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鋁合金門窗的係統化、標準化安裝工法淺析

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鋁合金門窗的係統化、標準化安裝工法淺析

發布日期:2019-09-26 作者: 點擊:

 一、 前言

  我國的建築節能門窗經過近四十年的發展,取得令世界矚目成就。但我國高能耗建築所占比例巨大,超過90%的比例,尤其值得注意的是,大型公建項目占城鎮總建築麵積小於10%,但其能耗總量(用電量不包括采暖用電為100-300千瓦時/年.m2)單位建築能耗比同氣候條件下的發達國家高出2-3倍。建築外圍護結構的性能也相差甚遠,外牆傳熱係數是歐洲的3.5-4.5倍,外窗是2-3倍,屋麵為3-6倍,門窗的空氣滲透是3-6倍。作為建築能耗的關鍵部位門窗,門窗係統的結構優化設計將會對建築能耗起到至關重要的影響;而在我國節能型門窗起步晚、發展慢、成本高,目前節能型門窗的比例不足1%,而在歐美等發達國家已經超過60%以上,歐洲和北美地區節能門窗的總規模早已突破2億m2,這也是我國建築總能耗相比如此巨大的重要因素之一。

  節能建築近年來的快速發展,為實現我國2020節能減排戰略目標提供基本保障。尤其作為節能建築的先鋒典範,超低能耗建築的迅猛發展,將帶動相關技術、工藝、材料、設計和施工等產業的迅速提升。

  建築節能還處於發展階段,各地方節能標準也不均衡,以及建築節能門窗與建築的匹配,使用門窗的節能標準還比較低,市場上門窗產品魚目混珠,市場監督不足等情況,節能窗的傳熱係數還在2.0-3.8w/m2.k左右,嚴寒地區也保持在Uw2.0w/m2.k左右,節能工作任重而道遠。

  國家政策在積極推進綠色生態建築,強化並提高門窗產品的規範及標準,並與國際標準和認證進行接軌,標誌我國的建築節能體係將整體大幅提高,因此建築節能和降低能耗的市場發展前景空間廣闊,在歐美國家,節能減排措施已經取得很大程度的進展,降低能耗85~95%以上是發展方向,任重道遠。

  歐洲國家窗戶以內平開內下懸為主,德國為寒冷地區,與東北氣候差不多,主要對提高門窗各項性能有幫助,沒有外開窗或推拉窗,門窗傳熱係數Uw為1.0w/m2.k左右,甚至更低,門窗的隔熱斷橋寬度基本都是>40mm,並在型材腔體填充保溫材料,解決保溫和隔音等功能,所以解決鋁型材的Uf值特別關鍵。德國強製要求在2020年實現降低能耗95%以上,這就意味著門窗的傳熱係數要Uw≤0.8w/m2.k,氣密性能≤0.3m3/m.h,氣密和保溫性能是互相受影響的,氣密性直接影響門窗的保溫和結露及滲漏,這是值得向日葵app安卓版下载安装學習和借鑒的。因此對於門窗的結構體係和材料,包括:型材、玻璃、膠條、五金、窗台板及窗套、加工工藝、安裝方法等附件都提出了更高的技術及產品性能要求。

  對於鋁合金門窗型材要達到這一要求是有很大難度的,它的Uf值一定要<1.0 w/m2.k,目前隻有塑窗和木窗型材可以滿足要求,而鋁型材斷橋窗為實現這一目標,在隔熱條材料的斷橋上下足了功夫,大的隔熱條做到>70mm左右,並采用多腔體結構,同時增加材料成型的難度,並型材的穩定性能要保證,但為了解決問題,還必須這樣做,結果導致材料成本驟增,不利於產品的應用和推廣,所以歐洲市場對於節能門窗還是以塑窗為主,包括歐洲市場,在德國的建材超市貨架上基本都是塑窗,肯定是它的市場價格比較合理,節能效果好有關。

  門窗作為建築的外牆圍護結構,需要解決安全、采光、通風、保溫、防風、隔音、防水、防火、抗老化、窗的框架位移等功能,產品是由型材、玻璃、EPDM膠條、五金件、窗台板及窗套等材料設計組合而成,其並不是材料的簡單組合,通過結構設計優化以及不同材料的選擇來實現,加工和安裝工藝的細節會直接影響到窗戶的各項性能指標,以及安全性、可靠性的整體結構設計來實現。詳見圖1。


