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| 塑料門窗的性能設(shè)計(jì) |
| 來(lái)源：中國(guó)鋁材信息網(wǎng)，更新時(shí)間：2007-4-28 8:50:10，閱讀：
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保定寶碩新型建筑材料有限公司 李海洋 張海霞
隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，塑料門窗憑借著良好的性能得到了用戶青睞。門窗是建筑結(jié)構(gòu)的重要要素，國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能的不斷提高，相應(yīng)的對(duì)塑料門窗的性能也提出了更高要求。下面談?wù)勊芰祥T窗的性能設(shè)計(jì)：
一、抗風(fēng)壓設(shè)計(jì)
塑料型材斷面結(jié)構(gòu)的精心設(shè)計(jì)，可在主型材鋼襯腔加入鋼襯，使塑料門窗有優(yōu)良的抗風(fēng)壓性能。不同的風(fēng)壓地區(qū)，不同的建筑物高度及洞口大小，可以通過設(shè)計(jì)不同的窗型、選用不同的型材系列和不同壁厚的鋼襯來(lái)滿足建筑對(duì)門窗抗風(fēng)壓性能的要求。下面以具體窗型為例來(lái)說(shuō)明抗風(fēng)壓的計(jì)算過程
例一：窗型(60推拉帶上亮)如圖1
窗的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及中梃的風(fēng)載荷分布圖可簡(jiǎn)化如下：
計(jì)算上圖中梃的抗風(fēng)壓等級(jí)
已知：L=160cm,H1=100cm,H2=50cm,
中梃鋼襯Iy=2.4cm4,E=21×106玻璃為單玻。計(jì)算過程如下：
梯形均布荷載的撓度計(jì)算公式：
f=WL4a[25-40(a÷L)2+16(a÷L)4]÷1920EI
圖中中梃的撓度等于上、下梯形均布荷載對(duì)中梃產(chǎn)生的撓度之和
即：f=f1+f2
f=f1+f2=WL4a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4]÷1920EI+ WL4a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]÷1920EI
設(shè)A1=a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4]
A2=a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]
代入上式得到：f=WL4(A1+A2)÷1920EI
玻璃為單玻f=L/120代入上式整理后得到：
W=14.7EI÷[L3(A1+A2)]
式中W的單位為N/cm2為了和GB/T 7106-2002中的風(fēng)壓等級(jí)單位統(tǒng)一，應(yīng)把W的單位換算為Pa，上式變?yōu)?
W=16×104EI÷[L3（A1+A2）]
式中：W-受力桿件承受的風(fēng)荷載，單位Pa
E-受力桿件鋼襯的彈性模量
I-受力桿件鋼襯的慣性矩，單位cm4
L-受力桿件的長(zhǎng)度，單位cm
a-荷載高度，單位cm，當(dāng)H<L時(shí)，a=H/2;當(dāng)H>L時(shí)，a=L/2
�。�1）確定a1、a2值，由于H1、H2都小于L,所以a1=100/2=50cm, a2=50/2=25cm
（2）計(jì)算A1、A2值
A1=a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4]
=50[25-40(50÷160)2+16(50÷160)4]
=1062.3(cm)
A2=a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]
=25[25-40(25÷160)2+16(25÷160)4]
=600.8(cm)
�。�3）把A1、A2代入公式計(jì)算風(fēng)壓值W
W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
=16×104×21×106×2.4÷[1603(1062.3+600.8)]
