鋁合金門窗設計基礎知識
門窗作為建筑外圍護結構的組成部分，無論是高檔建筑、還是普通住宅，都給予了不同的建筑功能和要求。只有滿足建筑效果、防雨、采光、通風、視野、保溫隔熱、隔聲等多種功能，才能為人們提供舒適、寧靜的室內環境，實現社會可持續發展的要求。鋁合金門窗是現在應用最廣泛的一類門窗，下面就如何設計出滿足建筑要求和功能的鋁合金門窗提出一些基本思路和看法。
一、門窗的建筑設計 門窗是建筑的單元，是立面效果的裝飾符號，最終體現出建筑的特點。盡管不同建筑對門窗的設計有不同的要求，門窗大樣分格千變萬化，但還是可以找尋出一些規律。 1．門窗立面分格要符合美學特點，分格設計時，要考慮如下因素 (1)分格比例的協調性。就單個玻璃板塊來說，長寬比盡量接近黃金分割比，不宜設計成正方形和長寬比達1:2以上的狹長矩形，亮子高度一般為框高的1/4~1/5，不宜太大或太小； (2)門窗立面分格既要有一定的規律，又要體現變化，在變化中求規律；分格線條疏密有度；等距離、等尺寸劃分顯示了嚴謹、莊重、嚴肅；不等距自由劃分則顯示韻律、活潑和動感； (3)至少同一房間、同一墻面門窗的橫向分格線條要盡量處于同一水平線上，豎向線條盡量對齊； (4)門窗立面設計時要考慮建筑的整體效果要求，比如建筑的虛實對比、光影效果、對稱性等。 2．門窗顏色的選配(包括玻璃和型材的顏色) 門窗的顏色的選配是影響建筑最終效果的重要一環，門窗顏色要與建筑特性搭配，在確定顏色時要與建筑設計師、業主等多方共同商定。 3．門窗的個性化設計 可以根據顧客的不同愛好和審美觀點，設計出獨特的門窗立面造型。 4．門窗的通透性 門窗立面在主視部位的視線高度范圍內(1.5m～1.8m左右)最好不要設置橫框和豎框，以免遮擋視線。有些門窗需要采用高透光率的玻璃或者要求具有較大的開闊視野，便于觀看室外風景。 5．門窗的采光和通風 門窗的通風面積和活動扇數量要滿足建筑通風要求；同時門窗的采光面積也應滿足《建筑采光設計標準》(GB/T50033-2001)的規定和建筑設計圖的要求。《公共建筑節能設計標準》(GB 50189-2005)第4.2.4條規定：建筑外窗每個朝向的窗墻面積比均不應大于0.70。當窗墻面積比小于0.40時，玻璃的可見光透射比不應小于0.4。 二、門窗安全性設計 1．門窗鋁型材壁厚要求窗用鋁型材壁厚符合現行國家標準高精度級，受力構件最小壁厚≥1.4mm。1、門窗受力桿件（如推拉窗的光勾企、中柱、帶亮下滑、帶亮上滑、雙邊鋒等）必須經過進行嚴格抗壓計算，型材作為受力桿件時，其型材壁厚應根據使用條件，通過計算選定。鋁合金門窗受力構件應經試驗或計算確定。 2．門窗玻璃安全設計 (1)玻璃的選擇：玻璃厚度經計算確定，并不宜小于5mm。建筑下列部位的門窗必須采用安全玻璃(鋼化玻璃或夾層玻璃)： (a)7層及7層以上建筑外開窗； (b)面積大于1.5㎡的窗玻璃； (c)玻璃底邊離最終裝修面小于500mm的落地窗； (d)與水平夾角小于75°傾斜屋頂且距室內地面大于3m的傾斜窗； (e)玻璃面積大于0.5㎡的有框玻璃門； (f)無框玻璃門應采用厚度不小于10mm的鋼化玻璃。 (2)玻璃與槽口搭接量和其它配合尺寸應符合《鋁合金窗》(GB/T8479)中表5和表6的規定。 (3)玻璃與鋁合金框槽應采用橡膠墊片柔性接觸。 (4)玻璃應進行機械磨邊處理，磨輪的目數應在180目以上。 3．五金配件的選擇和設計。 (1)在選用五金配件時，盡量選擇質量有保證的產品，五金配件的質量等級應與門窗的質量等級相一致，五金配件的結構、形狀應與型材相吻合，色彩協調美觀、功能正確、操作靈活、安裝方便。 (2)五金配件安裝應齊全、規范、牢靠、位置準確。安裝后，門窗外形美觀、開啟靈活方便、不得有變形、阻礙和碰撞。 (3)五金配件的外露緊固件應優先選用不銹鋼制品。 (4)平開門窗和尺寸大的推拉門窗關閉時應采用多鎖點，否則在負壓差作用下氣密性將大大降低，考慮到操作方便，最好使用多鎖點執手或傳動器。 (5)平開窗滑撐的長度一般為窗扇寬的2/3，如窗扇較輕可為1/2，上懸窗的滑撐長度一般為窗扇的1/2。 (6)臺風地區及高層建筑外開窗，窗扇建議采用滑撐安裝，不用或少用合頁。 4．推拉門窗窗扇與上下框導軌搭接量應不小于10mm，并且必須安裝防脫落塊和防撞塊等安全措施，防止窗扇掉落和開啟時碰撞傷人。 5．建筑外墻面玻璃窗活動扇下框距室內地面高度應不低于900mm。特殊情況下如果低于900mm時應采取其它防護安全措施(如增加防護欄桿等)。 6．鋁合金門窗連接固定采用的螺釘、螺栓必須采用優質不銹鋼制品，以防止電化腐蝕產生螺釘松動。不銹鋼螺釘盡量采用機制螺紋，盡量避免使用自攻釘，螺釘連接最好設計成受剪狀態。 7．門窗應與墻體可靠連接固定 門窗與墻體連接方法主要有鋼附框連接、燕尾鐵腳焊接連接、燕尾鐵腳與預埋件連接、固定鋼片射釘連接、固定鋼片金屬膨脹螺栓連接等幾種。燕尾鐵腳厚度應≥3mm。固定鋼片厚度≥1.5mm，寬度≥15mm。所有燕尾鐵腳和固定鋼片表面應進行熱浸鍍鋅處理。門窗連接固定點間距一般在300mm～500mm之間，不能大于500mm。 (1)鋼附框適用于門窗與各種墻體的連接，安裝精度高，連接可靠，但成本較高。 (2)門窗與鋼結構的連接可采用燕尾鐵腳焊接連接方法。燕尾鐵腳與鋼結構的連接用鋼條或鋼角碼焊接調節。 (3)門窗與輕質墻體的連接宜采用燕尾鐵腳與預埋件焊接連接方法。燕尾鐵腳與預埋件之間用鋼條或鋼角碼焊接調節。 (4)門窗與鋼筋混凝土墻體的連接可用固定鋼片(或燕尾鐵腳)射釘或金屬膨脹螺栓連接等。當采用固定鋼片連接固定門窗時，門窗四周邊框與墻體之間的縫隙應采用水泥砂漿塞縫。水泥砂漿塞縫能使門窗外框與墻體牢固可靠地連接，并對門窗的框料起著重要的加固作用。當縫隙采用聚胺脂泡沫填縫劑或其它柔性材料填塞時，固定鋼片應采用燕尾鐵腳代替，以保證門窗與墻體的連接固定可靠度。 (5)門窗與磚墻的連接可用固定鋼片(或燕尾鐵腳)金屬膨脹螺栓連接。在磚墻上嚴禁采用射釘固定門窗。同鋼筋混凝土墻體一樣，當采用固定鋼片時縫隙應采用水泥砂漿塞縫，當縫隙采用聚胺脂泡沫填縫劑或其它柔性材料填塞時，應采用燕尾鐵腳固定。 三、鋁合金門窗的防水密封設計 1．鋁合金門窗水密性能最低控制指標 鋁合金門窗水密性能最低指標可按下式取值且不小于150Pa(即鋁合金門窗的水密性能不能低于2級指標)： P=k×μz×μs×wo 式中P：水密性設計取值（Pa）； wo：基本風壓（N/㎡）； μz：風壓高度變化系數； μs：體形系數，可取1.2； k：系數，沿海熱帶風暴和臺風地區k值取0.3，其它地方取0.25。 2．門窗結構防水設計 (1)鋁合金門窗結構設計時積極采用等壓原理，是提高門窗防水密封性能的最有效途徑。 (2)活動扇與窗框的搭接量不能過小。平開窗活動扇與窗框的搭接量不宜小于6mm。 (3)高層建筑、寒冷地區及節能要求較高地區，盡量采用平開型門窗結構形式，少用或不用推拉型門窗結構形式。由于推拉型門窗活動扇與上下滑軌間存在較大縫隙、且相臨的兩個窗扇不在同一個平面上，兩個窗扇之間沒有密封壓緊力存在，僅僅依靠毛條進行重疊搭接，而毛條之間存在縫隙，密封作用非常微弱，所以推拉門窗防水密封性能很差。而平開型門窗窗扇和窗框間均設有2～3道密封橡膠膠條密封，在窗扇關閉鎖緊后密封橡膠條壓得很緊，而且中間空腔很容易形成等壓腔，因此可以設計出密封性能非常優越的門窗。 (4)門窗安裝玻璃的鋁合金玻璃壓線宜設計在室內方向，避免玻璃壓線與窗框之間的細微縫隙滲水。 (5)推拉類型門窗下滑室內側要設計足夠高的擋水板，否則當室外雨水有一定壓力時，雨水將越過擋水板流入室內。 (6)門窗活動扇上部應設置披水板，下部設置排水孔。 (7)組合門窗盡量減少外露拼縫，因為細微縫隙無法采用密封膠密封而產生滲漏。因結構原因無法避免外露拼縫時，則拼縫處型材兩接觸面形成90°，便于注密封膠密封。
