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  • 作者:蒋先生  地区:广东广州  回答问题:0个  级别: 普通会员
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     门窗性能设计与提高

    • 发表时间:2013-8-23  栏目:门窗技术  浏览次数:2280次
    在设计门窗时要通过一系列计算(包括软件计算和手工计算)和实验的方法来确定门窗的性能。玻璃的选用和门窗的抗风压计算中国和日本计算方式上有很大的差异,(中国计算方式是在不同条件下设定了不同的系数,计算方式过于复杂,但可能结果相对比较精确,日本没有采用不同的系数,是个定量,计算方法相对容易,但可能没有那么精确),总之各性能通过手算得出的结果都有有误差的,理由是手算考虑的在正常状态下的情况,没有考虑很多不确定的因素。以下是国内门窗性能提高通用的做法,本人在和日本设计者同事的过程中积累了丰富的实战的经验,下面说的比较抽象,不能解决大多门窗设计者的实际的问题,如有需要可以提供具体实例供大家参考。作为一名门窗设计者一定要熟知GB,其实GB里面有大量的计算方法供大家学习的。
    一、门窗的气密性设计 
     水密性能较好的门窗,其气密性能也较好。铝合金门窗气密性能最低控制指标应按下列各规范要求取值:  1.《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26)第4.2.5条规定:外窗气密性能在低层及多层居住建筑中应小于或等于2.5m3/m.h;在高层及中高层居住建筑中应小于等于1.5m3/m.h。 
     2.《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)第4.2.10条规定:外窗的气密性不应低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB 7107规定的4级水平。
    二、铝合金门窗的水密性设计
     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.门窗水密性设计 
     (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。 四、门窗的气密性设计 
     水密性能较好的门窗,其气密性能也较好。
    铝合金门窗气密性能最低控制指标应按下列各规范要求取值:  
    1.《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》(JGJ26)第4.2.5条规定:外窗气密性能在低层及多层居住建筑中应小于或等于2.5m3/m.h;在高层及中高层居住建筑中应小于等于1.5m3/m.h。 
     2.《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)第4.2.10条规定:外窗的气密性不应低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB 7107规定的4级水平。
    三、门窗的保温性能设计 
     1.门窗传热系数和遮阳系数的取值应符合《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)第4.2条、《民
    用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》(JGJ26-95)第4.2条的规定和要求。 
     2.选择适当的节能玻璃。由于玻璃面积占门窗面积的70%以上,根据建筑不同的热工性能要求,正确选择适当的玻璃类型,是门窗节能设计的关键。  (1)玻璃节能评价的主要参数。 
     衡量通过玻璃进行能量传播的主要参数有传热系数K值、太阳能透过率、遮蔽系数等。 
     (a)传热系数K值:在稳态条件下,围护结构两侧空气温度差为1℃,1h内通过1㎡面积传递的热量。K值的单位通常是W/(㎡.K)。K值是玻璃的传导热、对流热和辐射热三种热传方式的综合体现。玻璃的K值越大,它的隔热能力就越差,通过玻璃的能量损失就越多。 
     (b)太阳能参数:透过玻璃传递的太阳能其实有两部分,一是太阳光直接透过玻璃而通过的能量;二是太阳光在通过玻璃时一部分能量被玻璃吸收转化为热能,该热能中的一部分又进入室内。通常有三个概念来定义: 
     太阳光透射率:太阳光以正常入射角透过玻璃的能量占整个太阳光入射能的百分数; 
     太阳能总的透过率:太阳光直接透过玻璃进入室内的能量与太阳光被玻璃吸收转化为热能后二次进入室内的能量之和占整个太阳光入射能的百分数。 
     太阳能反射率:太阳光被所有表面(单层玻璃有两个表面,中空玻璃有四个表面)反射后的能量占入射能的百分数。 
     (c)遮阳系数:相同条件下,太阳辐射能量透过玻璃的热量与透过3mm透明玻璃的热量之比(3mm无色透明玻璃的总太阳能透过率是0.87),即玻璃的总太阳能透过率除以0.87即为玻璃的遮阳系数。遮阳系数越小阻挡阳光直接辐射的性能越好。  (2)节能玻璃种类: 
