對建筑門窗性能改進的探討

譚東來

（廣東省建筑材料研究院有限公司）

0 前言

門窗是建筑物維護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，門窗的形狀、尺寸大小、比例排列、色彩造型等對建筑的整體外觀造型具有重大影響。另外，還具有采光通風(fēng)、保溫、隔熱、隔聲、防水、防火等功能。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，門窗按國家最新的節(jié)能要求，寒冷地區(qū)由門窗縫隙而損失的熱量，占全部采暖耗熱量的25%左右，可見門窗對于建筑的必要性以及重要性。本文結(jié)合門窗檢測實際情況，采用合理的技術(shù)處理方法對門窗性能進行改良。

1 門窗物理性能提升

1.1 框架結(jié)構(gòu)

1.1.1 框架

門窗最重要的就是整體框架，傳統(tǒng)的框架往往會因為連接點受力不均而出現(xiàn)長時間使用后連接點松動的問題，針對此問題，可對受力部位結(jié)構(gòu)加強設(shè)計，使槽口擁有超強承重的能力，讓窗扇能夠啟閉順暢自如。

1.1.2 外觀框架

常規(guī)的門窗框架，在室外看時都會有著線條不和諧、框扇不共面的情況，影響美觀。針對這一點，可以對整體框架進行重新設(shè)計，使得框扇共面，讓外觀更加的一體化，提升美觀度。如圖1。

圖1 門窗框架示意圖

1.1.3 連接處

門窗最容易發(fā)生松動的地方是四個角的連接處，經(jīng)過長時間使用后，連接點都會因為膠水老化而產(chǎn)生一定程度的松動。除了膠水老化，還有個重要的問題就是連接點的結(jié)構(gòu)。在連接點的結(jié)構(gòu)方面，可以將原本普通的L型連接改用45°標(biāo)準(zhǔn)組角工藝，這種高強度的金屬結(jié)構(gòu)同時使用注膠工藝，或者采用鋁合金角碼組角工藝并配合雙組份組角膠，最大連接強度可達1.5噸。在這種高強度的結(jié)構(gòu)下，門窗的使用時間可以延長更久。配合斷面防滲膠，還能很大程度地杜絕角部滲水的問題。如圖2。

圖2

1.1.4 排水設(shè)計

排水是門窗的重要指標(biāo)之一。常規(guī)的排水孔蓋往往是外露的，不美觀且極容易脫落，排水孔蓋脫落后受到風(fēng)壓的作用容易出現(xiàn)雨水倒灌進入室內(nèi)的問題。解決方法為：采用下沉式隱藏排水設(shè)計，依靠水滴自身的重力，往下排出門窗，并采用雨幕排水的原理，避免水受到風(fēng)壓的作用倒灌進入室內(nèi)。如圖3。

圖3 排水設(shè)計圖

1.1.5 鎖閉結(jié)構(gòu)

門窗的鎖閉結(jié)構(gòu)常規(guī)的解決方案如圖4所示。

圖4 門窗的鎖閉結(jié)構(gòu)圖

這種解決方法有兩個缺點：①窗鎖座無防撬功能；②鎖座不具備鎖閉力調(diào)節(jié)功能，扇上鎖點調(diào)節(jié)操作困難，定位不便。

建議將其改良為U型環(huán)抱式鎖座，這樣可以多面受力，并配合T型不銹鋼鎖點，自帶活動銅套設(shè)計；而且鎖座安裝于窗框，有可調(diào)功能。外開窗鎖座為環(huán)抱式鎖座，蘑菇頭鎖點，這種結(jié)構(gòu)具有良好的防撬功能；鎖座具備鎖緊力調(diào)節(jié)功能，在外框上調(diào)整鎖緊力鋸齒型定位，定位精確平穩(wěn)，操作安全方便。如圖5。

