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摘要：铝合金门窗是现在应用最广泛的一类门窗，本文就如何设计出满足建筑要求和功能的铝合金门窗提出一此思路和看法。
关键词：门窗；设计思路；铝合金门窗
门窗作为建筑外围护结构的组成部分，无论是高档建筑、还是普通住宅，都给予了不同的建筑功能和要求，如要满足建筑效果、防雨、采光、通风、视野、保温隔热、隔声等多种功能，才能为人们提供舒适、宁静的室内环境，实现社会可持续发展的要求。铝合金门窗是现在应用最广泛的一类门窗，本文就如何设计出满足建筑要求和功能的铝合金门窗提出一此思路和看法。
一、门窗的建筑设计
门窗是建筑的单元，是立面效果的装饰符号，最终体现出建筑的特点。尽管不同建筑对门窗的设计有不同的要求，门窗大样分格千变万化，但我们还是可以找寻出一些规律。
1．门窗立面分格要符合美学特点，分格设计时，要考虑如下因素
(1)分格比例的协调性。就单个玻璃板块来说，长宽比接近黄金分格比是美的，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、严肃；不等距自由划分则显示韵律、活泼和动感。
(3)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。
(4)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。
2．门窗颜色的选配(包括玻璃和型材的颜色)
门窗的颜色的选配是影响建筑最终效果的重要一环。在确定颜色时要与建筑设计师、业主等多方共同商定，最终要有建筑设计师的签字确认。
3．门窗的个性化设计
可以根据顾客的不同爱好和审美观点，设计出独特的门窗造型。
4．门窗的通透性
门窗立面在主视部位的视线高度范围内(1.5m～1.8m 左右)最好不要设置横框和竖框，以免遮挡视线。有些门窗需要采用高透光率的玻璃或者要求具有较大的开阔视野，便于观看室外风景。
5．门窗的采光和通风
门窗的通风面积和活动扇数量要满足建筑通风要求；同时门窗的采光面积也应满足《建筑采光设计标准》(GB/T50033-2001)的规定和建筑设计图的要求。《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)第4.2.4 条规定：建筑外窗每个朝向的窗墙面积比均不应大于0.70。当窗墙面积比小于0.40 时，玻璃的可见光透射比不应小于0.4。
二、门窗安全性设计
1．门窗铝型材壁厚要求
2．门窗玻璃安全设计
(1)玻璃的选择：玻璃厚度经计算确定，并不宜小于5mm。建筑下列部位的门窗必须采用安全玻璃(钢化玻璃或夹层玻璃)：
(a)7 层及7 层以上建筑外开窗；
(b)面积大于1.5 ㎡的窗玻璃；
(c)玻璃底边离最终装修面小于500mm 的落地窗；
(d)与水平夹角小于75°倾斜屋顶且距室内地面大于3m 的倾斜窗；
(e)玻璃面积大于0.5 ㎡的有框玻璃门；
(f)无框玻璃门应采用厚度不小于10mm 的钢化玻璃。
(2)玻璃与槽口搭接量和其它配合尺寸应符合《铝合金窗》(GB/T8479)中表5 和表6 的规定。
(3)玻璃与铝合金框槽应采用橡胶垫片柔性接触。
(4)玻璃应进行机械磨边处理，磨轮的目数应在180 目以上。
3．五金配件的选择和设计。
4．推拉门窗窗扇与上下框导轨搭接量应不小于10mm，并且必须安装防脱落块和防撞块等安全措施，防止窗扇掉落和开启时碰撞伤人。
5．建筑外墙面玻璃窗活动扇下框距室内地面高度应不低于900mm。特殊情况下如果低于900mm 时应采取其它防护安全措施(如增加防护栏杆等)。
6．铝合金门窗连接固定采用的螺钉、螺栓必须采用优质不锈钢制品，以防止电化腐蚀产生螺钉松动。不锈钢螺钉尽量采用机制螺纹，尽量避免使用自攻钉，螺钉连接最好设计成受剪状态。
7．门窗应与墙体可靠连接固定门窗与墙体连接方法主要有钢附框连接、燕尾铁脚焊接连接、燕尾铁脚与预埋件连接、固定钢片射钉连接、固定钢片金属膨胀螺栓连接等几种。燕尾铁脚厚度应≥3mm。固定钢片厚度≥1.5mm，宽度≥15mm。所有燕尾铁脚和固定钢片表面应进行热浸镀锌处理。门窗连接固定点间距一般在300mm～500mm 之间，不能大于500mm。
(1)钢附框适用于门窗与各种墙体的连接，安装精度高，连接可靠，但成本较高。
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(2)门窗与钢结构的连接可采用燕尾铁脚焊接连接方法。燕尾铁脚与钢结构的连接用钢条或钢角码焊接调节。
(3)门窗与轻质墙体的连接宜采用燕尾铁脚与预埋件焊接连接方法。燕尾铁脚与预埋件之间用钢条或钢角码焊接调节。
