铝合金门窗设计基础知识

门窗作为建筑外围护结构的组成部分，无论是高档建筑、还是普通住宅，都给予了不同的建筑功能和要求。只有满足建筑效果、防雨、采光、通风、视野、保温隔热、隔声等多种功能，才能为人们提供舒适、宁静的室内环境，实现社会可持续发展的要求。铝合金门窗是现在应用最广泛的一类门窗，下面就如何设计出满足建筑要求和功能的铝合金门窗提出一些基本思路和看法。

一、门窗的建筑设计 门窗是建筑的单元，是立面效果的装饰符号，最终体现出建筑的特点。尽管不同建筑对门窗的设计有不同的要求，门窗大样分格千变万化，但还是可以找寻出一些规律。 1．门窗立面分格要符合美学特点，分格设计时，要考虑如下因素 (1)分格比例的协调性。就单个玻璃板块来说，长宽比尽量接近黄金分割比，不宜设计成正方形和长宽比达1:2以上的狭长矩形，亮子高度一般为框高的1/4~1/5，不宜太大或太小； (2)门窗立面分格既要有一定的规律，又要体现变化，在变化中求规律；分格线条疏密有度；等距离、等尺寸划分显示了严谨、庄重、严肃；不等距自由划分则显示韵律、活泼和动感； (3)至少同一房间、同一墙面门窗的横向分格线条要尽量处于同一水平线上，竖向线条尽量对齐； (4)门窗立面设计时要考虑建筑的整体效果要求，比如建筑的虚实对比、光影效果、对称性等。 2．门窗颜色的选配(包括玻璃和型材的颜色) 门窗的颜色的选配是影响建筑最终效果的重要一环，门窗颜色要与建筑特性搭配，在确定颜色时要与建筑设计师、业主等多方共同商定。 3．门窗的个性化设计 可以根据顾客的不同爱好和审美观点，设计出独特的门窗立面造型。 4．门窗的通透性 门窗立面在主视部位的视线高度范围内(1.5m～1.8m左右)最好不要设置横框和竖框，以免遮挡视线。有些门窗需要采用高透光率的玻璃或者要求具有较大的开阔视野，便于观看室外风景。 5．门窗的采光和通风 门窗的通风面积和活动扇数量要满足建筑通风要求；同时门窗的采光面积也应满足《建筑采光设计标准》(GB/T50033-2001)的规定和建筑设计图的要求。《公共建筑节能设计标准》(GB 50189-2005)第4.2.4条规定：建筑外窗每个朝向的窗墙面积比均不应大于0.70。当窗墙面积比小于0.40时，玻璃的可见光透射比不应小于0.4。 二、门窗安全性设计 1．门窗铝型材壁厚要求窗用铝型材壁厚符合现行国家标准高精度级，受力构件最小壁厚≥1.4mm。1、门窗受力杆件（如推拉窗的光勾企、中柱、带亮下滑、带亮上滑、双边锋等）必须经过进行严格抗压计算，型材作为受力杆件时，其型材壁厚应根据使用条件，通过计算选定。铝合金门窗受力构件应经试验或计算确定。 2．门窗玻璃安全设计 (1)玻璃的选择：玻璃厚度经计算确定，并不宜小于5mm。建筑下列部位的门窗必须采用安全玻璃(钢化玻璃或夹层玻璃)： (a)7层及7层以上建筑外开窗； (b)面积大于1.5㎡的窗玻璃； (c)玻璃底边离最终装修面小于500mm的落地窗； (d)与水平夹角小于75°倾斜屋顶且距室内地面大于3m的倾斜窗； (e)玻璃面积大于0.5㎡的有框玻璃门； (f)无框玻璃门应采用厚度不小于10mm的钢化玻璃。 (2)玻璃与槽口搭接量和其它配合尺寸应符合《铝合金窗》(GB/T8479)中表5和表6的规定。 (3)玻璃与铝合金框槽应采用橡胶垫片柔性接触。 (4)玻璃应进行机械磨边处理，磨轮的目数应在180目以上。 3．五金配件的选择和设计。 (1)在选用五金配件时，尽量选择质量有保证的产品，五金配件的质量等级应与门窗的质量等级相一致，五金配件的结构、形状应与型材相吻合，色彩协调美观、功能正确、操作灵活、安装方便。 (2)五金配件安装应齐全、规范、牢靠、位置准确。安装后，门窗外形美观、开启灵活方便、不得有变形、阻碍和碰撞。 (3)五金配件的外露紧固件应优先选用不锈钢制品。 (4)平开门窗和尺寸大的推拉门窗关闭时应采用多锁点，否则在负压差作用下气密性将大大降低，考虑到操作方便，最好使用多锁点执手或传动器。 (5)平开窗滑撑的长度一般为窗扇宽的2/3，如窗扇较轻可为1/2，上悬窗的滑撑长度一般为窗扇的1/2。 (6)台风地区及高层建筑外开窗，窗扇建议采用滑撑安装，不用或少用合页。 4．推拉门窗窗扇与上下框导轨搭接量应不小于10mm，并且必须安装防脱落块和防撞块等安全措施，防止窗扇掉落和开启时碰撞伤人。 5．建筑外墙面玻璃窗活动扇下框距室内地面高度应不低于900mm。特殊情况下如果低于900mm时应采取其它防护安全措施(如增加防护栏杆等)。 6．铝合金门窗连接固定采用的螺钉、螺栓必须采用优质不锈钢制品，以防止电化腐蚀产生螺钉松动。不锈钢螺钉尽量采用机制螺纹，尽量避免使用自攻钉，螺钉连接最好设计成受剪状态。 7．门窗应与墙体可靠连接固定 门窗与墙体连接方法主要有钢附框连接、燕尾铁脚焊接连接、燕尾铁脚与预埋件连接、固定钢片射钉连接、固定钢片金属膨胀螺栓连接等几种。燕尾铁脚厚度应≥3mm。固定钢片厚度≥1.5mm，宽度≥15mm。所有燕尾铁脚和固定钢片表面应进行热浸镀锌处理。门窗连接固定点间距一般在300mm～500mm之间，不能大于500mm。 (1)钢附框适用于门窗与各种墙体的连接，安装精度高，连接可靠，但成本较高。 (2)门窗与钢结构的连接可采用燕尾铁脚焊接连接方法。燕尾铁脚与钢结构的连接用钢条或钢角码焊接调节。 (3)门窗与轻质墙体的连接宜采用燕尾铁脚与预埋件焊接连接方法。燕尾铁脚与预埋件之间用钢条或钢角码焊接调节。 (4)门窗与钢筋混凝土墙体的连接可用固定钢片(或燕尾铁脚)射钉或金属膨胀螺栓连接等。当采用固定钢片连接固定门窗时，门窗四周边框与墙体之间的缝隙应采用水泥砂浆塞缝。水泥砂浆塞缝能使门窗外框与墙体牢固可靠地连接，并对门窗的框料起着重要的加固作用。当缝隙采用聚胺脂泡沫填缝剂或其它柔性材料填塞时，固定钢片应采用燕尾铁脚代替，以保证门窗与墙体的连接固定可靠度。 (5)门窗与砖墙的连接可用固定钢片(或燕尾铁脚)金属膨胀螺栓连接。在砖墙上严禁采用射钉固定门窗。同钢筋混凝土墙体一样，当采用固定钢片时缝隙应采用水泥砂浆塞缝，当缝隙采用聚胺脂泡沫填缝剂或其它柔性材料填塞时，应采用燕尾铁脚固定。 三、铝合金门窗的防水密封设计 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150Pa(即铝合金门窗的水密性能不能低于2级指标)： P=k×μz×μs×wo 式中P：水密性设计取值（Pa）； wo：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．门窗结构防水设计 (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6mm。 (3)高层建筑、寒冷地区及节能要求较高地区，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。