān)技術(shù)要求和規(guī)范，也取決于加工設(shè)備質(zhì)量和人員操作能力，需要控制實際操作來把控門窗質(zhì)量。

　　1.1、 抗風(fēng)壓性能

　　成熟的門窗產(chǎn)品需要對構(gòu)件做相應(yīng)的強度和撓度的計算，對產(chǎn)品的抗風(fēng)壓性能有初步的判斷，最終還需要做相關(guān)檢測來對產(chǎn)品定級。

　　門窗抗風(fēng)壓性能設(shè)計需要把玻璃面板和型材部分分別計算，當(dāng)玻璃不滿足強度或撓度要求時，可以增加玻璃厚度、調(diào)整玻璃板塊尺寸，也可以用強度更好的鋼化或半鋼化玻璃來代替普通玻璃。型材強度跟鋁型材合金牌號有關(guān)，鋁合金牌號不同強度也不同。當(dāng)型材強度不滿足要求時，可以增加型材壁厚、做加強中梃、增加型材寬度等(如圖1)。

圖1

　　五金系統(tǒng)是將窗框與窗扇緊密連接的部件，五金系統(tǒng)的穩(wěn)定性很大程度上決定了門窗系統(tǒng)的優(yōu)劣。五金的強度、設(shè)計和安裝精度（詞條“精度”由行業(yè)大百科提供）、鎖點數(shù)量都影響著門窗的抗風(fēng)壓性能：強度好的五金能夠提高合頁的最大承重能力，滿足更大重量窗扇的設(shè)計要求;設(shè)計和安裝精度高的五金能夠保證框扇的合理配合，防止風(fēng)壓下產(chǎn)生變形;鎖點的增加相當(dāng)于在型材的受力結(jié)構(gòu)中增加了約束點，減小了型材的形變量，防止框扇搭接部位出現(xiàn)縫隙，提高抗風(fēng)壓性能的同時又提高整窗的水密性和氣密性。

　　增強邊框組角的拼接強度對于保證整窗完整性同樣重要，保證各個型材間有效連接。組角時通常采用角部注膠工藝，組角膠和導(dǎo)流板控制角部密封;角碼和組角鋼（詞條“角鋼”由行業(yè)大百科提供）片的形狀和尺寸設(shè)計控制著兩型材間接縫的縫隙和強度，防止變形量大時使拼接縫隙增大，提高門窗的氣密性和水密性(如圖2)。組角質(zhì)量也取決于組裝時的操作水平。

圖2

　　當(dāng)玻璃面板較大或較重時，必須考慮扣條的設(shè)計，圖3中閉腔結(jié)構(gòu)的扣條強度明顯要好于開敞結(jié)構(gòu)的扣條，防止玻璃受正風(fēng)壓時壓迫扣條產(chǎn)生較大變形、玻璃向室內(nèi)側(cè)產(chǎn)生較大位移，如果玻璃內(nèi)移與外側(cè)膠條產(chǎn)生縫隙時會影響門窗的水密性和氣密性。

圖3

　　1.2、 氣密性能

　　從1.1可以看出，提高門窗的抗風(fēng)壓性能大多有利于門窗的氣密性，五金、組角、扣條設(shè)計對氣密性的影響在1.1中已經(jīng)講解過，在此不再贅述。

　　門窗一般采用三道密封原理來保證氣密性，利用室內(nèi)外止口膠條與型材的壓合、中間等壓膠條與隔熱條的搭接形成三道密封(如圖4)。膠條的設(shè)計是縫隙形成的關(guān)鍵，對門窗氣密性至關(guān)重要，可以通過膠條厚度、開敞或閉腔結(jié)構(gòu)的選用、閉腔結(jié)構(gòu)中空腔的大小和數(shù)量來控制膠條的壓縮量(如圖5)，并且控制門窗扇的啟閉力大小。膠條安裝過程中角部連接應(yīng)是連續(xù)的，并考慮伸縮問題，防止熱脹冷縮時發(fā)生不完整連接。較厚膠條折彎困難時，使用L型膠條連接件連接。兩個不同形狀的膠條在角部連接時，可以設(shè)計插接件，并且在組裝膠條時應(yīng)預(yù)留收縮變形量。密封膠的質(zhì)量、打膠深度和寬度、打膠飽滿度也是縫隙形成的因素，同樣影響著門窗的氣密性。

