铝合金门窗设计

  铝合金门窗设计铝合金门窗设计 5 铝合金门窗设计 5.1 窗型与外观设计 5.1.1铝合金门窗窗型设计和选用 铝合金门窗窗型设计主要包含铝合金门窗的开启构造形式和门窗产品系列二个方面。 铝合金门窗的开启构造形式很多，但归纳起来大致可将其分为旋转式(平开)开启门窗，平移式(推拉)开启门窗和固定门窗三大类。其中旋转式门窗主要有:外平开门窗、内平开门窗、内平开下悬门窗、上悬窗、中悬窗、下悬窗、 立转窗等;平移式门窗主要有:推拉门窗、上下推拉窗、内平开推拉门窗、提升推拉门窗、推拉下悬门窗、折叠推拉门窗等。各种门窗又有不同的系列...

  铝合金门窗设计 5 铝合金门窗设计 5.1 窗型与外观设计 5.1.1铝合金门窗窗型设计和选用 铝合金门窗窗型设计主要包含铝合金门窗的开启构造形式和门窗产品系列二个方面。 铝合金门窗的开启构造形式很多，但归纳起来大致可将其分为旋转式(平开)开启门窗，平移式(推拉)开启门窗和固定门窗三大类。其中旋转式门窗主要有:外平开门窗、内平开门窗、内平开下悬门窗、上悬窗、中悬窗、下悬窗、 立转窗等;平移式门窗主要有:推拉门窗、上下推拉窗、内平开推拉门窗、提升推拉门窗、推拉下悬门窗、折叠推拉门窗等。各种门窗又有不同的系列新产品，如常用的外平开窗有40系列、45系列、50系列、60系列、65系列等，推拉窗有70系列、90系列、95系列、100系列等。采用何种门窗开启构造形式和产品系列，应依据建筑类型、使用场所要求和门窗窗型使用特点来确定。 1. 常用门窗开启型式特性和适用场所 1) 外平开门窗:外平开门窗是我国目前普遍的使用的一种窗型，它的特点是构造简单、使用起来更便捷、气密性、水密性较好，通常可达4级以上，造价相对低廉，适用于低层公共建筑和住宅建筑。但当门窗开启时，若受到大风吹袭有几率发生窗扇坠落事故，故高层建筑应慎用这一窗型。外平开门窗一般都会采用滑移磨擦铰链作为开启联接配件，采用单点(适用于小开启扇)或多点(适用于大开启扇)锁紧装置锁紧。 2)内平开门窗:内平开门窗一般会用合页作为开启联接配件，并配以风撑以确保开启角度和位置，锁紧装置同外平开窗。内平开门窗同外平开门窗一样，具有构造简单、使用起来更便捷、气密性、水密性较好、造价低廉的特点，同时相对安全，适用于各类公共建筑和住宅建筑。但内平开窗开启时开启扇开向室内，占用室内空间，对室内人员的活动造成一定影响，同时对窗帘的挂设也带来一些问题，在设计选用时需注意协调解决这一问题。 3)推拉门窗:推拉门窗最大的特点是节约空间，开启简单，造价低廉，目前在我国得到普遍使用，但其水密性能和气密性能相比来说较低，一般只能达3级左右，在要求水密性能和气密性能高的建筑上不宜使用。适用于水密性能和气密性能要求较低的建筑外门窗和室内门窗，如封闭阳台门等。推拉门窗一般会用装在底部的滑轮来实现窗扇在窗框平面内沿水平方向滑移，采用钩锁、碰锁或多点锁紧装置锁紧。 4)上悬窗:上悬窗一般会用滑移磨擦铰链作为开启联接配件，另配二连杆支撑铰链作开启限位，紧固锁紧装置采用七字执手(适用于小开启扇)或多点锁(适用于大开启扇)。 5)内平开下悬门窗:此窗型是一款具有复合开启功能的窗型，外观精美，功能多样，综合性能高。通过简单易操作的联动执手，可分别实现门窗的内平开(满足人员进出、擦窗和大通风量之需要)和下悬(满足通风、换气之需要)开启，以满足多种的客户的真实需求。当其下悬开启时，在实现通风换气的同时，还能避免大量雨水进入室内和阻挡部分噪音。而当其关闭时，其窗扇的四边都会被联动锁固在窗框上，具有优良的抗风压性能和水密、气密性能。但其造价相比来说较高，另外，设计时同样需要协调考虑由于内平开所带来的问题。 6)推拉下悬门窗:此窗型也是一款具有复合开启功能的窗型，可分别实现推拉和下悬开启，以满足多种的客户的真实需求，综合性能高，配件复杂，造价高，用量相对较少。 7)折叠推拉门窗:折叠推拉门窗采用合页将多个门窗扇连接为一体，可实现门窗扇 沿水平方向折叠移动开启，满足大开启和通透的需要。 2. 门窗产品系列 铝合金门窗产品系列的划分参见2.1.1.4 铝合金门窗的产品系列。各种窗型一般均有多种系列可供选择，窗型设计时可按要求选用。 通常来说，在相同条件下(门窗构造、规格相同、型材壁厚相同)，当产品系列增大时，则表示门窗型材截面尺寸大，门窗的抗风压性能提高，型材重量将会加重，当然门窗的成本也会随之提高。另外，许多门窗系列均有隔热型材和普通型材之分，为满足门窗保温性能要求，常常需选用隔热型材，但其成本也较普通型材高。在进行窗型产品系列设计选用时，应在满足门窗性能要求的前提下合理选取。 必须要格外注意的是，各型材厂家的门窗产品系列不完全一样，设计时需按所选定的型材厂家提供的产品样本选用。 3. 铝合金门窗窗型设计和选用 铝合金门窗发展至今，已形成了相对完整的系列化通用

  窗型，能够完全满足绝大多数建筑门窗的要求，所以，正常的情况下，在进行门窗窗型设计时，应按

  的不同要求，尽可能选用标准窗型，以达到方便设计、生产、施工和降低产品成本的目的。在窗型选用时，应最大限度地考虑下列因素合理选取: 1)选取与不一样的地区、不同环境、不同建筑类型相适应的门窗窗型和系列。 2)满足门窗抗风压性能、水密性能、气密性能和保温性能等物理性能要求。 我国地域辽阔，从北方严寒的东三省到南国炎热的海南岛，从干燥的西北内陆到多雨的东南沿海，气候环境差别巨大，同时各类建筑也有不同的建筑功能和建筑装饰要求。因此，在进行门窗窗型设计和选用时，应根据各地气候特点与建筑规划设计要求，正确合理的选择建筑外窗窗型。如北方严寒地区冬季气候寒冷，建筑门窗首要考虑的是门窗的保温性能和气密性能，应选用高气密性能的隔热型材Low-E中空玻璃保温平开型门窗;而南方夏热冬暖地区多，气候炎热，应注重门窗的抗风压性能、水密性能和门窗的遮阳性能，可选用满足抗风压性能和水密性能要求的遮阳型平开门窗。 特殊情况下，现有的标准窗型可能不能满足要求，此时，可根据要求另行对标准窗型进行部分型材的修改设计甚至全部重新设计，但因新窗型设计须进行一系列的研发程序(型材设计、开模、型材试模、样窗试制、型式试验、定型等)，将会大大增加工程成本和延缓工程工期，所以是否必须采用新设计窗型应综合考虑工程要求、工程造价预算及工期等方面因素后慎重决定。 5.1.2铝合金门窗外观设计 建筑门窗作为建筑外墙和室内装饰的一部分，其色彩、造型、立面分格尺寸等外观效果，对建筑外立面的美观协调和室内环境的舒适和谐有着十分重要的作用。 铝合金门窗外观设计包含如门窗色彩、造型、立面分格尺寸等诸多内容。 1.铝合金门窗色彩 门窗颜色的选配是影响建筑装饰效果的重要一环。门窗所用玻璃、铝合金型材的类型和色彩种类繁多。铝合金型材可采取阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳喷涂和木纹转印等多种表面处理方法，其中阳极氧化可形成的型材颜色相对较少，常见的有银白色、古铜色和黑色，电泳涂漆、粉末喷涂和氟碳喷涂均有许多的色彩和表面质感可供选择，木纹 转印处理技术可在型材表面形成木纹、花岗岩纹等多种花色。在采用穿条隔热铝合金型材时，还可将门窗室内和室外设计成不同的颜色。玻璃的色彩主要由玻璃着色和镀膜形成，颜色的选择同样十分丰富。通过玻璃颜色和型材颜色的合理搭配，可形成非常丰富多彩的铝合金门窗色彩组合，满足各种建筑装饰效果要求。 铝合金门窗色彩组合是影响建筑立面和室内装饰效果的重要因素，在选择时要综合考虑以下因素:建筑物的性质和用途;建筑外立面基准色调;室内装饰要求;门窗造价等，同时要与周围环境相协调。 2.铝合金门窗造型 铝合金门窗设计性强，可按建筑的需要设计变化出各种立面造型，如平面型、折线型、园弧型等。