  二、 建築外窗的安裝位置

  本文主要陳述門窗安裝工藝,安裝位置是首要問題,作為重要部分來描述,要引起高度重視。行業內許多人認為窗戶的安裝和安裝位置並不主要,窗戶隻要安裝在洞口內(中間、靠外些類似飄窗)就可以了,通常做法是用固定片與牆體連接,然後填充發泡,再用沙漿密封或用密封膠密封,其安裝方法既不防水又不保溫,還會產生室內牆皮脫落和室內牆發黴等現象,都是安裝不當產生的結果,目前的安裝方式存在很大的滲漏隱患,至於以後會出現什麽問題,問題出在哪裏,都是以後的事情,以為問題出現打打膠就可以解決了。實際情況不是大家想象得那麽簡單,門窗是外牆維護體係中的一部分,是要具備和外牆體一樣的功能,要解決很多問題,防水、防黴、防滲漏、保溫是基本的要求,並且增加采光、通風等功能,所以安裝位置和安裝工藝流程並實現標準化工藝特別重要,不是什麽三分設計七分安裝的想法,實現100%的設計和100%的加工、組裝與安裝的精細化理念,隻有這樣才能實現窗戶體係的完整可靠性能。。

  2.1窗戶安裝位置

  大家知道,目前大部分窗戶安裝在洞口中間位置很多,這隻是其中一種安裝方式,其實窗戶的安裝實際分為三種:

  1、 窗戶安裝在洞口中間位置;

  2、 窗戶安裝在洞口外側邊緣位置;

  3、 窗戶安裝在洞口外側位置。

  2.2窗戶的固定方式

  由於安裝位置不同,其與結構的固定方式也不同,固定方法直接關係到門窗的安全性和可靠性,以及與建築位移伸縮等,因此保證窗戶的固定安全是重要的,常規濕法的安裝窗框適用於1、2種,如圖2、3


  同時1、2種安裝位置也可以進行幹法施工,采用副框結構方式,幹法施工是門窗標準化、規範化的基礎,解決安裝過程中的問題,如圖4


  第3種洞口外側安裝形式

  目前國內隻局限於超低能耗建築的外窗安裝,並沒有推廣應用,窗框與結構通過專用鋼製角碼和牆體外掛式連接固定,類似幕牆連接方式,但是與幕牆完全不同,使窗戶與牆體成為一體化模塊設計結構,這樣的窗戶結構屬於模塊化設計,並能解決建築的零滲漏等問題,從而滿足超低能耗建築節能要求85~95%以上節能要求,發展離不開降能減排。如圖5

  三、門窗的加工工藝、安裝工藝

  本文主題講門窗的安裝,必須要提到門窗的加工製作工藝,加工製作、現場安裝工藝是門窗的很關鍵流程,門窗的結構設計和選材是主要環節,加工製造及現場安裝是關鍵環節,每個環節和細節嚴格執行到位,設計與安裝,做好頂層設計,才實現免售後服務,達到客戶的滿意,實現產品的品質提升和品牌效應。

  門窗的加工製作精度、組裝工藝和安裝工藝流程的編製和落實,實現工藝的標準化是關鍵,產品進行質量管理體係管理流程,每道工序都有記錄檢查和可追溯性,保證產品的出廠為100%合格率,這些要素都會直接影響門窗產品質量、使用功能和門窗性能,尤其對抗風壓、水密性、氣密性、保溫性、隔音性能表現尤為突出,也關係到門窗安全性及可靠性,因此需要生產加工企業和施工單位加強內部培訓,嚴格監督檢查,把能夠發生的關係到產品質量的因素,問題解決在事前是最關鍵的。