圖4

圖5

　　1.3、 水密性能

　　水滲漏的幾種方式：1.縫隙滲漏;2.水的毛細張力;3. 水蒸汽對流;4.水蒸汽擴散。門窗的氣密性跟水密性息息相關(guān)，漏氣的地方通常也會漏水,所以提高氣密性的措施可以也提高水密性。但是門窗不能只做防水，也要做相應(yīng)的排水（詞條“排水”由行業(yè)大百科提供）措施，防止防水措施失效后雨水進入到窗框內(nèi)部。排水措施：采用等壓平衡原理，解決水與氣的分離。我們需要在型材設(shè)計時設(shè)計排水孔和氣壓平衡孔，如圖6所示。當(dāng)玻璃外側(cè)膠條失效后，水進入到玻璃與型材之間的空腔1內(nèi)，在型材上開排水孔可以使進入空腔1內(nèi)的水順著排水路徑排到等壓腔2再排出到室外側(cè)。如果氣壓平衡孔處裝了外側(cè)止口膠條并且處于壓緊狀態(tài)時，那么等壓腔2相對于室外側(cè)環(huán)境可能形成負壓，則等壓腔2中水不能排出到室外。外側(cè)止口膠條可以提高氣密性并防止灰塵進入，但要控制好壓縮量，或者將框扇組合處上部橫向外側(cè)止口膠條切掉兩段，同樣可以形成等壓腔。

圖6

　　排水孔的位置及數(shù)量需要嚴(yán)格控制，排水孔不宜開的過高，平開窗開啟扇位置必須設(shè)兩個(扇寬小于400mm銑一個)排水孔，底部窗框和中橫框，距角部100mm，框?qū)捫∮?500mm開設(shè)2孔，1500~1800mm開設(shè)3孔， 1800mm以上開設(shè)4孔。單框?qū)挾刃∮?00mm中間銑一個孔。

　　1.4、 空氣聲隔聲性能

　　根據(jù)聲波在建筑物和建筑構(gòu)件中的傳遞方式可分為空氣聲傳聲和固體傳聲，相應(yīng)的隔聲就分為空氣聲隔聲和撞擊聲隔聲。空氣聲隔聲是利用墻體、門窗或其他屏障來隔離噪聲在空氣中的傳播，而撞擊聲隔聲是利用彈性阻尼材料進行減低或隔離由撞擊或振動而產(chǎn)生的噪音在結(jié)構(gòu)中的傳播。作為建筑圍護結(jié)構(gòu)使用的門窗幕墻及其玻璃來說，空氣聲隔聲是評價其隔聲性能的主要方面。

　　科學(xué)的門窗隔聲性能設(shè)計應(yīng)首先對室內(nèi)外的噪聲進行頻譜檢測，確定主要噪聲源的頻譜特性，再調(diào)整門結(jié)構(gòu)和配置，使圍護結(jié)構(gòu)固有的自由彎曲波的頻率不與臨界頻率一致，避免出現(xiàn)吻合谷效應(yīng)，以滿足在整個頻譜范圍內(nèi)都有較好的隔聲性能。在長久的設(shè)計與檢測經(jīng)驗中，已經(jīng)積累了很多可以利用的經(jīng)驗來進行門窗的隔聲性能設(shè)計。

　　在對門窗進行隔聲設(shè)計時，玻璃作為占據(jù)70%甚至更大面積的部分應(yīng)首先被考慮。中空玻璃和夾膠玻璃都有優(yōu)異的隔聲性能，夾膠玻璃中夾膠膜的柔性減震作用使之隔聲性能好于中空玻璃，但由于中空玻璃保溫（詞條“保溫”由行業(yè)大百科提供）性能更好，可以做成鍍膜玻璃，防結(jié)露性能更好，所以在門窗設(shè)計中被更多青睞。中空玻璃由兩到或兩片以上玻璃板壓合而成，中空層具有彈簧作用，但小的中空層使得兩玻璃間的空氣層呈現(xiàn)較強的“剛性”，沒有起到空氣彈簧作用，喪失了一般雙層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點。同時，由于雙層結(jié)構(gòu)存在共振，小的中空距離使共振現(xiàn)象產(chǎn)生在中、低頻，致使隔聲量有所下降。中空層如果太大，在特定周期數(shù)范圍內(nèi)有可能引發(fā)共振等現(xiàn)象，反而不利于隔聲，所以中空玻璃中空層厚度最好控制在9mm-12mm之間，并可在中空層填充傳聲能力弱的惰性氣體。如果內(nèi)外片玻璃厚度不同，可以有效減弱共振現(xiàn)象，所以在玻璃選擇上，不論中空還是夾膠玻璃，都應(yīng)該選擇不同厚度的單玻來組合使用。當(dāng)然也可以選擇效果更好的真空玻璃，但需要綜合考慮價格、視覺效果等問題。