在设计铝合金门窗的立面造型时，同样应综合考虑与建筑外立面及室内装饰相协调，同时考虑生产工艺和工程造价，如制作园弧型门窗需将型材和玻璃拉弯，当采用特殊玻璃时会造成玻璃成品率低，甚至在门窗使用期内造成玻璃不时爆裂，影响门窗的正常使用，其造价也比折线型门窗的造价高许多，另外当门窗需要开启时，亦不宜设计成园弧形门窗。所以在设计门窗的立面造型时，应综合考虑装饰效果、工程造价和生产工艺等因素，以满足不同的建筑需要。 3.铝合金门窗立面、分格尺寸设计 门窗立面分格千变万化，但我们还是可以找寻出一些规律。门窗立面分格要符合美学特点，分格设计时，主要应根据建筑立面效果、房间间隔、建筑采光、节能、通风和视野等建筑装饰效果和满足建筑使用功能要求，同时兼顾门窗受力计算、成本和玻璃成材率等多方面因素合理确定。 1)门窗立面分格设计原则 a.门窗立面设计时要考虑建筑的整体效果要求，比如建筑的虚实对比、光影效果、对称性等。 b.立面分格根据需要可设计为独立窗，也可设计为各种类型的组合窗和条形窗。 c.门窗立面分格既要有一定的规律，又要体现变化，在变化中求规律，分格线条疏密有度;等距离、等尺寸划分显示了严谨、庄重;不等距自由划分则显示韵律、活泼和动感。 d.至少同一房间、同一墙面门窗的横向分格线条要尽量处于同一水平线上，竖向线条尽量对齐。 在主要的视线m左右)最好不要设置横向分格线，以免遮挡视线。 e.分格比例的协调性。就单个玻璃板块来说，长宽比宜按接近黄金分格比来设计，而不宜设计成正方形和长宽比达1:2以上的狭长矩形。 2)门窗立面分格设计时主要应考虑的因素 a. 建筑功能和装饰的需要:如门窗的通风面积和活动扇数量要满足建筑通风要求;门窗的采光面积应满足《建筑采光设计标准》GB/T50033的要求。同时应满足建筑节能要求的窗墙面积比、建筑立面和室内的装饰要求等(此条一般由建筑设计根据相关要求确定)。 b. 门窗受力设计计算:门窗的分格尺寸除了根据建筑功能和装饰的需要来确定外，它还受到门窗受力计算的制约，如型材、玻璃的强度计算、挠度计算;五金件承重计算等;当建筑师理想的分格尺寸与门窗受力计算出现矛盾时，解决办法有:a)调整分格尺寸;b) 变换所选定的

  或采取相应的加强措施。 c. 玻璃原片的成材率:玻璃原片尺寸通常为2.1m,2.4m宽，3.3m,3.6m长，各玻璃厂家的产品原片尺寸不尽相同，在进行门窗分格尺寸设计时，应根据所选定玻璃厂家提供的玻璃原片规格，确定套裁方法，合理调整分格尺寸，尽可能提高玻璃板材的利用率，这一点在门窗厂家自行进行玻璃裁切时显得尤为重要。 d. 门窗开启形式:门窗分格尺寸特别是开启扇尺寸同时还受到门窗开启形式的限制，各类门窗开启形式所能达到的开启扇尺寸各不相同，主要取决于五金件的安装形式和承重能力。如采用摩擦铰链承重的外平开窗开启扇宽度通常不宜超过750mm，过宽的开启扇会因窗扇在自重作用下发生坠角导致窗扇的开关困难。合页的承载能力强于摩擦铰链，所以当采用合页联接承重时可设计制作分格较大的平开窗扇。推拉窗如开启扇设计过大过重，超过了滑轮的承重能力，也会出现开启不畅的情况。所以，在进行门窗立面设计时，还需根据门窗开启形式和所选取的五金件通过计算或试验确定门窗开启扇允许的高、宽尺寸。 5.1.3铝合金门窗安全性设计 铝合金门窗设计时，应充分考虑门窗的安全性，避免门窗在使用过程中因设计不合理造成损坏，引发危及人身安全的事件或使用本身产生的不安全因素。通常应重点考虑下列因素: 1.开启门扇和固定门以及落地窗玻璃的设计选用，必须符合现行行业标准《建筑玻璃应用技术

  》 JGJ 113中的人体冲击安全规定。在人流出入较多，可能产生拥挤和儿童集中的公共场所的门和落地窗，必须采用钢化玻璃或夹层玻璃等安全玻璃。 2. 安装高度为7层及7层以上的外开窗、玻璃面积大于1.5?的窗、玻璃底边离最终装修面高度小于500mm的落地窗和倾斜安装的铝合金窗必须采用安全玻璃。 3.无室外阳台的外窗台距室内地面高度小于0.9m时，必须采用安全玻璃并加设可靠的防护措施;窗台高度低于0.6m的凸窗，其计算高度应从窗台面开始计算。 4.玻璃在正常使用状态下应有足够的刚度，不应产生手动可测出的使人产生不安全感的较大变形挠度。 5.推拉窗用于外墙时，必须有防止窗扇在负风压下向室外脱落的装置。 6.为避免高层建筑窗在开启时受强风吹袭发生坠落，高层建筑窗宜采用内开式窗或具有可靠防脱落限位装置的推拉式窗。 7.有防盗要求的建筑外门窗，应采用夹层玻璃和可靠的门窗锁具，如采用具有多点锁紧装置的锁具，同时可采用带钥匙的窗锁、执手等锁闭器具，也可采用铝合金花格窗、花格网、防护栏杆等防护措施。推拉门窗扇应有防止从室外侧拆卸的装置。 5.2 铝合金门窗物理性能设计 门窗是建筑外围护结构的重要组成部分，是抵御风雨尘虫，实现建筑热、声、光环境等物理性能的极其重要的功能性部件。因此，窗户必须具有采光、通风、防风雨、保温、 隔热、隔声、防尘、防火、防盗、屏蔽外界视线等多种使用功能，才能为人们提供安全舒适的室内居住环境。为满足这些要求，门窗必须具备必要的物理性能。铝合金门窗的物理性能主要有抗风压性能、水密性能、气密性能、保温性能、遮阳性能、空气声隔声性能和采光性能等。国家标准《铝合金门窗》GB/T XXXX 对铝合金门窗的主要性能分级作了规定， 性能分级越高，门窗的性能越好。门窗的性能要求和建筑物所在地的地理、气候条件有关，如在沿海台风多发地区，门窗的抗风压性能和水密性能就需达到较高的等级，而寒冷地区的门窗其保温性能和气密性能必须符合相应的要求，达到较高的等级。夏热冬暖地区的门窗设计则须注重门窗的遮阳设计。同时性能等级要求的高低还与建筑物本身的特点(建筑物体型、高度、造价)和使用功能有关。所以，铝合金门窗的性能设计应根据建筑物所在地的气候、环境、建筑物体型、高度和建筑物的功能等要求合理确定。 5.2.1抗风压性能 门窗抗风压性能系指门窗在与其垂直的风压作用下保持正常功能，不发生任何损坏的能力，是门窗的一项非常重要的物理性能。国家标准《建筑外窗抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106、《铝合金门窗》GB/T XXXX 对铝合金门窗抗风压性能分级进行了规定，分级自1至9分为9级，以定级检测压力差为分级指标值。具体按表5-1规定。 P3 表5-1 抗风压性能分级(KPa) 分级 1 2 3 4 5 指标值 1.0?,1.5 1.5?,2.0 2.0? ,2.5 2.5? ,3.0 3.0? ,3.5 PPPPP3 3333分级 6 7 8 9 指标值 3.5? ,4.0 4.0? ,4.5 4.5? ,5.0 ?5.0 PPPP3333 注:第9级应在分级后同时注明具体检测压力差值。 在各分级指标值中，门窗主要受力构件相对挠度单层、夹层玻璃挠度?L/100，中空玻璃挠度?L/150。其绝对值不应超过20mm，取其较小值。 门窗属建筑外围护结构，作用于铝合金门窗上的风荷载标准值，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的围护结构风荷载标准值计算，且不应小于1.0 kN/?: (5-1) w,,,,wkgzs1z0 式中— 门窗风荷载标准值(kN/?); wk — 高度z处的阵风系数; ,gz — 局部风压体型系数。当建筑物进行了风洞试验时，根据风洞试验结果确定; ,s1 — 风压高度变化系数; ,z — 基本风压(kN/?)。 w0 风荷载是作用于门窗上的一种主要直接作用，它垂直作用于门窗表面。建筑风荷载研究是一门相当复杂的学科。在此，我们仅对上述计算公式中出现的与风压计算有关的概念分别简单叙述如下，若有兴趣进一步探究建筑风荷载，可参阅相关专著。 1.基本风压 w0 在我国《建筑结构荷载规范》GB 50009中，已给出了各城市、各地区的设计基本风压w。它是根据各地气象台站多年的气象观测资料，取当地比较空旷地面上离地10m高0 处，统计所得的50年一遇10min平均最大风速v(m/s)为标准确定的风压值。 