关键词：塑料门窗；保温性能；多密封；结构设计
1、普通两密封与多密封结构对比
普通塑料平开窗为两密封结构，型材设计有保温腔、钢衬腔、排水腔等腔室，框、扇之间采用两道胶条密封。平开框、扇之间的保温气腔同时兼顾排水路线，故为水、气共混室。普通平开窗隔热保温性能较好，可安装滑撑、摩擦铰链、多点锁闭传动器等五金件，可组装成外开、内开、中悬、平开下悬等门窗类型，主要应用于建筑外窗、室内隔断等地方，是目前使用最多的塑料门窗型材。
多密封塑料平开窗是在普通平开窗传统两密封结构基础上，增加一道及以上密封层数，形成多密封结构的高保温性能的门窗。平开框、扇之间形成了两个封闭的腔室。其中靠近室外的腔室称为水密室，主要用于排水；靠近室内的腔室称为气密室，主要作用是保温。水密室和气密室分离，各自成为单独的腔室。在保证雨水顺畅排出的情况下，气密性得到了很大的提高，杜绝了因门窗缝隙中空气对流造成的热量损失。整窗的气密性、隔热保温性能、雨水性能得到很大提高。根据传热系数的理论计算，塑料门窗增加一道密封层数可使传热系数降低约10%。
2、多密封结构的设计
多密封结构有多种方式可以实现，简单归纳起来有三种。第一种为整体式，是改变平开框、扇中间部位结构，增加可以放置普通密封胶条的位置，实现多密封结构。第二种为插件式，是在平开框、扇之间安装多密封插件，通过插件增加普通密封胶条的配合位置，从而实现多密封结构。第三种为大胶条式，是特制密封胶条，通过改变胶条的尺寸形状，从而实现多密封结构。
2.1整体式多密封结构
整体式多密封可细分为三类!腔室式、单臂式、凸台式。整体腔室式多密封采用在平开框中间部分设计凸出的腔室，配合平开扇上安装的密封胶条形成多密封结构，其优点是型材整体感强，组装简单，密封效果好。整体腔室式多密封的密封胶条也可设计安装在平开框上，密封形式一致。
整体单臂式多密封采用在平开框上设计单臂形式，配合在平开扇上安装的密封胶条形成多密封结构，其优点是门窗组装简单，密封效果好。
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整体凸台式多密封采用密封胶条安装在平开框上凸出的胶条槽，配合平开扇形成多密封结构。其优点是组装简单，密封效果好，多密封结构和平开扇间距大，即使平开扇长时间使用略有下垂也不影响开关。
整体式多密封结构的缺点是框、挺做固定窗时需要采用特殊的玻璃垫板，尤其腔室式和单臂式需铣去一部分型材，导致出材率低。另外框、扇玻璃压条因采用不同高度而无法通用，导致模具成本较高。
2.2插件式多密封结构
挂肩式多密封可细分为三类!左挂肩式、右挂肩式、大挂肩式。左挂肩式多密封采用单独的挂肩型材，挂肩底部安装在平开框上，一侧固定在平开框的左侧，配合在平开扇上安装的密封胶条形成多密封结构。其优点是可以采用普通玻璃垫板，做固定窗时简单易行，出材率高，而且排水孔容易加工。其缺点是门窗组装复杂，对挂肩、框型材安装尺寸精度要求高，五金件安装空间变小。
右挂肩式多密封采用单独的挂肩型材，挂肩底部安装在平开框上，一侧固定在平开框的右侧，配合在平开扇上安装的密封胶条形成多密封结构。其优点是五金件安装得到保证，可以采用普通玻璃垫板，做固定窗时简单易行，出材率高，缺点是门窗组装复杂，特别是排水路线复杂、排水孔加工工序多，对挂肩、框型材安装尺寸精度要求高。
大挂肩式多密封采用单独的挂肩型材，整体安装在平开框上，配合在平开扇上安装的密封胶条形成多密封结构。其优点是可以采用普通玻璃垫板，做固定窗时简单易行，出材率高，缺点是门窗组装复杂，对挂肩、框型材安装尺寸精度要求高。
2.3大胶条式多密封结构
大胶条多密封是将特制的大胶条直接安装在平开框上，配合平开扇形成多密封结构。其优点是门窗组装简单，密封效果好，出材率高，缺点是对特制胶条需要单独设计购买，且对胶条的材质、使用性能要求高，需保证长时间使用不失去密封效果，有时需要采用特殊的玻璃垫板。
3、门窗系统细节的设计
设计型材时，还需考虑组装成门窗的可行性、合理性，如框扇搭接量、排水路线、五金件安装空间、门窗组装加工的难易等。这些细节在设计多密封结构的门窗系统中显得尤为重要。框扇搭接量可以采用普通平开窗设计即可，一般采用8±2mm。
3.1排水路线的设计
排水的优劣，可以用平开框、扇之间蓄水量的大小和排水路线是否通畅两个指标来衡量。采用了多密封结构后，相对于普通平开窗、平开框、扇之间的排水间隙变小，这时需要将框排水形状稍微变形，增加蓄水量；这时排水路线显得特别重要，一定要顺畅。整体式多密封除蓄水量稍小外，排水路线基本一致；插件式多密封，尤其右挂肩结构形式，排水路线复杂；大胶条多密封排水路线和普通平开一致，但蓄水量较小。插件式多密封和大胶条多密封还要考虑雨水过多时漫到室内，特别是在雨水较多的地区，需在插件、大胶条配合处用密封胶进行密封加固。
3.2五金件安装空间的设计
平开窗需安装执手、滑撑、摩擦铰链、多点锁闭传动器、平开下悬等五金件。多密封结构的平开窗由于中间加了密封结构，五金件安装空间变小。如果要采用普通五金件，就需要在设计时保留足够的五金安装距离，包括五金件的底部安装尺寸及高度尺寸。
3.3门窗组装加工的考虑
从门窗组装加工尾度考虑，大胶条式多密封组装工序最少，工艺性最好，出材率最高，但胶条质量一定需保证，否则胶条使用时间过长失去弹性将使门窗密封性能下降。整体式多密封组装工序较少，整体密封性最好，但出材率最低。插件式多密封采用普通胶条、普通五金件，实用性最好，出材率中等，但组装工序较为复杂，对型材配合要求高。
结束语
我国是能耗大国，随着国民经济的发展，能耗的增量和增速愈来愈快，节能势在必行，节能工作已是我国的重要严业政策。我们要提高塑料门窗保温性能，进一步发挥塑料门窗节能优势，加大塑料门窗在建筑工程中的应用，切实达到国家提出的节能目标要求。本文只是较为简单总结和梳理了塑料平开窗多密封设计方法、思路及需注意的地方。在实际的塑料平开窗多密封结构设计中，要综合考虑门窗系统、型材结构功能要求，结合当地实际应用情况，设计出保温性能高、组装加工简单、性价比高的塑料多密封型材。
参考文献
[1]杨宁，吴正华.基于保温性能分析的塑料异型材设计[J].绿色建筑，2011.
[2]毛玉.门、窗用PVC-U塑料异型材截面设计思路[J].新型建筑材料，2011.
[3]李龙虎.基于节能型塑料平开窗多密封的结构设计分析[J].建筑工程技术与设计，2013.
论文作者:姚一虎
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第18期
论文发表时间:2017/12/4
标签：结构论文; 胶条论文; 门窗论文; 型材论文; 平开窗论文; 性能论文; 五金件论文; 《建筑学研究前沿》2017年第18期论文;