(4)门窗与钢筋混凝土墙体的连接可用固定钢片(或燕尾铁脚)射钉或金属膨胀螺栓连接等。当采用固定钢片连接固定门窗时，门窗四周边框与墙体之间的缝隙应采用水泥砂浆塞缝。水泥砂浆塞缝能使门窗外框与墙体牢固可靠地连接，并对门窗的框料起着重要的加固作用。当缝隙采用聚胺脂泡沫填缝剂或其它柔性材料填塞时，固定钢片应采用燕尾铁脚代替，以保证门窗与墙体的连接固定可靠度。
(5)门窗与砖墙的连接可用固定钢片(或燕尾铁脚)金属膨胀螺栓连接。在砖墙上严禁采用射钉固定门窗。同钢筋混凝土墙体一样，当采用固定钢片时缝隙应采用水泥砂浆塞缝，当缝隙采用聚胺脂泡沫填缝剂或其它柔性材料填塞时，应采用燕尾铁脚固定。
三、铝合金门窗的防水密封设计
1．铝合金门窗水密性能最低控制指标铝合金门窗水密性能最低指标可按下式取值且不小于250Pa(即铝合金门窗的水密性能不能低于3 级指标)：
P=k×μz×μs×W0
式中P：水密性设计取值（Pa）；
w0：基本风压（N/㎡）；
μz：风压高度变化系数；
μs：体形系数，可取1.2；
k：系数，沿海热带风暴和台风地区k 值取0.3，其它地方取0.25。
2．门窗结构防水设计
(1)铝合金门窗结构设计时积极采用等压原理，是提高门窗防水密封性能的最有效途径。
(2)活动扇与窗框的搭接量不能过小。平开窗活动扇与窗框的搭接量不宜小于7mm。
(3)尽量采用平开型门窗结构形式，少用或不用推拉型门窗结构形式。由于推拉型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，密封作用非常微弱，所以推拉门窗防水密封性能很差。而平开型门窗窗扇和窗框间均设有2～3 道密封橡胶胶条密封，在窗扇关闭锁紧后密封橡胶条压得很紧，而且中间空腔很容易形成等压腔，因此可以设计出密封性能非常优越的门窗。
(4)门窗安装玻璃的铝合金玻璃压线宜设计在室内方向，避免玻璃压线与窗框之间的细微缝隙渗水。
(5)推拉类型门窗下滑室内侧要设计足够高的挡水板，否则当室外雨水有一定压力时，雨水将越过挡水板流入室内。
(6)门窗活动扇上部应设置披水板，下部设置排水孔。
(7)组合门窗尽量减少外露拼缝，因为细微缝隙无法采用密封胶密封而产生渗漏。因结构原因无法避免外露拼缝时，则拼缝处型材两接触面形成90°，便于注密封胶密封。
3．门窗四周与墙体结构之间的缝隙处理
洞口周边的墙体质量好坏及其尺寸的精确与否，对门窗防水性能有极其重要的影响。所以洞口周边墙体应尽可能采用混凝土结构，尽量避免劣质砌体的使用。门窗与洞口墙体周边的标准间隙应控制在25mm 之间，其最大尺寸不应超过40mm，最小不小于15mm，否则应进行修整后方可进行门窗的安装。
目前铝门窗外框与墙体的缝隙填塞主要有两种方法：
(1)水泥砂浆填塞法。这是施工最简单、应用最广泛的一种方法。水泥砂浆填缝时要注意以下问题：
(a)注意对门窗型材的保护，防止施工时其它材料(如水泥砂浆和墙体涂料)对铝型材表面的污染，只有在室内外墙体表面装饰完毕后，才能取掉铝型材装饰面的保护胶带；
(b)对门窗外框型材与水泥砂浆接触的内表面涂防腐漆以防止水泥砂浆在凝固过程中对铝材的腐蚀；
(c)要控制水泥砂浆的配比，保证水泥砂浆的质量；
(d)在水泥砂浆中要添加防水剂提高水泥砂浆的防渗漏性能；
(e)填缝时要饱满，不允许出现空谷现象或和产生裂缝；
(f)填缝完毕后，窗框四周与其它材料的交接部位要注防水密封胶。
(2)聚胺脂泡沫剂填塞法。采用此方法在填塞前，缝隙四周要用水润湿，挤出的聚胺脂泡沫剂与水分子发生化学反应后才能发泡膨胀填满缝隙。如果墙体是轻质墙或砖墙，由于门窗周边墙体因质量问题可能存在细小裂纹和缝隙而发生渗水现象。此时可在门窗边框四周的外墙面300mm 范围内，增涂二道防水涂料以减少雨水渗漏的机会。
4．密封胶条的选择密封胶条要选用弹性较好、耐紫外线、耐老化、永久变形小、耐污染性能优良的密封材料，如氯丁橡胶、三元乙丙热固性橡胶或热塑性橡胶、硅橡胶等。
5．玻璃与铝合金框槽四周采用密封胶条连续挤塞安装后，室外侧还需要注密封胶。
6．门窗洞口上部应设置滴水线，下部室外窗台板应设置向外坡水斜面。
以上从几个方面介绍了铝合金门窗的设计要注意的一起意见，有不足之处，请大家批评指正，谢谢。
参考文献：
[1]《GB 50429-2007 铝合金结构设计规范》
[2]《GBT 8478-2008 铝合金门窗》
[3]《JGJ 134-2001 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》
[4]《JGJ102-2003玻璃幕墙工程技术规范》
[5]《公共建筑节能设计标准编制思路和要点》
论文作者:杜忠涛
论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期
论文发表时间:2017/7/7
标签：门窗论文; 燕尾论文; 墙体论文; 砂浆论文; 建筑论文; 缝隙论文; 玻璃论文; 《防护工程》2017年第4期论文;