0 2.地面粗糙度 作用在建筑上的风压力与风速有关，即使在同一城市，不同地点的风速也是不同的，在沿海、山口、城市边缘等地方风速较大，在城市中心建筑物密集处风速则较小。对这些 不同处，采用地面粗糙度来表示，《建筑结构荷载规范》GB 50009将地面粗糙度类别分为A、B、C、D四类: —A类指近海海面和海岛、海岸及沙漠地区; —B类指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区; —C类指有密集建筑群的城市市区; —D类指有密集建筑群且房屋较高的城市市区; 在设计计算门窗的风荷载标准值时，须按建筑所处的位置确定其地面粗糙度类别。 3.局部风压体型系数 ,s1 风力在建筑物表面上的分布是很不均匀的，它取决于其平面形状、立面体型和高宽比。通常，在迎风面上产生风压力(正风压)，在侧风面和背风面产生风吸力(负风压)，迎风面的风压力在建筑物的中部最大，侧风面和背风面的风吸力则在建筑物的角区最大。为此，用体型系数来表示不同体形建筑物表面风力的大小。门窗属建筑围护构件，设计计算,z 门窗的风荷载标准值时，风荷载体形系数按《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的局部风 计算。需要注意的是，对门窗最易产生大的破坏作用的负风压极值往往出压体型系数,s1 现在建筑物侧风面和背风面的角部，对此部位，规范规定的局部风压体型系数为-1.8，同时，对封闭式建筑物还需考虑其内表面?0.2内压的叠加。所以，当计算建筑角部的门窗风压时，通常需按-2.0的局部风压体型系数来进行计算。 4.风压高度变化系数 ,z 在大气边界层内，风速随离地面高度的增加而增大。当气压场随高度不变时，风速随高度增大的规律，主要取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。离地面越高，空气流动受地面粗糙度的影响越小，风速越大，风压也越大。通常认为在离地面高度为300,500m时风速不再受地面粗糙度的影响，也即达到所谓“梯度风速”，该高度称为梯度风高度。地面粗糙度等级低的地区，其梯度风高度比等级高的地区为低。由于《建筑结构荷载规范》GB 50009的基本风压是按10m高度给出的，所以，计算不同建筑高度上的风压时应乘以风压高度变化系数。风压高度变化系数见表5-2。 ,,zz 表5-2 风压高度变化系数, z 地面粗糙度类别 离地面或海平 面高度(m) A B C D 5 1.17 1.00 0.74 0.62 10 1.38 1.00 0.74 0.62 15 1.52 1.14 0.74 0.62 20 1.63 1.25 0.84 0.62 30 1.80 1.42 1.00 0.62 40 1.92 1.56 1.13 0.73 50 2.03 1.67 1.25 0.84 60 2.12 1.77 1.35 0.93 70 2.20 1.86 1.45 1.02 80 2.27 1.95 1.54 1.11 80 2.34 2.02 1.62 1.19 100 2.40 2.09 1.70 1.27 150 2.64 2.38 2.03 1.61 200 2.83 2.61 2.30 1.92 250 2.99 2.80 2.54 2.19 300 3.12 2.97 2.75 2.45 350 3.12 3.12 2.94 2.68 400 3.12 3.12 3.12 2.91 ?450 3.12 3.12 3.12 3.12 5. 高度z处的阵风系数 ,gz 由于风速是脉动的，所以作用在建筑物上的风压为平均风压加上由脉动风引起的导致结构风振的等效风压。对于门窗这类围护结构，由于其刚性一般较大，在结构效应中可不必考虑其共振分量，仅在平均风压的基础上乘上相应的阵风系数，近似考虑脉动风瞬间的增大因素。阵风系数与地面粗糙度、围护结构离地面高度有关，具体数值见表5-3 。 表5-3 阵 风 系 数, gz 地面粗糙度类别 离地面或海平 面高度(m) A B C D 5 1.69 1.88 2.30 3.21 10 1.63 1.78 2.10 2.76 15 1.60 1.72 1.99 2.54 20 1.58 1.69 1.92 2.39 30 1.54 1.64 1.83 2.21 40 1.52 1.60 1.77 2.09 50 1.51 1.58 1.73 2.01 60 1.49 1.56 1.69 1.94 70 1.48 1.54 1.66 1.89 80 1.47 1.53 1.64 1.85 80 1.47 1.52 1.62 1.81 100 1.46 1.51 1.60 1.78 150 1.43 1.47 1.54 1.67 200 1.42 1.44 1.50 1.60 250 1.40 1.42 1.46 1.55 300 1.39 1.41 1.44 1.51 6.门窗风荷载标准值 wk 为50年一遇的阵风风压值。我国国家标准规定，以风荷载标准值为门窗的抗风wk压性能分级值，即。在此风压作用下，门窗的受力杆件相对挠度当门窗镶嵌单P,wP3k3 层玻璃、夹层玻璃时:;门窗镶嵌中空玻璃时:。绝对值不应超[,],L/100[,],L/150过20mm，取其较小值。 5.2.2水密性能 门窗在风雨同时作用下应保持不渗漏，以发生严重渗漏压力差的前一级压力差作为水 2密性能分级指标值。水密性能试验淋水量:稳定加压阶段为2 L/( m.min)，波动加压阶 2段为3 L/( m.min)。 铝合金门窗水密性能分级指标值ΔP按表5-4规定。 表5-4 水密性能分级 (Pa) 分级 1 2 3 4 5 6 分级指标值PPPPP100?Δ150?Δ250?Δ350?Δ500?ΔP?700 ΔΔP ,150 ,250 ,350 ,500 ,700 注: 第6级应在分级后同时注明具体检测压力差值。 铝合金门窗水密性能设计指标即风压力差值ΔP，应根据建筑物所在地的气象观测数据，最少按10年一遇的降雨强度时的风速超过频率确定门窗水密性能设计用风速，按v0下式计算: (5-2) ,P,0.9,,vz0 式中:— 任意高度Z处的瞬时风速风压力差值(Pa); ,P3 — 空气密度(t/m)，可按国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009附录D的, 规定进行计算; — 风压高度变化系数; ,z — 水密性能设计用10min平均风速(m/s)。 v0 铝合金门窗水密性能设计指标也可按下式计算: (5-3) ,P,1000C,wz0 式中: — 任意高度Z处的瞬时风速风压力差值(Pa); ,P — 水密性能设计计算系数:对于受热带风暴袭击的地区取值为0.5;对于其C 他非受热带风暴袭击的地区取值为0.4; — 风压高度变化系数; , Z — 基本风压(kN/?)。 w0 对于建筑门窗，水密性能的优劣直接影响产品的正常使用。因此，须合理设计铝合金门窗结构，采取有效的结构防水和密封防水措施，保证水密性能设计的基本要求。 一般来说，平开型门窗水密性能要优于普通推拉门窗。原因在于平开型门窗窗扇和窗框间均设有2,3道橡胶密封胶条密封，在窗扇关闭时通过锁紧装置可将密封胶条压紧，形成有效密封，而且中间空腔很容易形成等压腔，因此可以设计生产出密封性能非常优越的门窗。普通的推拉门窗活动扇与上下滑轨间存在较大缝隙，且相临的两个窗扇不在同一个平面上，两个窗扇之间没有密封压紧力存在，仅仅依靠毛条进行重叠搭接，而毛条之间存在缝隙，密封作用较弱，所以推拉门窗防水密封性能相对较差，一般只能达3级左右。所以，在对水密性能有较高要求的场所，应尽量采用平开型门窗。 