　　其他有效措施有：選擇合適的窗墻比（詞條“窗墻比”由行業(yè)大百科提供），通常墻的隔聲性能要好于窗;減少聲橋設(shè)計，比如增加框的腔體（詞條“腔體”由行業(yè)大百科提供）數(shù)量;采用三道甚至多道密封、適當(dāng)提高密封膠條壓縮量、增加鎖點來提高框扇間的密封性;填充高阻流的隔聲材料，提高窗墻間縫隙隔聲性能。

　　建筑門窗的隔聲性能不只跟設(shè)計本身有關(guān)，現(xiàn)有建筑施工條件下，窗與墻體之間縫隙過大，是聲音傳播到室內(nèi)的有利通道，可以利用附框設(shè)計來精確控制門窗與墻體之間的縫隙，減少聲波的傳透量。

　　現(xiàn)階段門窗設(shè)計并沒有把撞擊聲隔聲考慮在內(nèi)，但在我們生活中，風(fēng)雨天雨水撞擊門窗形成的噪音同樣影響我們的正常作息。玻璃受本身性能的影響，并不能實現(xiàn)彈性阻尼材料的功能。希望隨著科技的發(fā)展可以從門窗材料上或者智能化上來實現(xiàn)撞擊聲隔聲的性能

　　1.5、 保溫性能

　　門窗的結(jié)露問題與保溫性能以往是兩個獨立的測試判定體系，但其兩者之間存在因果聯(lián)系，所以在GB/T 8484-2008《建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法》中增加了抗結(jié)露因子的定義，并對外門窗的傳熱系數(shù)U值和抗結(jié)露因子CRF做了分級，定義了其檢測方法。隨著國家節(jié)能要求的提高，U值要求越來越低，新的GB8484在2018年11月份已順利通過審查，新的標(biāo)準(zhǔn)中對外門窗保溫性能分級指標(biāo)值進行了調(diào)整、合并，并完善了檢測裝置。

　　熱量傳遞的方式有三種：傳導(dǎo)、對流和輻射，所有提高保溫性能的措施都是圍繞怎樣客服這三種熱傳遞方式。

圖7

圖8

圖9

　　1.6、 其他性能

　　關(guān)于門窗耐候性（詞條“耐候性”由行業(yè)大百科提供）能，歐美國家自上世紀(jì)80年代已經(jīng)開展相關(guān)研究，形成了多項標(biāo)準(zhǔn)，部分標(biāo)準(zhǔn)上升為國際標(biāo)準(zhǔn)。我國起步相對較晚，我國對該性能檢測的研究起自“十一五”國家科技支撐計劃重點課題——“典型地區(qū)用建筑外窗系統(tǒng)研究開發(fā)”。國家標(biāo)準(zhǔn)《門窗耐候試驗方法》編制工作已啟動，標(biāo)準(zhǔn)中將規(guī)定我國典型氣候地區(qū)門窗耐候性試驗的氣象參數(shù)條件、多氣候因素加載方法以及試驗前后性能評價方法等內(nèi)容，該標(biāo)準(zhǔn)的制訂對進一步完善我國建筑門窗物理性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)體系、提升我國建筑門窗的產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

　　針對門窗耐火性能問題，行業(yè)內(nèi)一直缺少規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，歸口管理模糊不清，經(jīng)常與防火門窗性能要求混為一談，給相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)、質(zhì)量檢測帶來了阻礙，一定程度上影響了門窗行業(yè)的發(fā)展速度。國標(biāo)《建筑門窗耐火完整性試驗方法及判定要求》標(biāo)準(zhǔn)編制工作已經(jīng)完成了試驗驗證，編制了標(biāo)準(zhǔn)討論稿。