     (a)吸热玻璃:吸热玻璃是在玻璃本体内掺入金属离子使其对太阳能有选择地吸收同时呈现不同的颜色。吸热玻璃也可用镀膜方法生产。吸热玻璃的节能是通过太阳光透过玻璃时将30%~40%的光能转化为热能而被玻璃吸收,热能以对流和辐射的形式散发出去从而减少太阳能进入室内。因此吸热玻璃具有较好的隔热性能。如果用吸热玻璃制成中空玻璃,则隔热效果更加显著。 
     (b)热反射镀膜玻璃:热反射玻璃是在玻璃表面镀上金属、非金属及其氧化物薄膜使其具有一定的反射效果,能将太阳能反射回大气中而达到阻挡太阳能进入室内使太阳能不在室内转化为热能的目的。热反射镀膜玻璃主要特性是:在λ=0.4μm~0.7μm的可见光范围内,具有良好的透明度,而对0.4μm以下的紫外线波段和波长在0.7 μm~2.5μm的红外线波段具有很高的反射率,节能可达30%以上。热反射玻璃的反射率越高说明其对太阳能的控制越强,但是玻璃的可见光透过率会随着反射率的升高而降低,影响采光效果,太高的玻璃反射率也可能出现光污染问题。用热反射镀膜玻璃制成中空玻璃,则节能效果更加明显。
     (c)Low-E低辐射镀膜玻璃:Low-E低辐射镀膜玻璃在优质浮法玻璃表面均匀地镀上特殊的金属膜系,极大地降低了玻璃表面辐射率,并提高了玻璃的光谱选择性。可见光可有效地透过膜系和玻璃,保持了室内明亮,而肉眼看不见的红外线80%以上被膜系反射(特别是远红外线几乎完全被其反射回去而不透过玻璃)。Low-E玻璃还可以大幅度降低玻璃的紫外线透过率。通常Low-E玻璃加工制成中空玻璃使用。中空Low-E玻璃与普通单片玻璃相比,夏季可节能60%以上,冬季可节能70%以上。 
     (d)中空玻璃:中空玻璃由于在两片玻璃之间形成了一定厚度的气体层,中间空气或其他气体层的流动被限制从而减少了玻璃的对流和传导传热,因此它具有较好的保温隔热能力。同时中空玻璃的单片还可以采用镀膜玻璃和其他节能玻璃,能将这些玻璃的优点都集中于中空玻璃上,从而发挥出更好的节能作用。为了保证中空玻璃的质量,中空玻璃应采用双道密封(一道密封应采用丁基热熔密封胶,二道密封采用聚硫密封胶,也可采用硅酮密封胶),间隔铝框应采用连续折弯型或插角型。 
     (e)真空玻璃:真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃,真空玻璃是在密封的两片玻璃之间形成真空从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零,同时真空玻璃的单片一般至少有一片是Low-E低辐射玻璃,这样其对流、辐射和传导传热都很少,节能效果非常好。  (3)节能玻璃的选择 
     在选择使用节能玻璃时,应根据建筑所在地理位置确定玻璃品种:严寒地区和寒冷地区的玻璃应以控制热传导为主,尽量选择中空玻璃或Low-E低辐射中空玻璃;夏热冬冷地区和夏热冬暖地区尽量控制太阳能进入室内以减少空调负荷,最好选择热反射玻璃、吸热玻璃及由热反射玻璃或吸热玻璃组成的中空玻璃和遮阳型Low-E中空玻璃。 
    3.夏热冬冷地区和夏热冬暖地区门窗受日照较长的门窗宜采取外遮阳措施,如设置阳台、遮阳板及遮阳百叶等。 
     4.断桥窗的运用 
     隔热断桥铝合金门窗是通过增强尼龙隔条(PA66GF25,即聚酰胺66+25玻璃纤维)将铝合金型材分为内外两部分阻隔了铝的热传导,大大提高了铝合金门窗的保温隔热性能。在设计隔热断桥铝合金门窗时要注意以下两点才能取得最佳的隔热效果:一是隔热条要保持足够的长度(一般不宜小于15mm);二是采取等温线设计原理,即门窗外框和窗扇的隔热条尽量处于同一中心线。  六、门窗的防噪隔声设计 
     1.选择合适的玻璃。单层玻璃隔声量一般在25~30分贝,中空玻璃隔声量一般在30~35分贝,夹层玻璃隔声量一般在35~40分贝,中空夹层玻璃隔声量可达40~45分贝以上。  2.采用密封性能优良的窗户,是提高门窗隔声性能的重要途径。 
     3.门窗结构配合要紧密。避免门窗活动扇等因风力作用产生噪声。特别是推拉类型门窗的活动扇由于与上下滑道之间的缝隙过大,风力作用下发生晃动从而产生噪声。 
     4.金属材料之间的配合接触面应采用柔性材料隔开,避免因材料热胀冷缩和外力(如风力等)作用产生噪声。 
    四、门窗的隔声性能设计  
    1.选择合适的玻璃。单层玻璃隔声量一般在25~30分贝,中空玻璃隔声量一般在30~35分贝,夹层玻璃隔声量一般在35~40分贝,中空夹层玻璃隔声量可达40~45分贝以上。  
    2.采用密封性能优良的窗户,是提高门窗隔声性能的重要途径。
     3.门窗结构配合要紧密。避免门窗活动扇等因风力作用产生噪声。特别是推拉类型门窗的活动扇由于与上下滑道之间的缝隙过大,风力作用下发生晃动从而产生噪声。
      4.金属材料之间的配合接触面应采用柔性材料隔开,避免因材料热胀冷缩和外力(如风力等)作用产生噪声.
     
     
     
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