对于不同的门窗结构型式，则应分别采取不同的防水构造措施。如对于平开门窗，可设置多道密封，进行压力平衡的防水设计，活动扇与窗框的搭接量不宜小于7mm ，同时可在门窗水平缝隙上方设置一定宽度的披水板;对于固定门窗，通常采用密封胶或密封胶条塞缝的密封防水措施;对于推拉门窗，可采用提高门窗下框室内侧翼缘挡水高度等结构防水措施，据一般经验，水密性能风压力差值10Pa约需下框翼缘挡水高度1mm以上。所以， 推拉门窗下框室内侧翼缘应根据门窗水密性能要求，设置足够的挡水高度。在需设置排水孔时，排水孔的开口尺寸最小应在6mm以上，以防止排水孔被水封住。组合门窗应尽量减少外露拼缝，因结构原因无法避免外露拼缝时，则拼缝处型材两接触面宜形成90?折角，以便于密封胶注胶。 门窗应采用耐久性好并具有良好弹性的密封胶或密封胶条进行玻璃镶嵌密封和框扇之间的密封，以保证长期的密封效果。因此，不宜采用性能低、弹性差、易老化的改性PVC塑料密封条，而应采用硫化橡胶类密封胶条或热塑性弹性体类密封条如:三元乙丙(EPDM)、氯丁胶(CR)、硅橡胶(MVQ)、增塑聚氯乙烯(PPVC)等。推拉门窗采用毛条密封时，应选用毛束致密中间加胶片型毛条，毛条的毛束应经硅化处理，以防止毛束吸水后倒伏，失去密封作用，毛条的毛束应整齐、致密、牢固，较长时间的施压后仍能恢复正常状态。 密封胶条和密封毛条应保证在门窗四周的连续性，形成封闭的密封结构。 铝合金门窗型材构件连接和连接螺栓、螺钉处均会有装配缝隙，所有这些装配缝隙均应采取涂密封胶和采用防水密封型螺钉等密封防水措施。 门窗的水密性能高低，除了与门窗本身的构造设计和产品质量有关外，门窗框与洞口墙体安装间隙的防水密封处理也至关重要，如处理不当，将容易发生渗漏，所以应注意完善其结合部位的防、排水构造设计。门窗下框与洞口墙体之间的防水构造，可采用底部带有止水板的一体化下框型材，或采用与窗框型材配合连接的披水板，这些措施均是有效的防水措施。但这样的做法需相应的窗台构造配合，并会提高工程建设价格，应全面考虑。 铝合金门窗洞口墙体外表面应有排水措施，外墙窗楣应做滴水线或滴水槽，窗台面应做流水坡度，滴水槽的宽度和深度均不应小于10mm。 并且要使门窗在洞口中的位置尽可能与外墙表面有一定的距离，以防止大量的雨水直接流淌到门窗表面。 对于有较高水密性能要求的开启门窗，可采取提高铝合金门窗构件刚度、多道有效密封和采用多点锁紧装置等措施，有效提高铝合金门窗的水密性能。 5.2.3气密性能 门窗的气密性能以压力差为10Pa时单位时间内通过门窗单位缝长空气渗透量和单q1位面积空气渗透量为分级指标值。 q2 铝合金门窗气密性能分级指标值，按表5-5的规定。 qq12 表5-5 气密性能分级 分级 1 2 3 4 5 6 7 8 单位开启缝长 3.0? 2.0? 1.5? 1.0? 4.0?3.5?2.5?qqq?0.5 q分级指标值q11,3.5 ,3.0 ,2.5 ,2.0 ,1.5 ,1.0 ,0.5 3(m/(m?h)) 单位面积 10.5? 7.5? 6.0? 4.5? 3.0? 12?9.0?qqq?1.5 q分级指标值q22,10.5 ,9.0 ,7.5 ,6.0 ,4.5 ,3.0 ,1.5 32(m/(m?h)) 铝合金门窗气密性能设计指标应根据建筑物用途和要求确定，同时，因门窗的气密性能会影响门窗的保温性能，所以，尚应符合建筑物所在地区建筑热工与建筑节能设计标准的具体规定。 妥善处理好门窗玻璃镶嵌以及框扇开启缝隙的密封，是提高门窗气密性能的重要环 节。因此，应合理设计铝合金门窗的构造型式，提高门窗缝隙空气渗透阻力。采用耐久性好并具有良好弹性的密封胶或密封胶条进行玻璃镶嵌密封和框扇之间的密封。以保证良好、长期的密封效果。推拉门窗采用毛条密封时，可选用中间加胶片的密封毛条进行密封。密封胶条和密封毛条应保证在门窗四周的连续性，形成封闭的密封结构。铝合金门窗构件连接部位和五金件装配部位，应采用密封材料进行妥善的密封处理。另外，门窗框与洞口墙体间的装配缝隙和构件间的装配缝隙也应进行妥善密封处理。 5.2.4保温性能 门窗应满足建筑节能和热工要求。为此，应按不同建筑热工设计区分冬季保温和夏季防热对门窗的不同要求，以及有关建筑节能设计标准的相关规定，合理确定门窗的传热系数和遮阳系数设计指标。 我国地域辽阔，各地气候环境差别巨大。从北到南分布了严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区和夏热冬暖地区四个气候分区。在不同的气候条件下，为满足建筑节能和热工的要求，对门窗的性能要求也不同，门窗设计时所需采取的措施自然也有所不同。表5-6为《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》JGJ26—95中规定的“不同地区采暖居住建筑窗户传热系数限值表”和建议窗户配置。 表5-6 门窗传热系数限值与铝合金门窗配置表 采暖期室外门窗K 值 平均温度代表性城市 门窗相应配置 备 注 2 W/(m, K) (?) 郑州、西安、 北京地方规定 2.0,,3.0 石家庄、北京、 4.70,4.00 中空玻璃门窗 K ? 2.8 2、兰州等 W/(m, K) 西宁、银川、 中空玻璃窗或隔热型,3.1,,4.0 ?4.00 丹东等 材中空玻璃门窗 张家口、沈阳、 隔热型材中空 ,4.1,,7.0 ?3.00 抚顺等 玻璃门窗 长春、哈尔滨、 隔热型材Low-E中空,7.1,,11.0 ?2.50 佳木斯等 玻璃门窗 隔热型材Low-E中空伊春、海拉尔、 黑龙江、内蒙 ,11.1,,14.5 ?2.00 玻璃窗或真空玻璃门满洲里等 部分地区 窗双层扇窗或双重门窗 《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134—2001中规定不同朝向、不同窗墙面2积比的外窗传热系数限值为2.5,4.7 W/(m, K)，其所需要的门窗配置可参见上表。 《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75—2003分南区、北区居住建筑对外窗传热系数和遮阳系数分别作了不同的规定。其中对南区居住建筑外窗特别强调了外窗的综合遮阳系数，规定不同窗墙面积比的外窗综合遮阳系数SC限值为0.3,0.9，而对外窗传热系数没作限制。 《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005根据不同地区、不同窗墙比和不同建筑体形系数规定了不同的门窗传热系数和遮阳系数，详见表5-7、表5-8。 表5-7 严寒地区和寒冷地区单一朝向外窗传热系数和遮阳系数限值 体形系数?0.3 0.3,体形系数?0.4 遮阳系数SC遮阳系数SC 传热系数 K传热系数K (东、南、西(东、南、西22W/(m, K) W/(m, K) 向/北向) 向/北向) 窗墙面积比?0.2 ?3.0 — ?2.7 — 0.2,窗墙面积?0.3 ?2.8 — ?2.5 — 严寒地区 0.3,窗墙面积?0.4 ?2.5 — ?2.2 — A区 0.4,窗墙面积?0.5 ?2.0 — ?1.7 — 0.5,窗墙面积?0.7 ?1.7 — ?1.5 — 窗墙面积比?0.2 ?3.2 — ?2.8 — 0.2,窗墙面积?0.3 ?2.9 — ?2.5 — 严寒地区 0.3,窗墙面积?0.4 ?2.6 — ?2.2 — B区 0.4,窗墙面积?0.5 ?2.1 — ?1.8 — 0.5,窗墙面积?0.7 ?1.8 — ?1.6 窗墙面积比?0.2 ?3.5 — ?3.0 — 0.2,窗墙面积?0.3 ?3.0 — ?2.5 — 寒冷地区 0.3,窗墙面积?0.4 ?2.7 ?0.70/— ?2.3 ?0.70/— 0.4,窗墙面积?0.5 ?2.3 ?0.60/— ?2.0 ?0.60/— 0.5,窗墙面积?0.7 ?2.0 ?0.50/— ?1.8 ?0.50/— 表5-8 夏热冬冷地区和夏热冬暖地区单一朝向外窗传热系数和遮阳系数限值 2传热系数K W/(m, 遮阳系数SC K) (东、南、西向/北向) 窗墙面积比?0.2 ?4.7 — 夏热冬冷地区 0.2,窗墙面积?0.3 ?3.5 ?0.55/— 0.3,窗墙面积?0.4 ?3.0 ?0.50/0.60 0.4,窗墙面积?0.5 ?2.8 ?0.45/0.55 0.5,窗墙面积?0.7 ?2.5 ?0.40/0.50 窗墙面积比?0.2 ?6.5 — 0.2,窗墙面积?0.3 ?4.7 ?0.50/0.60 夏热冬暖地区 0.3,窗墙面积?0.4 ?3.5 ?0.45/0.55 0.4,窗墙面积?0.5 ?3.0 ?0.40/0.50 0.5,窗墙面积?0.7 ?3.0 ?0.35/0.45 从上述我国相关建筑节能标准对门窗热工性能的要求可以看出，不同气候地区建筑门窗所要达到的保温性能和遮阳性能是完全不同的。