  在批量生產前,應先製作一樘實際尺寸的樣窗,安裝好玻璃及五金後,檢查窗戶整體配合及質量是否有問題,確認沒有問題後,各部門簽字,按照這個樣窗標準再進行批量加工生產。

  3.1門窗加工組裝工藝要求

  門窗加工及組裝工藝流程要求是很嚴格的,不是說有台雙頭鋸、組角機就可以加工門窗產品,要建立完整體係加工流水線,同時加工尺寸要有加工標準和技術要求,包括成品半成品的裝飾麵保護,及其材料的擺放等要求,這一點組裝後偏差就表現出來了,要形成完整的生產流水線,按加工工藝流程要求進行加工,其要求下麵做些分析:

  3.1.1型材加工的尺寸偏差為<±0.5mm;窗框型材之間(包括中挺)為90度連接,窗扇型材為45度加工,窗框型材端麵要配備專用刀具進行端銑加工,窗扇之間的連接要采用專用連接角碼,拒絕使用活動角碼、壓鑄角碼、加導流片角碼,通過注膠導流槽注膠使角碼直接與型材形成了一個整體,其門窗角部強度將大幅度提高,增強防水性能和門窗角強度功能,組角注膠後水密性和門窗的整體結構性能全麵提高。角碼的注膠流道設計的優化,角碼注膠時保證充分粘接,保證其物理性能安全可靠。

  3.1.2窗框中挺要用中梃連接件連接,連接處使用雙組份組角膠注膠,增加連接強度,拚縫通過拚縫膠或者專用的密封膠墊密封,保證連接可靠性和防水密封性能;

  3.1.3拒絕使用自攻螺絲釘,所有連接采用機製螺絲連接,並進行塗膠處理,這種連接方式首先保證不了門窗的幾何尺寸的準確性,製作工人很難掌握加工尺寸的準確性,其次這種用自攻螺絲釘連接方式存在巨大的安全隱患,有些製作工人使用自攻螺絲釘時用力不當,致使螺絲釘存在半斷裂狀態,稍加外力就可以使其中梃組件脫落,沒有安全保障性能。

  3.1.4窗扇型材加工為45度切角,並加工執手連接孔等加工,通過專用注膠角碼連接,並進行鉚角和采用雙組份組角膠在注膠孔進行注膠連接,窗扇鉚角時,每個角為8個點進行鉚角,配備專用刀具進行組裝;

  3.1.5窗框和窗扇組裝完成後,其窗的對角線尺寸偏差要<±1.0mm,窗框上下連接孔為長條孔,解決窗戶伸縮問題;

  3.1.6安裝好五金件後,安裝玻璃和膠條,並進行檢查調整各處間隙是否符合要求;

  注膠角碼及注膠效果詳見圖6。


角部注膠效果

  3.1.7窗台板及窗套要複核洞口窗台尺寸,再進行專門定製加工與安裝,保證建築外窗的整體性能安全可靠。

  3.2門窗的安裝工藝要求

  鋁、塑窗上一定要安裝抬高窗下口副框和窗台板、窗套,為什麽要這樣做?下麵作詳細分析:

  3.2.1窗戶副框連接為幹法施工,幹法施工是很規矩的做法,通過副框將窗洞口尺寸保證與設計的圖實相符,保證窗與副框的連接安全可靠,窗與副框之間增加保溫墊,使窗戶無熱橋,同時采用窗台板、窗套結構,使窗戶的施工形成完整係統;

  3.2.2窗副框與洞口的縫隙約為20mm-30mm左右,應采用膨脹棉進行填充,窗框下口與窗抬高副框的上口要用防雨布做好室內外的防水施工,隨後安裝窗框、窗扇、玻璃、保溫板及室外窗台板,以及室內窗台板,這樣可以提高窗戶的防水、防滲漏、保溫、防黴等性能,使窗成為完整係統體係;

  3.2.3安裝固定玻璃時,固定玻璃的安裝位置要在斷橋窗的斷橋位置,墊好玻璃墊,在玻璃內四周塞好泡沫棒,然後用密封膠在玻璃與窗框間隙中填充密封,解決窗戶滲漏問題;

  3.2.4窗扇玻璃的安裝是有方法的,玻璃墊塊應與合頁的對角線處位置安裝,將窗扇位置調整好後,用中性密封膠固定玻璃墊,防止使用過程中發生滑動,導致窗扇掉角下墜現象;

 

