建筑外窗物理性能相关问题探讨

gczljc · 发表于 2012-3-5 09:10:22

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建筑外窗物理性能相关问题探讨

陈静

苏州市建设工程质量检测中心有限公司

摘要:结合检测工作实践，对建筑外窗的抗风压性能、气密性能、水密性能进行了分析，并对如何把好检测关口，增强建筑外窗物理性能，提高建筑工程质量提出了建议。

关键词: 建筑外窗、物理性能、检测

塑钢门窗和铝合金门窗使用已经逐步普及，随着高层和高档建筑物的不断出现，对门窗产品的要求越来越高。为了创造舒适的居住环境，室内采暖和制冷也越来越普遍。门窗作为建筑物的表面维护之一，直接影响着人们的生活，然而市场上这些窗的质量却不能令人满意。结合多年的检测实践，本文对建筑外窗的三项主要物理性能?D?D抗风压性能、气密性能、水密性能进行粗浅的探讨。

1、建筑外窗的抗风压性能

1.1、抗风压性能是指关闭着的外窗在风压作用下，发生损坏和功能障碍的能力，并以主要受力杆件的相对挠度进行评价。因而确定主要受力杆件，提高关键杆件的强度、刚度是必要的、经济的。关键的主要杆件是中挑、上下横杆、推拉窗的勾企等。边框主要是满足功能要求和连接要求，对型材的惯性矩要求不高。对于组合拼装的窗，拼樘料一般是比较关键的受力杆件，需要重点进行强度和刚度验算，以满足其功能要求。

1.2、在外窗的物理三性中，抗风压性能是最重要的，它关系居民的生命财产安全。现在的门窗主要以铝合金和塑料为主，铝合金门窗的刚度和强度都较高，因此只要将铝型材的挺料和拼樘料的尺寸加大或将型材的壁厚加厚，就能满足抗风压的需要。在铝合金门《GB/T8478-2003》中，对型材的最小实测壁厚已作了修定，由原来的1.4mm增至2.0mm；铝合金窗《GB/T8479-2003》标准中型材的最小实测壁厚也由1.2mm增至1.4mm。而塑料门窗的抗风压性能大大低于铝合金窗，由于塑料型材的弹性模量低，必须在型材的内腔合理配置增强型钢，才能保证门窗框扇具有一定的刚度和强度，从而满足门窗的抗风压要求。

1.3、笔者在检测和工程中发现，增强型钢在计算、选用和安装时存在许多问题，有的型材特别是扇梃的型腔结构不甚合理；有的增强型钢与型材内腔配合不紧密，有的紧固不牢，根本起不到增强作用。从力学计算来说，矩形截面增强型钢的抗弯性能最好，因此在型材设计时应完善型腔结构，在门窗组装时应尽量选用矩形截面增强型钢。对于尺寸大、使用高度高、风压要求高的门窗，可以通过增加增型钢厚度和改进增强型钢结构的方法，提高增强型钢惯性矩以满足抗风压要求。对于有特殊要求和特大尺寸的门窗，还可采用在扇立梃中增加辅助增强型钢的方法，来满足和提高抗风压性能的要求。另外，增强型钢在型材内腔中与内壁配合的紧密程度，对型材构件的抗弯性能有着直接的影响。增强型钢的外形尺寸与型材内腔尺寸完全一致时，型材才能与增强型钢一起发挥作用。因此型材内腔内壁应多设一些三角形或小凸式的加强筋，以增强型钢间的紧密配合。

1.4、为了保证可靠、充分地发挥增强型钢的增强作用，除了内腔与外形配合合理外，还必须牢靠的结合在一起，即增强型钢的坚固必须采用大头自攻螺钉或放垫圈的自攻螺钉。许多厂商采用沉头螺钉或普通的半圆头螺钉，在反复受力时易松动，使紧固作用大大降低。增强型钢不得断开，对于十字和T字型部位的焊接，增强型钢应在型材焊接熔化后对接压紧时插入。绝对不能在增强型钢上切割V型口，或将增强型钢锯为几段，分头插入，这样几乎起不到增强效果。