所以，门窗设计时应按不同建筑热工设计分区冬季保温和夏季防热对门窗的不同要求，以及有关建筑节能设计标准的相关规定，合理确定门窗的保温性能和遮阳性能设计指标。 2 门窗保温性能以门窗传热系数K值,W/(m, K),表示。分级和指标值按表5-9规定。 2表5-9 保温性能分级 ,W/(m, K), 分 级 1 2 3 4 5 K?4.0,K?3.5,K?3.0,K?5.0,分级指标值 K?5.0 4.0 3.5 3.0 2.5 分 级 6 7 8 9 10 2.5,K?2.0,K?1.6,K?1.3,K?分级指标值 K,1.1 2.0 1.6 1.3 1.1 确定门窗的保温性能，可采用实测的方法确定，也可通过模拟计算的方法确定。门窗的热工设计计算，应按行业标准《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151进行。 有保温要求的门窗应从门窗型式、材料、构造等多方面采取相应措施，以满足门窗的保温性能要求。 1.门窗型式上 应采用密封性能良好的门窗型式，如平开门窗等。 2.材料选用上 1)采用中空玻璃 对门窗的保温性能来讲，门窗玻璃的合理选用至关重要，为了达到门窗保温节能的目的，都需要采用中空玻璃，采用中空玻璃是提高门窗保温性能、降低建筑能耗最经济、也是最有效的途径之一，必要时还须采用Low-E中空玻璃及内充氩气等措施以进一步提高门窗的保温性能。表5-10列出了部分保温门窗常用玻璃及其传热系数、遮阳系数和隔声量参考数据: 表5-10 常用中空玻璃传热系数、遮阳系数和隔声量一览表 序中空层 K值 隔声量玻璃种类 玻璃厚度 遮阳系数 2号 气体 W/(m, K) (dB) 1 浮法中空玻璃 6+9A+6 空气 3.0,3.4 0.87,0.9 30,35 2 浮法中空玻璃 6+12A+6 空气 2.5,3.0 0.87,0.9 30,35 3 三层中空玻璃 6+12A+6+12A+6 空气 2.0,2.2 0.80,0.82 35,40 3 热反射镀膜中空玻璃 6+12A+6 空气 2.5,2.8 0.25,0.55 30,35 4 Low,E中空玻璃 6+12A+6 空气 1.5,2.1 0.3,0.6 30,35 氩气或其它5 Low,E中空玻璃 6+12A+6 1.2,1.5 0.3,0.6 30,35 惰性气体 2注 1. 普通6mm单层玻璃的传热系数?5.2,6.0 W/(m, K); K 2. 随着玻璃厚度和空气层厚度的变化;K值会有所变化，玻璃厚度和空气层厚度越大，玻璃的K 值也越小，但当空气层厚度?12mm时，进一步增大空气层厚度效果就不是那么明显了; 3. 各厂家、各品牌玻璃其传热系数、遮阳系数和隔声量不尽相同，故上述数据仅供参考，具体K 值以厂家提供的数值为准。 2)采用隔热铝合金型材 隔热铝合金型材采用非金属材料将铝合金框材进行隔断，有效地解决了铝合金窗框材2料导热性强的问题。无隔热的铝合金型材传热系数K为6.0 W/(m, K)左右，而隔热铝合金2型材传热系数K值可降到1.8,3.5 W/(m, K)。 目前，我国隔热铝合金型材主要采用穿条式(铝合金型材，高强度增强尼龙66隔热 灌注法(铝合金型材，聚氨基甲酸乙脂材料)两种断热方式。采用穿条式时，通过条)和 改变隔热条尺寸和形状，将能获得不同隔热性能的铝合金型材。表5-11列出了铝合金保温门窗主材配置及其可达到的传热系数参考表。同样，当采用灌注法时，也可通过改变隔热槽设计来达到所需要的隔热性能。 表5-11 铝合金门窗主材配置及传热系数参考表 门窗传热系数 铝型材断面简图 主要材料配置和隔热措施 2K(W/(m, K) 断热铝型材(尼龙66隔热条宽 14.8mm)。 2.8?K?3.5 普通中空玻璃 断热铝型材(尼龙66隔热条宽 20mm)。 K?2.8 2.0? Low-E中空玻璃 断热铝型材(尼龙66隔热条 宽26mm,带枝型或在空腔填充 隔热材料)。 K?2.0 Low-E中空玻璃，并填充惰性 气体或真空玻璃。 其它相应保温隔热措施 2需要说明的是，隔热铝合金保温门窗要达到保温系数?2.0 W/(m, K)，除了需要采K 用高性能的隔热铝合金型材和真空玻璃或Low,E中空玻璃外，结构设计上还需采取许多进一步提高门窗保温性能的措施，如型材结构设计要求更为合理;中空玻璃采用暖边隔条并内充氩气;型材空腔和装配空腔填充隔热材料;框、扇装配空腔采用特殊胶条进行密封并分隔等等。如需进一步提高保温性能，也可采用双重门窗。 3(门窗密封构造 在建筑能耗中，由外门窗空气渗透造成的建筑热量损耗占了相当大的比例，约占建筑外围护结构总散热量的23.1%。因此，提高门窗的气密-性能，减少因漏气而产生的热量损失也是提高门窗保温性能非常重要的一环。保温门窗应十分注意门窗气密性能设计，在门窗型材构造、密封材料选择和加工安装等各方面都须采取相应的措施。图5-1为铝合金保温窗构造示意图。 图5-1 铝合金保温窗构造示意图 5.2.5遮阳性能 夏热冬冷地区门窗设计需兼顾冬季保温和夏季遮阳，夏热冬暖地区门窗节能设计则主要应考虑夏季遮阳。在夏热冬暖地区，通过建筑外窗传入室内的热量中，占窗面积80%左右的玻璃得热是第一位的，其次是门窗缝隙空气渗透传热，窗框所传热量占第三位。太阳辐射对建筑能耗影响很大，其通过窗户进入室内的热量是造成夏季室内过热和加大空调能耗的主要原因，建筑外窗因太阳辐射得热远比因温差得热来得大。计算机模拟计算结果表明，窗户采取有效的遮阳措施，可明显降低建筑能耗约10,20%，而门窗传热系数的改变，对建筑能耗影响不大。因此，对于炎热地区，提高门窗遮阳性能是门窗节能设计的首要任务。 门窗遮阳性能以遮阳系数SC表示，分级及指标值应符合表5-12的规定。 表5-12 门窗遮阳性能分级 分级 1 2 3 4 5 6 7 分级指标SCSCSCSCSC,0.3?SCSC?0.8?0.7?0.6?0.5?0.4? 值SC ,0.7 ,0.6 ,0.5 ,0.4 0.3 ,0.2 0.2 提高铝合金门窗遮阳性能的常用方法主要有: 太阳辐1(设置遮阳效果良好的门窗活动外遮阳:如外卷帘、外百叶等。为了有效阻挡射，设置门窗活动外遮阳，是最直接有效的办法，其能遮挡约90%的太阳辐射热量。尤其在夏热冬冷这一类既要考虑窗户夏季遮阳，又要使其在冬季尽可能多的利用太阳辐射热量的地区，使用活动外遮阳节能效果更为明显。 2(采用能有效阻挡太阳能辐射的玻璃配置:玻璃的遮阳性能用遮阳系数表示，遮阳系数越小，遮阳性能越好。随着玻璃工业技术和铝合金门窗技术的发展，按需要来选择理想的外窗遮阳性能和采光性能已成为可能，各种不同光学性能玻璃的不断涌现，为我们营造良好的居室遮阳和自然光照环境提供了很大的选择空间。