提高建筑外窗三项物理性能初探

　　【摘要】本文通过对建筑外窗物理三性新标准的评述，结合检测工作实践，分析了物理性能检测过程中发现的质量问题，提出了提高建筑外窗三项物理性能的具体措施，对如何提高建筑工程外窗质量具有指导意义。
　　【关键词】建筑外窗；物理性能；防治措施
　　0．前言
　　近年来，随着高层和高档建筑物的不断出现，人们对建筑门窗的性能要求越来越高。而人民生活水平的提高，室内采暖和制冷也越来越普遍，同时党和国家高度重视建筑节能工作，而建筑节能的关键是门窗节能。因此，门窗的物理性能直接关系着人民的生活和国家的节能工作。然而目前大量劣质型材充斥市场，门窗的组装水平参差不齐，无法达到国家标准对建筑外窗三项物理性能的要求。本文对建筑外窗物理三性进行了初步探讨，并结合多年的检测实践，从原材料质量、配件质量、型材设计、装配工艺等方面着手，提出了如何提高物理三性的具体措施。
　　1.建筑外窗抗风压性能
　　抗风压性能是以主要受力杆件的允许挠度进行定级的，因此提高主要杆件的强度是关键。主要杆件包括梃料和拼樘料，提高其尺寸和壁厚是必要和经济的。提高建筑外窗的抗风压性能主要包括以下几点：
　　1.1原材料质量：包括型材壁厚，中梃和拼樘料的尺寸，单扇单锁点平开窗位于锁点侧的边梃料尺寸，塑料门窗的增强型钢尺寸。铝合金窗的刚度和强度都较高，只要将铝合金型材的中梃和拼樘料的尺寸加大或将型材的壁厚加厚，就能满足抗风压性能，其中型材的最小实测壁厚在《铝合金门窗》GB/T8478-2008中已作了规定，为1.4mm，而笔者在检测中发现，实际工程中用的为1.2mm或1.0mm，有的甚至为0.8mm，大大降低了抗风压性能，存在严重的安全隐患，因此必需加大对铝合金门窗壁厚检测的监管力度。而塑料窗的刚度和强度大大低于铝合金窗，需按标准要求在其内腔合理配置增强型钢。
　　1.2型材设计：包括扇梃的型腔结构和上下滑道设计不合理。因此首先应该设计合理的型腔结构，在门窗组装时应尽量选用抗弯性能好的矩形截面增强型钢。推拉窗的上下滑和窗扇要有足够的搭接量，保证窗扇在受风压变型时不至于滑脱。另外，上滑道应有足够的抗扭和抗局部变形的能力，下滑道的导轨应高一些，使得窗扇尽量卡在导轨上，利用型材槽口承受水平荷载，避免用滑轮承受。
　　1.3装配问题：主要是增强型钢与型材内腔配合不紧密或紧固不牢。装配式结构的中梃联接部位应加衬联接件，该联接件与增强型钢应采用紧固件固定。对于尺寸大、风压要求高的门窗，可采用在扇梃中增加辅助增强型钢的方法，来满足和提高抗风压性能的要求。型材内腔内壁应多设一些三角形或小凸式的加强筋，以增强型钢间的紧密配合。增强型钢不得断开或出现虚焊甚至无焊接等严重问题，否则几乎起不到增强效果。
　　1.4五金配件：平开窗扇的抗风压性能主要取决于五金配件的质量及其连接，因此需要选择合适的优质配件。固定配件所用的螺丝应采用不锈钢材质，固定螺丝部位的型材应有一定的厚度。这些对保证窗的结构安全，延长窗的使用寿命都非常重要。
　　1.5玻璃面积控制：玻璃的面积较大时，对抗风压性能有直接影响，每块玻璃面积的大小，受当地基本风压和建筑风荷载标准值的限制，不能随意加大。设计时应知道玻璃的最大许用面积。可采用查《建筑玻璃应用技术规程》（JGJ113-2003）附录A《常用玻璃品种的最大许用面积》和表《铝合金窗的玻璃面积最大允许值》等方法得出相应玻璃面积。