  3.2.5在窗戶安裝在牆體外側時,應采用鐵件連接與窗框和牆體,這樣防水雨布和保溫墊塊的應用,並使用窗台板或窗套結構,徹底解決防水、防黴和無滲漏問題;

  3.2.6窗戶安裝的所有機製螺釘連接需要塗滿中性密封膠,或帶膠連接;

  3.2.7窗扇執手高度確定,在設計階段需要與業主溝通好,嚴格按圖施工安裝;

  3.2.8做好避雷接地工作;

  3.2.9窗戶安裝完成3—5個工作日後,要現場做淋水試驗。

  四、建築外窗的性能保證

  窗戶要具備基本的性能,抗風壓性能、氣密性能、水密性能、保溫性能、隔音性能、防撬等,為實現這些要求,需要在結構設計、選材、加工、安裝的各個環節做好,包括所有的細節。

  4.1氣密性能控製門窗的氣密、水密、隔音、保溫性能是可直接感受到的指標,氣密性能起到室內外內外空氣的完全封閉,不僅僅隻是窗戶的密封,還有窗戶與洞口及牆體的密封等環節,需要向日葵app安卓版下载安装認真考慮。在安裝窗戶過程中,窗框與窗扇之間的等壓膠條起的作用很大,等壓膠條不僅僅解決氣密性能,還有水密、隔音、保溫等性能,材質要選用三元乙丙發泡複合膠條,所以要采用多腔結構,解決空氣對流及氣流衰減問題,也包括玻璃內外膠條的選用。

  膠條安裝過程中,應考慮伸縮問題,防止熱脹冷縮時發生不完整連接。

  4.2水密性的控製與氣密相關,采用“等壓原理”結構設計,解決水與氣的分離,因為水的滲漏有幾種方式:1、縫隙滲漏;2、水的毛細張力;3、水蒸氣對流;4、水蒸汽擴散。應用“等壓原理”是解決水密性的方法解決,做好水與氣的分離。

  對於窗戶的結構設計中窗台板和窗套的設計和采用,對防水起到一定的作用,在歐洲市場,窗台板為強製采用產品,並列入德標。。

  4.3隔音性能的控製,整窗的隔音設計應如何衰減聲波,達到隔音效果,通過型材、玻璃、膠條密封、五金件實現,減少空氣的對流,做好密封。

  4.3.1型材斷橋腔體內填充保溫材料;

  4.3.2三玻結構玻璃采用不同厚度的玻璃,中空腔體充惰性氣體;

  4.3.3提高窗體氣密性,五金采用6-8點的多點鎖,隱藏式合頁結構。

  4.4保溫性能的控製,窗戶的保溫性能是設計難度所在的,從設計到選材,還有加工、安裝的控製,提高窗戶的熱阻值R是解決問題的根本方法,通過三種途徑實現:

  1.降低材料的導熱率;

  2.提高材料的厚度和寬度;

  3.結構設計的優化。

  對於窗框與洞口的縫隙處理,目前常用的是打發泡劑後,砂漿填縫。但是還有其他方法可以處理的更好,選用膨脹棉、室內外防水布、窗台板和窗套及保溫一體板,解決無滲漏問題。如圖

  4.5 抗風壓性能保證

  抗風壓性能保證是通過分格強度計算來實現,選擇型材係列,壁厚,玻璃配置等,滿足不同條件下的窗戶抗風壓性能。

  五、結語

  綜上所述,門窗的設計理念在開始結構設計時要充分考慮各種不利因素導致的各種問題,並通過結構設計解決,以及要滿足什麽建築的要求,並在實際操作中進行控製,實現產品體係的標準化和模塊化,其重要性可想而知,把問題解決在事前。

  隨著綠色建築和建築節能改造的逐漸推廣與應用,建築新產品和新技術將不斷湧現,對我國的建築業發展起到積極推動作用。

  參考文獻

  [1]窗及室外過道門的安裝導則 iftRosenheim,RAL Quality Association Window,Facades and Doors e.V,Association of German Guild

  [2]高效鋁合金節能門窗技術分析 2018.6 《中國建築金屬結構協會》


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關鍵詞:鋁合金門窗,係統化,標準化

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