为了提高门窗的遮阳性能，可选择如下玻璃配置: 1) 热反射玻璃:又称阳光控制镀膜玻璃，能将40,80%的太阳辐射热阻隔在室外，同时减少眩光，使外观显现不同的色彩，还具有单向透视性，装扮修饰的效果好。 热反射中空玻璃:将热反射镀膜玻璃与普通透明玻璃合成中空玻璃，集热反射镀2) 膜玻璃与中空玻璃的两种优点于一身，传热系数和遮阳系数低，隔声量高，保温、隔热、隔声综合性能优良。 3)遮阳型Low-E中空玻璃:具有很好的遮阳和阻隔温差热传导效果，冬季亦能保持室内热量，改善室内舒适度。采光、隔热、保温综合效果好，是炎热地区非常理想的窗玻璃材料。 3(采用中空玻璃内置电动遮阳帘:此窗型遮阳效果好，功能多样，使用方便、灵活，且外观美观、简洁。但由于成本偏高，影响其大量推广使用。 4(采用窗户的内遮阳:如内卷帘、内百叶、隔热窗帘等。此方法因其简便易行，是我国目前使用较为普遍的外窗遮阳方法。表5-13为常用室内遮阳设施遮阳系数参考表。 表5-13 室内遮阳设施的遮阳系数 内遮阳类型 颜色 遮阳系数 白布帘 浅色 0.50 浅蓝布帘 中间色 0.60 深黄、紫红、深绿布帘 深色 0.65 活动百叶帘 中间色 0.60 在上述的几种遮阳方式中外卷帘或外百叶遮阳效果最好，其能遮档约90%的太阳辐射 能量，而采用厚窗帘内遮阳约能阻档60%左右的太阳辐射能量，但更经济易行。 5.2.6 隔声性能 门窗应满足隔声性能的要求。以其对空气声计权隔声量为隔声性能的分级值。铝合金 门窗的空气声隔声性能分级及指标值按表5-14规定。 表5-14 门窗空气声隔声性能分级 (dB) 分级 外门、外窗的分级指标值 内门、内窗的分级指标值 1 20 ? R + C ,25 20 ? R + C ,25 w tr w 2 25 ? +,30 25 ? +,30 R C R C w tr w 3 30 ? R + C ,35 30 ? R + C ,35 w tr w 4 35 ? R + C ,40 35 ? R + C ,40 w tr w 5 40 ? R + C ,45 40 ? R + C ,45 w tr w 6 R + C ? 45 R + C ? 45 w trw 注:用于对建筑内机器、设备噪声源隔声的建筑内门窗，对中低频噪声宜用外门窗的指标值进行分级;对中高频噪声仍可采用内门窗的指标值进行分级。 建筑物外门窗空气声隔声性能设计，应按各类建筑隔声设计规范的规定，根据建筑物 各种用房的允许噪声级标准和室外噪声环境情况，按照各个墙体的隔声要求具体确定门窗 隔声性能指标。一般情况下，建筑外门窗隔声性能指标值不应低于25dB。 《民用建筑隔声设计规范》GBJ118规定的室内允许噪声级见表5-15。 表5-15 部分民用建筑室内允许噪声级单位:,dB(A), 房间名称 特级 一级 二级 三级 住 宅 建 筑 卧室、书房 ?40 ?45 ?50 起居室 ?45 ?50 ?50 学 校 建 筑 语音教室 ? ?40 ? ? 一般教室 ? ? ?50 ? 办公室 ? ? ? ?55 医 院 建 筑 病房、医务室 ? ?40 ?45 ?50 门诊 ? ?55 ?55 ?60 手术室 ? ?45 ?45 ?50 听力测试室 ? ?25 ?25 ?30 旅 馆 建 筑 客房 ?35 ?40 ?45 ?50 会议室 ?40 ?45 ?50 ?50 多用途大厅 ?40 ?45 ?50 ? 办公室 ?45 ?50 ?55 ?55 餐厅、宴会厅 ?50 ?55 ?60 ? 门窗的隔声性能主要取决于占门窗面积约80%的玻璃的隔声效果。单层玻璃的隔声效果有限，通常采用单层玻璃时门窗的隔声性能只能达到29dB以下，提高门窗隔声性能最直接有效的方法就是采用隔声性能良好的中空玻璃或夹层玻璃，同时采用密封性能良好的门窗型式，注意门窗玻璃镶嵌缝隙、框扇开启缝隙和门窗框与洞口墙体间装配缝隙的妥善密封。对于有很高隔声性能要求的门窗，也可采用中空夹层玻璃或双层窗构造。 对各种玻璃的隔声量常用经验公式估算: 单层玻璃: (5-4) R,10lgM，12 夹层玻璃: (5-5) R,10lgM，12，,R 1 中空玻璃: (5-6) R,10lgM，12，,R 222式中 M ? 玻璃面密度，6mm玻璃M=215.4kg/m;8mm玻璃M=20.5kg/m;10mm玻璃22M=25.6kg/m;12mm玻璃M=30.7kg/m; ?R? 夹层材料附加隔声量;膜厚0.38mm时取4dB，膜厚0.76mm时取5.5dB，膜1 厚1.52mm时取7dB; ?R? 中空玻璃空气层附加隔声量，A=6mm时取1dB，A9mm时取2dB;A=12mm时2 = 取2.5dB。 5.2.7采光性能 建筑外窗采光性能指标即窗户的透光折减系数T，应根据《建筑采光设计标准》 GB/T r 50033规定进行的侧面采光系数最低值计算，按照侧面采光的总透射比的要求确定。铝合金门窗采光性能分级及指标值T按表5-16规定。 r 表5-16 采光性能分级 分级 1 2 3 4 5 分级指标值0.20? T0.30? T0.40? T0.50? Trrrr ?0.60 TrT ,0.30 ,0.40 ,0.50 ,0.60 r 注: T值大于0.60时应给出具体值。 r 建筑外窗采光性能指标的设计要求，尚应考虑各地区建筑节能设计标准对外窗的综合遮阳系数要求而合理确定。同时，要按门窗采光性能要求合理设计门窗窗框比和按门 窗采光性能要求合理选配玻璃。门窗玻璃是门窗采光性能的决定性因素，应按门窗性能要求的不同，合理选配。对于在许多需要兼顾采光和遮阳的场合下，选择具有良好遮阳和采光综合性能的外窗玻璃显得很重要，如在南方炎热地区采用具有良好遮阳性能和透光性能的遮阳型Low-E中空玻璃，而在北方寒冷地区采用Low-E中空玻璃等。 5.2.8 防雷要求 门窗为附属于建筑主体结构的围护构件，门窗的金属框架不单独作防雷接地，而是利用主体结构本身的防雷体系。故对于须防侧击雷的建筑物外墙门窗，应使门窗与建筑物防雷体系进行可靠连接，并保持导电通畅。 建筑外窗的防雷设计，应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》 GB 50057的规定。一、二、三类防雷建筑物，其建筑高度分别在30m、45m、60m及以上的外墙窗户，应采取防侧击和等电位保护措施，与建筑物防雷装置进行可靠连接。一般建筑，门窗冲击接地电阻不应大于10Ω。对于采用共同接地的系统，为保证仪器设备的安全，冲击接地电阻不应大于1Ω。 窗外框与洞口墙体连接固定用的连接件可作为防雷连接件使用，应保证该连接件与窗框具有可靠的导电性连接。固定连接件与窗框采用卡槽连接时，则应另外采用专门的防雷连接件与窗框进行可靠的螺钉或铆钉机械联接。 采用穿条式隔热铝型材制作门窗时，必要时可采取相应避雷构造措施进行内外侧铝型材跨接，保证铝合金门窗室外侧型材与建筑物避雷体系可靠连接。 窗外框与防雷连接件连接处， 应先除去其非导电的表面处理涂层，再与防雷连接件连接。 2防雷连接导体可采用热镀锌处理的直径?8mm的圆钢或截面积?48mm、厚度?4mm的扁钢，并分别与建筑物防雷装置和窗框防雷连接件进行可靠的焊接连接。 5.2.9玻璃防热炸裂要求 门窗玻璃(主要是大板面玻璃和着色玻璃)的设计选用,应考虑玻璃品种(吸热率、边缘强度)、使用环境(玻璃朝向、遮挡阴影、环境温度、墙体导热)、玻璃边部装配约束(明框镶嵌、隐框胶结)等各种因素可能造成的玻璃热应力问题，以防止玻璃热炸裂产生。 门窗玻璃除北向窗户外，均应按照现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》JGJ 113的有关规定，进行玻璃防热炸裂设计计算，并采取必要的防玻璃热炸裂措施。 玻璃在裁切时，其切口部位会产生很多大小不等的锯齿状凹凸，引起边缘应力分布不均匀，玻璃在运输、安装过程中，以及安装完成后，由于受各种作用的影响，容易产生应力集中，导致玻璃破碎。