圖5 U型環(huán)抱式鎖座

1.1.6 鉸鏈

常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)鉸鏈如圖6所示。

圖6 常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)鉸鏈

可以在此基礎(chǔ)上添加專用槽口加持器，重新設(shè)計為專用槽口夾持式防脫鉸鏈，如圖7。

圖7 外開防脫夾持式鉸鏈

配置防墜落置，卡入式安裝，外開防脫夾持式鉸鏈設(shè)計，可以有效避免窗戶墜落問題。

1.1.7 微通風(fēng)裝置

出于兒童的安全性考慮，可以添加微通風(fēng)裝置，選擇微開啟及全開啟兩種角度。在微開啟的狀態(tài)下，可以實現(xiàn)微通風(fēng)，不僅保證了通風(fēng)的需求，同時還能有效地避免因為窗大開啟而對兒童造成潛在的安全隱患。

1.1.8 推拉門結(jié)構(gòu)

老舊的雙軌結(jié)構(gòu)的推拉門防水性能差，而且由于C槽結(jié)構(gòu)的原因，這種推拉門的五金承重能力也是一般。針對雙軌問題，可以換成單軌推拉，這種結(jié)構(gòu)具有更加卓越的密封性能，可以很好地解決防水差的問題，并且采用較為寬大的扇形材料，可以在保證安全性能的同時提高使用壽命。而針對承重能力差的問題，可以采用重型推拉五金專用槽口，這種槽口具有高承受并且極其耐用的特性。

1.1.9 外觀

良好的外觀不僅是扇面統(tǒng)一，而且還要整體可視面較小，滿足纖細簡潔的線條設(shè)計要求。

典型歐式系統(tǒng)：整體可視面較大，型材視面總體為111mm。見圖8。

圖8 典型歐式系統(tǒng)

改良后：整體可視面較小，外開型材視面總體為96mm。見圖9。

圖9 改良后的外觀

1.2 系統(tǒng)材料

在門窗中，一切材料的升級與更替都將會對最后的成品造成一定程度的影響。

門窗隔熱性是一項重要的指標(biāo)。采用斷橋鋁的斷橋隔熱型材是最高等級的鋁合金門窗，它是繼木窗、鐵窗、PVC-U塑鋼門窗、普通彩色鋁合金門窗后的第五代新型保溫節(jié)能性門窗。

除了型材，隔熱條是對門窗隔熱性的另一個重要考驗，隔熱條的強度和環(huán)境適應(yīng)性決定了隔熱門窗的壽命。優(yōu)良的隔熱條不僅以更低的熱傳導(dǎo)系數(shù)降低能耗，更能經(jīng)受高達200°C、低至零下30°C的氣溫及最高250kPh的風(fēng)速的考驗。新款24mm與24.8mm隔熱條的等溫面設(shè)計可以很好地避免冷橋形成，從而有效地提高隔熱保溫性能。如圖10。

圖10 隔熱條

門窗中的膠條也是一個不可小覷的部件。以往的膠條有較為容易老化的缺點，可以采用三元乙丙材質(zhì)的膠條，這種材質(zhì)的抗臭氧、耐紫外線、耐天候性和耐老化性優(yōu)異，居通用橡膠之首，而且電絕緣性、耐化學(xué)性、沖擊彈性很好，耐酸堿，比重小。三元乙丙的物理性能見表1。三元乙丙（EPDM）密封膠條具有以下優(yōu)點：①隔音、隔熱、防塵、降噪。②優(yōu)異的耐天候老化性能，耐水、耐臭氧、耐紫外線性能。③具備良好的壓縮回彈性能。④具備一定的拉伸強度和斷裂伸長率。⑤一定的美觀度。不污染窗框，遇硅酮膠不變色。

表1 三元乙丙的物理性能

金屬材質(zhì)的選擇一定要滿足標(biāo)準(zhǔn)要求（標(biāo)準(zhǔn)要求≥8級），隱藏部件需經(jīng)過96h中性鹽霧腐蝕試驗，外露部件需經(jīng)過240h中性鹽霧腐蝕試驗（以上保護等級為9級），否則極容易出現(xiàn)被腐蝕的現(xiàn)象。見圖11。