　　1.6特殊处理：（1）局部加强，如铝合金推拉窗外加加强杆件；（2）通过采用埋入、生根件、焊接、直接用胀栓、射钉连接等方法对主力杆件进行生根处理；（3）中梃两端与窗框加强连接等方法。
　　2.建筑外窗气密性能
　　建筑外窗不仅是围护结构的重要组成部分，而且是国家节能工作的重点。气密性等级的高低，对热量的损失影响极大，因此提高门窗的气密性，是节能的关键环节。主要从以下几个方面入手：
　　2.1密封材料：分为密封毛条、密封胶条及型材间的密封材料。密封材料质量的好坏直接影响门窗的气密性和长期使用的节能效果。
　　2.1.1密封毛条：毛条规格是影响推拉门窗的气密性能的重要因素，毛条的规格应适宜，外观应平直，底板和竖毛光滑，无弯曲，底板上没有麻点。非硅化毛条长期使用或遇水后，倒伏严重，漏风漏水，硅化毛条遇水后仍完好如初，几乎不影响密封效果。因此我们建议采用丙纶纤维异性长丝并经紫外线稳定性处理和硅化处理，平板加片型毛条效果更佳。
　　2.1.2密封胶条：密封胶条必须具有足够的拉伸强度、良好的弹性、耐温性和耐老化性，尺寸要与门窗型材匹配。质量不好的胶条耐老化性差，老化后变硬，失去弹性，容易脱落，不仅密封性差，而且造成玻璃松动产生安全隐患，建议选用三元乙丙橡胶条。
　　2.1.3型材间的密封：型材与型材之间的缝隙最好采用中性硅酮胶密封，而不可采用普通的玻璃胶。因为玻璃胶不能和铝型材很可靠的粘结，而中性硅酮胶对绝大多数材料均具有较好的粘接强度和密封性能。
　　2.2配件质量：主要包括推拉窗的防脱落密封器、下密封块和平开窗的执手等。防脱落密封器是防止窗扇脱落的安全保障同时兼具勾企与上滑道之间的密封功能，下密封块是起着勾企与下滑道之间的密封作用，执手关系到门窗安全和密封性能的重要配件。配件的质量对门窗的气密性有着重要影响，因此尽量选择质量有保证的配件。
　　2.3型材设计：型材设计不合理，结构不紧凑，上下滑轨与滑道槽之间存在很大间隙，在防脱落密封器及下密封块处存在密封盲点，这些间隙是推拉窗的最薄弱环节。建议窗扇的左右侧设与竖框铝型材配套的宽槽口，宽槽口的内侧壁设有与竖框铝型材紧密接触密封毛条，上下框与上下滑轨相配套的横向滑道槽口内侧可设有用于安装胶条的胶条卡槽。除此之外，重点是两窗扇搭接处与下滑交接部位，其型材和下密封块一定要相配，否则容易让气流在间隙处直接流通，形成气密性能和水密性能的明显降低。
　　2.4组装工艺水平：组装水平的高低也是影响气密性的主要因素，市场上组装门窗的大多数厂家在下料时往往只考虑装配是否方便，而没考虑门窗装配后是否紧凑，造成密封性能的明显降低。因此装配时要注意做到：[!--empirenews.page--]
　　（1）推拉窗的框扇间的搭接量及平开窗橡胶条的压缩量要足够，且做到均匀一致；
　　（2）扇梃封盖上的两道毛条与密封桥上的两道毛条应对齐重合，形成两道有效密封；
　　（3）对门窗的垂直、水平、对角线进行校核，防止门窗变形后产生空隙，降低气密性。
　　2.5五金件的影响：五金件质量、锁点类型对门窗气密性也能产生很大影响。
　　（1）尽量选用有品牌的五金件，如东莞坚朗、杨氏立兴、山东国强三大国内知名品牌。