因此，对于易发生热炸裂的玻璃裁割后，应对其边部进行倒角磨边等加工处理。同时，玻璃的镶嵌应采用弹性良好的密封衬垫材料。 钢化玻璃和半钢化玻璃，应在钢化和半钢化处理前进行倒棱和倒角处理。 玻璃室内侧的卷帘、百叶及隔热窗帘等内遮阳设施，与窗玻璃之间的距离不宜小于50mm。 5.3 铝合金门窗受力计算 5.3.1 概述 铝合金门窗作为建筑物外围护结构的重要组成部分，承受自重以及直接作用于其上的风荷载、地震作用和温度作用等，不分担主体结构承受的各种荷载和作用。铝合金门窗除 一定要具有足够的刚度和承载能力外，铝合金门窗自身结构、铝合金门窗与建筑洞口连接之间，须有一定的变形能力，以适应主体结构的变形，当主体结构在外荷载作用下产生变形时，不应使门窗构件产生过大的内力和不能承受的变形。 在铝合金门窗所承受的荷载和作用中，风荷载是主要的作用，其数值可达1.0, 25.0kN/m。地震荷载方面，根据《建筑抗震设计规范》(GB50011)规定，非结构构件的地震作用只考虑由自身重力产生的水平方向地震作用和支座间相对位移产生的附加作用，采用等效侧力方法计算。因为门窗自重较轻，即使按最大地震作用系数考虑，门窗的水平地 2震荷载在各种常见玻璃配置情况下的水平方向地震作用力一般处于0.04,0.4 kN/m的范 2围内，其相应的组合效应值仅为0.26 kN/m，远小于风压值。温度作用方面，对于温度变化引起的门窗杆件和玻璃的热胀冷缩，在构造上可以采取相应措施有效解决，避免因门窗构件间挤压产生温度应力造成门窗构件破坏，如门窗框、扇连接装配间隙，玻璃相镶预留间隙等。同时，多年的工程设计计算经验也表明，在正常的使用环境下，由玻璃中央部分与边缘部分存在温度差而产生的温度应力亦不致使玻璃发生破损。因此，在进行铝合金门窗结构设计时仅计算主要作用效应重力荷载和风荷载，地震作用和温度作用效应可不作计算，但在设计构造上应采取相应措施避免因地震作用和温度作用效应引起门窗构件破坏。 门窗风荷载的计算方法，参见5.2.1抗风压性能。门窗的重力荷载在通常情况下当门 2窗玻璃总厚度不超过6+6(中空或夹胶)时，可按400N/m进行计算。特殊情况下，则可按门窗工程所用材料按表5-24所给出的材料的重力密度标准值进行计算。 当受到外界风荷载作用时，门窗玻璃最先承受风荷载，传递给门窗受力杆件，门窗的连接件和五金件也是门窗结构中的主要承力构件。所以，在门窗结构受力分析计算时，应分别对门窗玻璃、受力杆件和连接件、五金件进行设计计算。 铝合金门窗玻璃的设计计算方法可按现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113的规定执行。按此计算方法，门窗玻璃的安全系数K=2.50，此时对应的玻璃失效概率为1‰。 铝合金门窗面板玻璃为脆性材料，为了不致由于门窗受力后产生过大挠度导致玻璃破损，同时也避免因杆件变形过大而影响门窗的使用性能—开关困难、水密性能、气密性能降低或玻璃发生严重畸变等，故对铝合金门窗受力杆件，需同时验算其挠度和承载力。 铝合金门窗连接件、五金件根据不同受荷情况，需进行抗拉(压)、抗剪和抗挤压强度验算。 根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定，对于承载能力极限状态，应采用下列设计表达式进行设计: ,S,R (5-7) 0 式中 ,— 结构重要性系数; 0 — 荷载效应组合的设计值(N); S R — 结构构件抗力的设计值(N); 门窗构件的结构重要性系数,，与门窗的设计使用年限和安全等级有关。考虑门窗为0 重要的持久性非结构构件，因此，门窗的安全等级一般可定为二级或三级， 其结构重要性系数,可取1.0。因此，上述设计表达式可简化表示为。本承载力设计表达式具S,R0 有通用意义，作用效应设计值S可以是内力或应力，抗力设计值R可以是构件的承载力设计值或材料强度设计值。 5.3.2材料力学性能 1. 铝合金型材的强度设计值 铝合金型材的抗拉、压强度设计值是根据材料的强度标准值除以材料性能分项系数取得的，本规范按《铝合金结构设计规范》GB50429规定材料性能分项系数取1.2，所以，rf相应的铝合金型材抗拉、压强度设计值为: ffaakk (5-8) ,,fa,1.2f 式中 ——铝合金型材强度设计值(N); f a ——铝合金型材强度标准值(N); f ak ——材料性能分项系数; r f 铝合金型材强度标准值一般取铝合金型材的规定非比例延伸强度，可按RRfP0.2P0.2ak 现行国家标准《铝合金建筑型材》GB 5237的规定取用。为便于设计应用，将上式计算得到的数值取5的整数倍，按照这一要求可计算得出铝门窗常用型材的强度设计值，见表5-17。 2表5-17 铝合金型材的强度设计值(N/mm) fa 强度设计值 f铝合金 a状态 壁厚(mm) 牌号 抗拉、抗压强度 抗剪强度 局部承压强度 T4 所有 90 55 210 6061 T6 所有 200 115 305 T5 所有 90 55 185 6063 T6 所有 150 85 240 T5 ?10 135 75 220 6063A T6 ?10 160 90 255 2(铝合金门窗常用钢材的强度设计值 门窗中钢材主要用于连接件(如连接钢板、螺栓等)，其计算和设计的基本要求应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定进行。其常用钢材的强度设计值亦按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用。 铝合金门窗常用钢材的强度设计值见表5-18。 2表5-18 钢材的强度设计值(N/mm) fs 钢材牌号 厚度或直径d(mm) 抗拉、抗压、抗弯强度 抗剪强度 端面承压强度 d?16 215 125 Q235 325 16,d?40 205 120 d?16 310 180 Q345 400 16,d?35 295 170 注:表中厚度是指计算点的钢材厚度，对轴心受力构件是指截面中较厚板件的厚度。 3(五金件、连接件强度设计值 在门窗的实际使用中，失效概率最大的即为门窗的五金件、连接件，如门窗锁紧装置、连接铰链和合页等。因此，受力的门窗五金件、连接件其承载力须满足其产品标准的要求，对尚无产品标准的受力五金件、连接件须提供由专业检测机构出具的产品承载力的检测

  。同时，考虑到门窗五金件、连接件主要用于门窗窗扇与窗框的连接、锁固和门窗的连接，一旦出现失效，将影响窗扇的正常启闭，甚至导致窗扇的坠落，宜具有较高的安全度。根据目前国内工程的经验，正常的情况下，门窗五金件、连接构件的总安全系数可取2.0，故抗力分项系数(或材料性能分项系数)可取为1.4。所以，当门窗五金件产品标准rrfR 或检测报告提供了产品承载力标准值(产品正常使用极限状态所对应的承载力)时，其承载力设计值可按承载力标准值除以相应的抗力分项系数(或材料性能分项系数)1.4rrRf确定。特殊情况下可按总安全系数不小于2.0的原则通过分析确定相应的承载力设计值。 4(门窗常用紧固件和焊缝的强度设计值或承载力设计值 计算门窗常用紧固件材料强度设计值时所取的抗力分项系数(或材料性能分项系数rR )分别为: rf 不锈钢螺栓、螺钉:总安全系数K=3，抗拉:;抗剪:; r,2.857r,2.15ff 抽芯铆钉:总安全系数K=1.8, ; r,1.286R 1)不锈钢螺栓、螺钉的强度设计值可按表5-19采用。 