圖11 腐蝕現(xiàn)象

1.3 制作工藝

1.3.1 玻璃密封工藝

EPDM膠條密封大大提升了密封部件的耐候性能。但實際應(yīng)用中，在風(fēng)荷載的作用下，膠條局部與玻璃間會產(chǎn)生縫隙，使玻璃腔內(nèi)有滲漏水產(chǎn)生。可以利用氣壓平衡原理，在玻璃腔內(nèi)創(chuàng)造一個與室外氣壓等壓的環(huán)境，使得滲漏水可以利用自身重力流向室外；同時還可以采用水阻性膠條，膠條在遇水時發(fā)泡膨脹，填補了玻璃縫隙，提高了水密能力。見圖12。

圖12 玻璃密封結(jié)構(gòu)圖

1.3.2 玻璃壓線結(jié)構(gòu)工藝

玻璃壓線的改進：閉腔式壓線+配套膠棒。特點：閉腔式壓線強度大，在風(fēng)荷載的壓力下不會變形，膠棒使壓線的安裝更加便易，定位性更強。

1.3.3 施工工藝

見圖13。

圖13 施工流程圖

鋼副框安裝三道防水：

第一道：框體與裝飾完成面之間設(shè)置硅酮密封膠（室內(nèi)外均有設(shè)置），膠的有效密封深度≥8mm；

第二道：鋼附框與周邊涂刷專用防水涂料，涂刷尺寸為室外結(jié)構(gòu)最外邊向下反出30mm，向室內(nèi)延展50mm；

第三道：鋼附框與洞口結(jié)構(gòu)之間填充防水砂漿，因為鋼附框可在現(xiàn)場制作，可將土建的洞口偏差控制在合理的范圍之內(nèi)。

1.3.4 邊框角部聯(lián)接工藝

⑴內(nèi)外兩腔均是提供專用的角碼進行連接，懸臂使用專用的注膠組角鋼片；

⑵角碼配合導(dǎo)流板完成注膠工藝；

⑶組角方案可提供兩種：組角機撞角或者是帶有導(dǎo)膠槽的鋁銷釘拉緊；

⑷注膠組角鋼片為不銹鋼材質(zhì)，對組角懸臂起到補強作用的同時，也為懸臂部位提供縫隙密封，極大程度地提高了角部的防水能力。如圖14。

圖14 邊框角部聯(lián)接工藝示意圖

1.3.5 邊框中梃連接工藝

⑴T連接組件：由內(nèi)腔連接件、專用頂絲、外腔連接件以及其密封條、密封端墊、銷釘、注膠密封件7種材料組成；

⑵外腔連接件為掛接結(jié)構(gòu)，無須框材做任何加工，安裝方便，預(yù)留有導(dǎo)膠膠通道，主要起到抗扭轉(zhuǎn)作用；

⑶內(nèi)腔連接件用自攻頂絲安裝，框材無須事先打定位孔，安裝極為方便，預(yù)留有導(dǎo)膠膠通道，起框架受力定位和抗扭轉(zhuǎn)作用；上述配件可同時完成T十字連接，雙腔連接使框架有良好的穩(wěn)定性；

⑷中梃插入后使用鋁合金銷釘拉緊，注金屬膠，固化后裝配注膠密封件注密封膠，提供了良好的密封和高強度的連接。

2 總結(jié)

以平開典型歐式系統(tǒng)為例，按照國標(biāo)GB716-2019《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測方法》進行檢測，氣密、水密分別達到國標(biāo)《建筑幕墻、門窗通用技術(shù)條件》分級指標(biāo)最高級別8級，抗風(fēng)壓達到6級、3500Pa，窗的防水，防風(fēng)，安全等性能顯著提高。可見，在采用相關(guān)的技術(shù)改造后，門窗的性能有了實質(zhì)性的提升，更符合當(dāng)前社會發(fā)展的要求。