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| 塑料門窗的性能設計 |
| 來源：中國鋁材信息網，更新時間：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
隨著經濟水平的不斷發展，塑料門窗憑借著良好的性能得到了用戶青睞。門窗是建筑結構的重要要素，國家對建筑節能的不斷提高，相應的對塑料門窗的性能也提出了更高要求。下面談談塑料門窗的性能設計：
一、抗風壓設計
塑料型材斷面結構的精心設計，可在主型材鋼襯腔加入鋼襯，使塑料門窗有優良的抗風壓性能。不同的風壓地區，不同的建筑物高度及洞口大小，可以通過設計不同的窗型、選用不同的型材系列和不同壁厚的鋼襯來滿足建筑對門窗抗風壓性能的要求。下面以具體窗型為例來說明抗風壓的計算過程
例一：窗型(60推拉帶上亮)如圖1
窗的結構簡圖及中梃的風載荷分布圖可簡化如下：
計算上圖中梃的抗風壓等級
已知：L=160cm,H1=100cm,H2=50cm,
中梃鋼襯Iy=2.4cm4,E=21×106玻璃為單玻。計算過程如下：
梯形均布荷載的撓度計算公式：
f=WL4a[25-40(a÷L)2+16(a÷L)4]÷1920EI
圖中中梃的撓度等于上、下梯形均布荷載對中梃產生的撓度之和
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中的風壓等級單位統一，應把W的單位換算為Pa，上式變為
W=16×104EI÷[L3（A1+A2）]
式中：W-受力桿件承受的風荷載，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-受力桿件的長度，單位cm
a-荷載高度，單位cm，當H<L時，a=H/2;當H>L時，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代入公式計算風壓值W
W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
=16×104×21×106×2.4÷[1603(1062.3+600.8)]
=1183(pa)
（4）確定風壓等級：
1000Pa<W=1183pa<1500Pa,故中梃可抗Ⅰ級風壓。
例二：窗型（60內平開帶下亮）如圖3
窗的結構簡圖及中梃的風載荷分布圖可簡化如下：
在圖1中豎梃進行抗風壓計算：
已知L=150cm，H1=75cm，H2=75cm,
中梃鋼襯Iy=2.9cm4，E=21×106 玻璃為單玻。
計算過程：
由例一直接運用公式W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
在圖1中橫梃進行抗風壓計算：
已知L=150cm，H1=100cm，H2=50cm,
中梃鋼襯Iy=2.9，E=21×106 玻璃為單玻。
計算過程：
由例一直接運用公式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代入公式計算風壓值W
W=16×104EI÷[L3(A1+A2)]
=16×104×21×106×2.9÷[1503(1037.6+597.5)]
=1765(pa)
（4）確定風壓等級：
1500Pa<W=1765pa<2000Pa,故中梃可抗Ⅱ級風壓。
二、氣密性能設計
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中規定塑料門窗的氣密性能要達到3級以上即：q1≤2.5m3/(m·h)
提高門窗空氣滲透性能的方法:
1.選擇規格合適、優質的密封材料。
2.等強度設計，使門窗在使用過程中縫隙變化最小，保持密封可靠。
3.合理設計窗型，窗型分格要少，開啟扇的數量要少，減少縫隙長度。
4.五金件的選擇：合適規格、良好質量、多點鎖閉。
5.五金件的安裝：提高安裝精度減小縫隙。
6.安裝時處理好門窗與墻體縫隙，直接提高密封性能，避免由于窗縮、脹產生縫隙或者型材變形產生縫隙。
7.框扇搭接量均勻(實測不應小于6mm)
8.穿膠條時使用倒裝法，密封膠條的長度應比裝密封膠條的溝槽周長加10mm左右。
9.玻璃壓條轉角處對接間隙小于0.8mm。
三、水密性能設計
提高門窗水密性能的方法:
1.提高密封性能：選擇規格合適、優質的密封材料
2.玻璃放在橋式玻璃墊塊上，玻璃墊塊下部設有足夠大的溝槽，可避免玻璃和窗框之間產生返水現象.
3.開排水孔，尺寸5×30mm，數量要求
窗框構件：框橫尺寸小于等于1000mm，銑1個排水槽；框橫尺寸大于1000mm小于等于1800mm，銑2個排水槽；框橫尺寸大于1800mm，銑3個水槽
扇構件：寬度小于等于800mm時，開1個排水槽；寬度大于800mm時，開2個排水槽
位置要求
只有1個排水槽時，外水槽應在中間位置；
有2個排水槽時，外水槽的端距為150mm左右；
有3個水槽時，中間外水槽的位置盡量在中間；
內外水槽中心距50-100mm；
當框上有橫中梃時，橫中梃外排水槽位置與框下橫外水槽位置在同一堅直位置上。
4.開設氣壓平衡孔，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的長圓孔或為Φ6圓孔，每扇開一個 。
5.對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.設計特殊的排水件。
四、保溫性能設計
門窗的保溫性能由傳熱系數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中規定塑料門窗的保溫性能要達到7級以上即：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：單玻K=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層玻璃表面結霜。
4.改善保溫性能的薄弱環節,如中空玻璃隔條、鋼襯，避免冷橋。
五、隔聲性能設計
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中規定塑料門窗的隔聲性能要達到2級以上即：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、裝飾性設計：
1.了解窗型發展趨勢，亮窗變少，大固定小開啟流行。提高性能，降低成本。
2.設計成一體窗，整體強度好、采光好、線條流暢美觀、性能高、節約材料——型材、鋼襯、配件、安裝材料、節省組裝時間、節省安裝時間。
3.美景隔條、隱形紗窗等使用。
4.彩色窗普及。實現彩色型材的方法：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；型材表面熱轉印；覆膜法；安裝鋁扣板改變塑料窗的色彩。
5.型材設計流線型的趨勢，采光性能好，外形美觀，應該解決好組裝過程中清角的問題。
七、采光性能設計：
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.遮陽方法：
反射光與散射光
反射膜、遮陽罩、遮陽窗、百葉窗、卷簾窗
注意防止光污染，幕墻應特別注意。
八、防盜性能、安全性設計
1.選用合適、優質的五金件，注意五金件的材質及其厚度、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，注意螺釘的選用，保證五金件的安裝位置，盡可能的實現多點鎖閉。
3.窗型設計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，應采取保護措施；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計等也將直接影響塑料門窗性能的好壞，在這里就不在介紹。可見塑料門窗性能的設計應該從多方面考慮，只有作好各個環節才能實現高性能的塑料窗。
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