=1183(pa)
�。�4）確定風(fēng)壓等級(jí)：
1000Pa<W=1183pa<1500Pa,故中梃可抗Ⅰ級(jí)風(fēng)壓。
例二：窗型（60內(nèi)平開帶下亮）如圖3
窗的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及中梃的風(fēng)載荷分布圖可簡(jiǎn)化如下：
在圖1中豎梃進(jìn)行抗風(fēng)壓計(jì)算：
已知L=150cm，H1=75cm，H2=75cm,
中梃鋼襯Iy=2.9cm4，E=21×106 玻璃為單玻。
計(jì)算過程：
由例一直接運(yùn)用公式W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
在圖1中橫梃進(jìn)行抗風(fēng)壓計(jì)算：
已知L=150cm，H1=100cm，H2=50cm,
中梃鋼襯Iy=2.9，E=21×106 玻璃為單玻。
計(jì)算過程：
由例一直接運(yùn)用公式W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
�。�1）確定a1、a2值，由于H1、H2都小于L，所以a1=100/2=50cm, a2=50/2=25cm
（2）計(jì)算A1、A2值
A1=a1[25-40(a1÷L)2+16(a1÷L)4]
=50[25-40(50÷150)2+16(50÷150)4]
= 1037.6(cm)
A2=a2[25-40(a2÷L)2+16(a2÷L)4]
=25[25-40(25÷150)2+16(25÷150)4]
=597.5(cm)
（3）把A1、A2代入公式計(jì)算風(fēng)壓值W
W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
=16×104×21×106×2.9÷[1503(1037.6+597.5)]
=1765(pa)
�。�4）確定風(fēng)壓等級(jí)：
1500Pa<W=1765pa<2000Pa,故中梃可抗Ⅱ級(jí)風(fēng)壓。
二、氣密性能設(shè)計(jì)
未增塑聚氯乙烯塑料窗JG/T 140-2005、未增塑聚氯乙烯塑料門JG/T 180-2005中規(guī)定塑料門窗的氣密性能要達(dá)到3級(jí)以上即：q1≤2.5m3/(m·h)
提高門窗空氣滲透性能的方法:
1.選擇規(guī)格合適、優(yōu)質(zhì)的密封材料。
2.等強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使門窗在使用過程中縫隙變化最小，保持密封可靠。
3.合理設(shè)計(jì)窗型，窗型分格要少，開啟扇的數(shù)量要少，減少縫隙長(zhǎng)度。
4.五金件的選擇：合適規(guī)格、良好質(zhì)量、多點(diǎn)鎖閉。
5.五金件的安裝：提高安裝精度減小縫隙。
6.安裝時(shí)處理好門窗與墻體縫隙，直接提高密封性能，避免由于窗縮、脹產(chǎn)生縫隙或者型材變形產(chǎn)生縫隙。
7.框扇搭接量均勻(實(shí)測(cè)不應(yīng)小于6mm)
8.穿膠條時(shí)使用倒裝法，密封膠條的長(zhǎng)度應(yīng)比裝密封膠條的溝槽周長(zhǎng)加10mm左右。
9.玻璃壓條轉(zhuǎn)角處對(duì)接間隙小于0.8mm。
三、水密性能設(shè)計(jì)
提高門窗水密性能的方法:
1.提高密封性能：選擇規(guī)格合適、優(yōu)質(zhì)的密封材料
2.玻璃放在橋式玻璃墊塊上，玻璃墊塊下部設(shè)有足夠大的溝槽，可避免玻璃和窗框之間產(chǎn)生返水現(xiàn)象.
3.開排水孔，尺寸5×30mm，數(shù)量要求
窗框構(gòu)件：框橫尺寸小于等于1000mm，銑1個(gè)排水槽；框橫尺寸大于1000mm小于等于1800mm，銑2個(gè)排水槽；框橫尺寸大于1800mm，銑3個(gè)水槽
扇構(gòu)件：寬度小于等于800mm時(shí)，開1個(gè)排水槽；寬度大于800mm時(shí)，開2個(gè)排水槽
位置要求
只有1個(gè)排水槽時(shí)，外水槽應(yīng)在中間位置；
有2個(gè)排水槽時(shí)，外水槽的端距為150mm左右；
有3個(gè)水槽時(shí)，中間外水槽的位置盡量在中間；
內(nèi)外水槽中心距50-100mm；