2表5-19 不锈钢螺栓、螺钉的强度设计值(N/mm) 抗剪强度 抗拉强度,ff类别 组别 性能等级 bsv 50 500 230 175 (A) A1、A2、A3、70 700 320 245 奥氏体 A4、A5 80 800 370 280 50 500 230 175 C1 70 700 320 245 110 1100 510 385 (C) 马氏体 C3 80 800 370 280 50 500 230 175 C4 70 700 320 245 45 450 210 160 (F) F1 铁素体 60 600 275 210 2)抽芯铆钉的承载力设计值可按表5-20采用。 表5-20 抽芯铆钉承载力设计值(N) 铆钉体直径，mm 性能 铆钉铆体载荷 等级 材料种类 3 (3.2) 4 5 6 抗剪 370 410 660 995 1455 10 抗拉 460 520 790 1185 1580 铝合金 抗剪 525 590 900 1440 2200 11 抗拉 675 760 1210 1920 2890 抗剪 790 900 1280 2075 3140 30 碳素钢 抗拉 950 1070 1625 2610 3900 抗剪 930 1450 2245 3300 5050 50 不锈钢 抗拉 1050 1835 2835 4315 6865 3) 焊缝材料强度设计值按现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定采用， 见表5-21。 2表5-21 焊缝的强度设计值(N/mm) 构件钢材 对接焊缝 角焊缝 抗拉和抗弯受拉抗拉、抗焊接方法和 抗压抗剪厚度或直W压和抗 f焊条型号 牌号 WWt径d(mm) ffWcV 剪 f一级、二级 三级 t自动、半自动焊 d?16 215 215 185 125 160 和E43型焊条的 Q235 16,d?40 205 205 175 120 160 手工焊 自动、半自动焊 d?16 310 310 265 180 200 和E50型焊条的 Q345 16,d?35 295 295 250 170 200 手工焊 自动焊、半自动 焊 d?16 350 350 300 205 220 Q390 和E55型焊条的 16,d?35 335 335 285 190 220 手工焊 注:1) 表中的一级、二级、三级是指焊缝质量等级，应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。厚度小于8mm钢材的对接焊缝，不宜采用超声波探伤确定焊缝质量等级。 2)自动焊和半自动焊所采用的焊丝和焊剂，应保证其熔敷金属的力学性能不低于现行国家标准《碳素钢埋弧焊用焊剂》GB/T5293和《低合金钢埋弧焊用焊剂》GB/T12470的相关规定。 3)表中厚度是指计算点的钢材厚度，对轴心受力构件是指截面中较厚板件的厚度。 5(铝合金门窗材料的弹性模量可按表5-22的规定采用。 2表5-22 材料的弹性模量E(N/mm) 材 料 E 5玻 璃 0.72?10 5铝合金 0.70?10 5钢、不锈钢 2.06?10 6(铝合金门窗材料的线 材料的线/ºC) 材 料 α -5玻 璃 1.00?10 -5铝合金 2.35?10 -5钢 材 1.20?10 -5不锈钢材 1.80?10 -5混凝土 1.00?10 -5砖 混 0.50?10 7(铝合金门窗材料的重力密度标准值可按表5-24的规定采用。 表5-24 材料的重力密度标准值(kN/m,) ,g ,材 料 g 普通玻璃、夹层玻璃、钢化玻璃、半钢化玻璃 25.6 夹丝玻璃 26.5 钢 材 78.5 铝合金 28.0 5.3.3铝合金门窗玻璃设计计算 在铝合金门窗设计中，玻璃的抗风压设计计算是十分重要的一环。玻璃承受的风荷载作用可视作垂直于玻璃面板的均布荷载，在进行门窗玻璃抗风压计算时可按《建筑玻璃应用作业规程》JGJ113的相关规定执行。 1(玻璃强度计算 1)玻璃承载力极限状态设计时，可采用考虑几何非线性的有限元法计算，玻璃强度设计值可按式(5-9)计算值采用，也可按表5-29采用，最大应力设计值不应超过玻璃强度设计值。 玻璃强度设计值应按下式计算: F,ccccF (5-9) g12340 式中 F— 玻璃强度设计值(MPa); g — 玻璃种类系数; c1 — 玻璃强度位置系数; c2 — 荷载类型系数; c3 — 玻璃厚度系数; c4 — 短期荷载作用下，浮法玻璃中部强度设计值，取28MPa。 F0 玻璃种类系数应按表5-25采用。 c1 表5-25 玻璃种类系数 c1 玻璃种类 浮法玻璃 半钢化玻璃 钢化玻璃 夹丝玻璃 压花玻璃 1.0 1.6-2.0 2.5-3.0 0.5 0.6 c1 玻璃强度位置系数应按表5-26采用。 c2 表5-26 玻璃强度位置系数 c2 强度位置 中部强度 边部强度 断面强度 1.0 0.8 0.7 c2 荷载类型系数应按表5-27采用。 c3 表5-27 荷载类型系数 c3 荷载类型 浮法玻璃 半钢化玻璃 钢化玻璃 短期荷载 c1.0 1.0 1.0 3 长期荷载 c0.31 0.5 0.5 3 玻璃厚度系数应按表5-28采用。 c4 -28 玻璃厚度系数 表5c4 玻璃厚度 5-12mm 15-19mm ?20mm 1.0 0.85 0.70 c4 在短期荷载和地震作用下，常用玻璃强度设计值可按表5-29采用。 2表5-29 短期荷载和地震作用下玻璃强度设计值(N/mm) fg 边部强度f中部强度 断面强度 ff种 类 厚 度(mm) ggg 5,12 28 22 20 浮法玻璃 15,19 24 19 17 ?20 20 16 14 5,12 56 44 40 半钢化玻璃 15,19 48 38 34 ?20 40 32 28 钢化玻璃 5,12 84 67 59 15,19 72 58 51 ?20 59 47 42 30采用。 在长期荷载作用下，常用玻璃的强度设计值可按表5- 2表5-30 长期荷载作用下玻璃强度设计值 (N/mm) fg 边部强度f中部强度 断面强度 ff种 类 厚 度(mm) ggg 5,12 9 7 6 浮法玻璃 15,19 7 6 5 ?20 6 5 4 5,12 28 22 20 半钢化玻璃 15,19 24 19 17 ?20 20 16 14 5,12 42 34 30 钢化玻璃 15,19 36 29 26 ?20 30 24 21 注:1)夹层玻璃和中空玻璃的强度设计值应按所采用的玻璃类型确定。 2)钢化玻璃强度设计值可达浮法玻璃强度设计值的2.5,3倍，表中数值是按3倍取的;如达不到3倍，可按2.5倍取值，也可根据实测结果予以调整。 3)半钢化玻璃强度设计值可达浮法玻璃强度设计值的1.6,2倍，表中数值是按2倍取的;如达不到2倍，可按1.6倍取值，也可根据实测结果予以调整。 4)断面指玻璃切割后的横断面，其宽度为玻璃厚度。 2)在进行玻璃承载力界限状态设计时，对于四边支撑和两对边支撑单片浮法矩形玻璃、单片半钢化矩形玻璃、单片钢化矩形玻璃和普通夹层矩形玻璃这一类门窗常用玻璃形状和支撑方式，可采用经过大量实验得出的半经验公式计算玻璃最大许用跨度的方法计算。最大许用跨度按下式计算: k3 (5-10) L,k(w，k)，k124 式中 — 风荷载设计值(kPa); w L— 玻璃的最大许用跨度(mm); 、、、— 常数，根据玻璃种类、长宽比和厚度应按表5-31,34采用。kkkk1324 长宽比超过5的按5取值，表5-31,34中没有的长宽比可分别计算其相邻两长宽比条件下的最大需用跨度，然后采用线性插值法计算最终的最大需用跨度。夹层玻璃的厚度采用去除胶片后玻璃净厚度。三边支撑可按两对边支撑取值。 计算夹丝玻璃和压花玻璃最大许用跨度时，可按表5-31中浮法玻璃的、、k、kk132采取对应系数，风荷载设计值应除以玻璃种类系数。 k4 计算真空玻璃最大许用跨度时，可按表5-34中普通夹层玻璃的、、k、采kkk1324用相应系数。 计算半钢化夹层玻璃和钢化夹层玻璃最大许用跨度。