　　針對其他性能方面的設(shè)計，比如抗震設(shè)計、防側(cè)雷擊設(shè)計、防盜設(shè)計等，目前我國并沒有對應(yīng)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。隨著門窗行業(yè)的發(fā)展、功能的完善、定制門窗的差異化要求，相信對于門窗其他功能性設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)文件會有所豐富。

　　2. 安裝

　　2.1、 五金與玻璃安裝

　　五金件安裝是控制框扇配合的關(guān)鍵，使用五金件將扇框安裝在外框上，通過調(diào)整合頁或滑撐來定位，對于平開窗來說五金件安裝是控制窗扇“掉角”的關(guān)鍵。

　　玻璃安裝是通過調(diào)整承重墊塊和定位墊塊的數(shù)量和位置來實現(xiàn)的(如圖10)，承重墊塊承擔(dān)玻璃重量，定位墊塊定位玻璃，確保玻璃四周縫隙均勻。扇框安裝后安裝玻璃，通過玻璃墊塊來調(diào)整玻璃的位置。墊塊厚度至少為5mm，寬度應(yīng)比玻璃厚度大2mm，墊塊的長度一般在100mm左右，墊塊位置不應(yīng)影響排水孔的正常排水。墊塊的數(shù)量是由玻璃寬度決定的，如果玻璃寬度超過1m，至少有兩個超過100mm的玻璃墊塊放在支點上。對于平開窗來說墊塊的位置決定了玻璃的偏心壓力的位置，墊塊也是控制平開窗窗扇“掉角”的關(guān)鍵。

圖10

　　2.2、 門窗安裝分類

　　外門窗應(yīng)與建筑主結(jié)構(gòu)可靠連接，門窗洞口與外門窗框接縫處的氣密性能、水密性能和保溫性能不應(yīng)低于外門窗的有關(guān)性能。門窗固定（詞條“固定”由行業(yè)大百科提供）方法直接關(guān)系到門窗的安全性和可靠性，以及與建筑主體結(jié)構(gòu)間的位移伸縮等，因此保證窗戶的固定安全是非常重要的。門窗的固定方式可分為濕法安裝和干法安裝。

　　典型濕法安裝的主要步驟(如圖11)：

　　a、在毛坯洞口套入窗框，窗框套入洞口的前后均不能把門窗上的保護膜撕掉，這樣可避免后期施工對門窗造成損害;利用木墊塊調(diào)整好窗與墻體間的間隙，打好水平后固定窗框;

　　b、固定好窗框后，需作防水處理：在窗框與墻體間填充防水砂漿，填充滿砂漿讓窗框穩(wěn)定后，把木墊塊卸出。然后在外墻窗框與墻體間涂上防水涂料;

　　c、做好防水處理后，就可以做室內(nèi)外裝修，在做室內(nèi)外裝修前要對門窗做好保護，防止污染、刮傷。在濕法安裝過程中，這一步尤其重要。

圖11

　　典型干法安裝(鋼副框安裝)的主要步驟(如圖12)：

　　a、在毛坯洞口預(yù)埋鋼副框，鋼副框上墻調(diào)好水平后，副框與洞口間的縫隙填充防水砂漿，副框與洞口間的縫隙要預(yù)留10mm以上，固定好副框后，在室外側(cè)副框與洞口間涂刷防水涂料;

　　b、鋼副框上墻后，就可以進行室內(nèi)外裝修，裝修完成面以鋼副框表面為準(zhǔn);

　　c、室內(nèi)外裝修完成后，門窗框架上墻，窗框上墻前必須做好防護處理，防止門窗被污染或者刮花，門窗框架與鋼副框的間隙要5mm以上。門窗框架與鋼副框固定連接前，必須用水平儀打好水平，窗框的水平可以通過邊框調(diào)整件進行調(diào)整，打好水平后就可以直接跟鋼副框連接固定;

　　d、門窗框架固定后，窗框與鋼副框縫隙間需填縫（詞條“填縫”由行業(yè)大百科提供）處理，通常采用聚氨酯發(fā)泡劑填縫，然后在窗框室內(nèi)室外側(cè)都打上耐候密封膠，做好密封處理，這樣門窗的上墻安裝操作基本完成。