　　（2）锁点类型：分多锁点和单锁点五金件，多锁点五金件的锁点和锁座分布在整个门窗的四周，使密封条弹性变形，提供给门窗足够的密封性能。而单锁点五金件只能在门窗开启侧提供单点锁闭，而使门窗的四个角处于无约束状态，严重降低了门窗的密封性能。
　　3建筑外窗水密性能
　　建筑外窗的渗水问题用户最能切身感受，投诉也最多。尤其是地处沿海热带风暴和台风多发地区，在暴风雨或伴有台风的季节，雨水渗入室内造成内部装修层损坏，极大地影响了居住环境及建筑的使用寿命，给用户带来了许多烦恼和不便。因此提高建筑外窗的水密性能具有重要的现实意义。
　　3.1材料质量：包括型材强度厚度不够、密封材料变形失效和下密封块与框槽配合不紧凑。因此我们应该采用符合国标的设计要求的型材，密封材料建议用中性硅酮密封胶，下密封块质量要好，不易变形或脱落，要与框槽配合良好。
　　3.2型材设计：主要上窗框滑道高度设计和下密封块处型材设计问题。
　　3.2.1塑料推拉窗窗框的等高设计，非常不利于排水。因此型材设计时应适当增高室内侧导轨的高度，降低室外侧导轨的高度，让窗框的滑道里高外低，防止雨水溢入室内。
　　3.2.2推拉窗下密封块起着隔断室内外水槽的作用，是防止雨水渗漏的一道关键屏障。但因为铝合金推拉窗的下框是内高外低的结构，而很多型材厂家的室内侧窗扇下梃却是等高设计，在下密封块处形成密封漏洞，严重制约气密性和水密性的提高。因此建议厂家设计合理的型材或用与框相匹配的密封块弥补。
　　3.3装配工艺：制作厂家的装配水平对水密性的影响很大，装配工艺质量控制至关重要。
　　3.3.1雨水透过框间的拼缝或扇上的胶条处渗入室内。方法是对将要密封的接缝缺陷和裂缝先进行处理打上密封胶；而胶条易老化，所以将干式镶嵌改为湿式镶嵌，玻璃与扇改用密封胶密封而不用胶条密封，可以解决此类问题。
　　3.3.2选择与框相匹配的下密封块，密封块与框结合处四周涂上密封胶，使用带隔片的硅化毛条，扇盖板上的两根竖向毛条应对齐重合，保证良好的密封。
　　3.3.3排水孔设置问题，包括开孔位置和数量。在室外和室内的下滑导轨开孔时位置应该错开，防止气流的直接进出，外排水孔应尽量位于型材排水腔的最低处，既增大了出水口与水面的落差，利于水的排出，又避免了型材腔内积水。在沿海热带风暴和台风多发地区，应增加排水口的数量和尺寸。
　　3.3.4设置气压平衡孔，降低门窗内外两侧的压力差。在上框的室外侧设置两个5×10mm的气压平衡孔，有利于排水。
　　3.3.5在外排水口处安装防风盖，能够有效地防止雨水在风压直接作用下喷溅进入室内，保证了雨水通道的畅通，大大提高了窗框的排水能力，减少了雨水在框内的存积。
　　目前门窗制造行业普遍存在上述质量问题，因此必须加强从原材料和配件质量，安装施工到竣工交付全过程的质量监管，全面提高建筑工程外窗质量，为人们提供一个优美、安全的居住环境。
　　
　　参考文献：
　　[1]李艳辉李海洋塑料门窗的抗风压性能计算聚氯乙烯2009（6）
　　[2]常永奇陈福霞建筑外窗物理性能检测新标准浅析与对策江苏建筑2003（2）
　　[3]胡显荣PVC塑料门窗的装配及安装化学工业出版社1999(3)

《提高建筑外窗三项物理性能初探》

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