當(dāng)框上有橫中梃時(shí)，橫中梃外排水槽位置與框下橫外水槽位置在同一堅(jiān)直位置上。
4.開設(shè)氣壓平衡孔，開氣壓平衡孔是為保證型材排水腔氣流通暢，順利排水；帶顏色型材輔腔空氣流通，避免因暴曬等原因造成型材溫度過高。氣壓平衡孔的尺寸為5*30的長(zhǎng)圓孔或?yàn)棣?圓孔，每扇開一個(gè) 。
5.對(duì)于三軌框可提高紗扇軌的高度即提高擋水高度可提高雨水滲漏性能
6.設(shè)計(jì)特殊的排水件。
四、保溫性能設(shè)計(jì)
門窗的保溫性能由傳熱系數(shù)K值反映（K值越大保溫性能越差），塑鋼門窗的整窗保溫性能優(yōu)異，未增塑聚氯乙烯塑料窗JG/T 140-2005、未增塑聚氯乙烯塑料門JG/T 180-2005中規(guī)定塑料門窗的保溫性能要達(dá)到7級(jí)以上即：K<3W/m2·k
框、扇型材本身的保溫性能，型材腔室越多保溫性能越好， 3腔室型材K值大約為1.8，4腔室型材K值大約為1.6。
玻璃的保溫性能，不同類型的玻璃K值差異很大：?jiǎn)尾=6.4 W/m2·k，雙層中空玻璃（玻璃間隙6）K=3.4 W/m2·k，雙層中空玻璃（玻璃間隙12）K=3 W/m2·k，三層中空玻璃（玻璃間隙12）K=2W/m2·k，雙層低輻射鍍膜中空玻璃K=1.5 W/m2·k
提高門窗保溫性能的方法:
1.提高門窗密封性能。
2.提高框扇形材的保溫性能采用多腔室三密封框、扇型材。
3.提高玻璃的保溫性能使用中空玻璃或多層玻璃,增加空氣層的厚度，可減少甚至消除隔條內(nèi)層玻璃表面結(jié)霜。
4.改善保溫性能的薄弱環(huán)節(jié),如中空玻璃隔條、鋼襯，避免冷橋。
五、隔聲性能設(shè)計(jì)
未增塑聚氯乙烯塑料窗JG/T 140-2005、未增塑聚氯乙烯塑料門JG/T 180-2005中規(guī)定塑料門窗的隔聲性能要達(dá)到2級(jí)以上即：Rw≥25dB
提高門窗隔聲性能方法：
1.采用性能好的密封條
2.減少縫隙
3. 增加玻璃層數(shù)和間距、增加玻璃厚度
4. 中空玻璃空氣層充入惰性氣體——氡
5. 縫隙填充隔聲、吸聲材料
6.消除共振
六、裝飾性設(shè)計(jì)：
1.了解窗型發(fā)展趨勢(shì)，亮窗變少，大固定小開啟流行。提高性能，降低成本。
2.設(shè)計(jì)成一體窗，整體強(qiáng)度好、采光好、線條流暢美觀、性能高、節(jié)約材料——型材、鋼襯、配件、安裝材料、節(jié)省組裝時(shí)間、節(jié)省安裝時(shí)間。
3.美景隔條、隱形紗窗等使用。
4.彩色窗普及。實(shí)現(xiàn)彩色型材的方法：通體法彩色法；雙色共擠法（ PVC與PMMA共擠、PVC與ASA共擠、PVC與PVC共擠）；型材表面噴涂；型材表面熱轉(zhuǎn)��；覆膜法；安裝鋁扣板改變塑料窗的色彩。
5.型材設(shè)計(jì)流線型的趨勢(shì)，采光性能好，外形美觀，應(yīng)該解決好組裝過程中清角的問題。
七、采光性能設(shè)計(jì)：
1.影響采光因素：門窗面積，透光面積（玻璃所占比例），門窗與建筑面積的比例，門窗所在位置、高度、角度，玻璃的種類
2.增加采光方法：使用增透膜、吸熱玻璃
4.遮陽(yáng)方法：
反射光與散射光
反射膜、遮陽(yáng)罩、遮陽(yáng)窗、百葉窗、卷簾窗
注意防止光污染，幕墻應(yīng)特別注意。
八、防盜性能、安全性設(shè)計(jì)
1.選用合適、優(yōu)質(zhì)的五金件，注意五金件的材質(zhì)及其厚度、成形方式、表面處理。
2.五金件的安裝將直接影響窗的使用壽命，注意螺釘?shù)倪x用，保證五金件的安裝位置，盡可能的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)鎖閉。
3.窗型設(shè)計(jì)合理避免壓條室外安裝。
4．安裝在易于受到人體或物體碰撞部位的建筑玻璃，如落地窗，應(yīng)采取保護(hù)措施；7層及7層以上建筑物外開窗；面積大于1.5m2的窗玻璃或玻璃底邊離最終裝修面小于500mm的落地窗必須使用安全玻璃。
此外塑料門窗的安裝及塑料門窗型材的斷面設(shè)計(jì)等也將直接影響塑料門窗性能的好壞，在這里就不在介紹�？梢娝芰祥T窗性能的設(shè)計(jì)應(yīng)該從多方面考慮，只有作好各個(gè)環(huán)節(jié)才能實(shí)現(xiàn)高性能的塑料窗。
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