圖12

　　濕法安裝跟干法安裝的最大區(qū)別：濕法安裝窗框必須在墻體濕作業(yè)前上墻，而干法安裝可以在室內(nèi)外裝修完成后再上墻。濕法安裝存在著土建在施工過程對門窗的污損，對成品保護及為不利的弱點。干法安裝是門窗標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的基礎(chǔ)，解決安裝過程中的精度問題、拆卸困難的問題。干法安裝需要增加鋼附框，附框?qū)﹂T窗起到一個定尺、定位的作用，是節(jié)約工期的關(guān)鍵。增加鋼附框時，一定要處理好節(jié)點的防水、熱橋、鋼附框的耐腐蝕性等問題。系統(tǒng)門窗及裝配式建筑中都推薦使用干法安裝，為了滿足門窗行業(yè)發(fā)展需求，國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑門窗附框技術(shù)要求》編制工作已經(jīng)啟動。

　　2.3、 門窗安裝位置

　　以往門窗的好壞和安裝位置的正確與否常常被忽視，目前絕大部分門窗采用傳統(tǒng)的安裝方式，門窗安裝在什么位置才最能發(fā)揮出門窗的保溫節(jié)能作用?

　　圖13所示為窗的不同安裝位置示意圖，圖14為其所對應(yīng)的等溫流圖，反映了門窗安裝位置與建筑外保溫的配合關(guān)系。a：窗安裝在結(jié)構(gòu)洞口的居中位置，保溫沒有對窗框體進行覆蓋;b：窗安裝在結(jié)構(gòu)洞口居中位置，保溫對窗框體進行覆蓋;c：窗安裝在結(jié)構(gòu)洞口內(nèi)靠外側(cè)，保溫對窗框體進行覆蓋;d：窗安裝在結(jié)構(gòu)洞口外側(cè)，保溫材料對其進行覆蓋。通過對圖14中等溫流圖的分析可以看出，窗的安裝位置靠近結(jié)構(gòu)洞口外側(cè)、對室外側(cè)窗框進行保溫覆蓋，才更能發(fā)揮出門窗的保溫節(jié)能作用，并有效防止主體結(jié)構(gòu)的結(jié)露和霉菌的產(chǎn)生。d方案洞口外側(cè)安裝形式目前國內(nèi)只局限于超低能耗建筑的外窗安裝，并沒有全面推廣應(yīng)用，窗框與結(jié)構(gòu)通過專用鋼質(zhì)角碼和墻體外掛式連接固定，類似幕墻的連接方式，但是與幕墻彎曲不同，使窗戶與墻體成為一體化模塊設(shè)計結(jié)構(gòu)，這樣的窗戶結(jié)構(gòu)屬于模塊化設(shè)計，是當(dāng)今最先進的設(shè)計和施工方法，并能解決建筑的滲漏問題。

圖13

圖14

　　在歐洲，外窗與墻體的連接有防水透氣膜(室外)、防水隔氣膜(室內(nèi))和密封膠組成的完整密封連接系統(tǒng)，防止室內(nèi)外的水進入門窗與結(jié)構(gòu)的縫隙，使結(jié)構(gòu)內(nèi)的水汽可以自由的蒸發(fā)到室外側(cè)，從而避免墻體發(fā)霉。由于工藝和技術(shù)原因，防水透氣膜和防水隔氣膜在國內(nèi)應(yīng)用很少，隨著門窗行業(yè)的發(fā)展，相信防水透氣膜和防水隔氣膜的應(yīng)用會得到普及。

　　3. 結(jié)束語

　　我國門窗行業(yè)雖然還存在質(zhì)量參差不齊、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善、缺乏第三方認證等問題，但很多門窗企業(yè)都著力于提高門窗的性能質(zhì)量，多項性能檢測、試驗標(biāo)準(zhǔn)都在編制或修訂，國家標(biāo)準(zhǔn)《系統(tǒng)門窗通用技術(shù)要求》、《裝配式建筑用門窗技術(shù)規(guī)程》的編制工作也都啟動，GB/T8478《鋁合金門窗》修訂標(biāo)準(zhǔn)也已通過審查，門窗行業(yè)正在逐步走向系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化和信息化。

　　參考文獻

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