1.5、平开窗扇的抗风压性能主要取决于五金配件的质量及其连接，因此选择合适的优质配件是提高窗扇抗风压性能的关键。其次，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、开窗灵活方面，不得有变形阻碍和碰撞。对于强度数据缺乏的配件，最好直接做强度试验来确定其承载力，然后再按试验结果采用。

1.6、推拉窗窗扇的抗风压性能主要在于型材的设计，其中最关键的是上下滑道的设计，上滑道应在保证窗扇便于安装和拆卸的同时，重点保证窗扇在受风压变型时不至于滑脱。这就要求型材和窗扇要有足够的搭接量。另外，上滑道应有足够的抗扭和抗局部变形的能力。下滑道的导轨应高一些，使得窗扇尽量卡在导轨上，利用型材槽口承受水平荷载，避免用滑轮承受。

1.7、选择合乎要求的五金配件，固定配件所用的螺丝应采用不锈钢材质，固定螺丝部位的型材应有一定的厚度，等等。这些对保证窗的结构安全，延长窗的使用寿命都非常重要。

2、建筑外窗气密性能

1.1、外窗作为围护结构，其抗空气渗透非常重要。气密性能是指外窗在关闭状态下，阻止空气渗透的能力。衡量气密性能的指标是以标准状态下，窗内外压力差为10Pa时单位缝长空气渗透量和单位面积空气渗透量来作为评价指标。气密性能的好坏主要与框扇之间的密封程度有关，即框扇之间缝隙大小。外窗的固定部分和玻璃镶嵌，密封主要有湿密封和干密封两种。一般来说，室外采用密封胶进行湿密封比较合适，这样可提高密封的可靠性。型材与型材之间的缝隙最好采用中性硅酮胶密封，而不可采用普通的玻璃胶，因为玻璃胶不能和铝型材很可靠的粘结。

1.2、平开窗所用的胶条应该是有良好的弹性、拉伸性、热稳定性、耐腐蚀性、不易龟化，不易产生永久变形，并且要易压缩、耐久性好的产品。由于胶条密封需要有一定的压缩量，因而需要五金配件在关窗时产生均匀的压缩力，这就需要型材与五金件配合良好，五金件安装的位置要正确。

1.3、推拉窗由于需要很好的滑动，因而大量采用密封毛条作为密封材料。建筑门窗用密封毛条应采用丙纶纤维异性长丝，并经紫外线稳定性处理和硅化处理。非硅化毛条长期使用或遇水后，倒伏严重，漏风漏水，硅化毛条遇水后仍完好如初，几乎不影响密封效果。建议选用硅化毛条，平板加片型毛条效果更佳。毛条的规格应适宜，应根据型材的配合间隙来选择，一般应有1?D2mm的压缩量。对于要求空气渗透量小的建筑，应该使用中间带胶片的密封毛条，由于窗扇的毛条一般来说很难连续，因而窗扇的上下端总会留下一些空隙，而这些空隙是造成推拉窗密封性能差的主要原因。所以在毛条不能连续密封的部位增设一些专用的密封配件，对提高推拉窗的密封质量非常重要。

3、建筑外窗水密性能

1.1、外窗作为围护结构，其防雨渗漏能力至关重要。水密性能是指关闭着的外窗在风雨同时作用下阻止雨水渗透的能力。衡量水密性能的指标为外窗不失去阻止雨水严重渗漏能力的最高风压。

1.2、为了提高外窗的雨水渗漏性能，应从渗漏的原因着手。首先应尽量减少孔隙，二是遮挡雨水使之不浸湿缝隙，三是减小被浸湿缝隙处的风压差。

1.3、减少孔隙是最常用的方法。首先在型材设计时应设计专用的拼樘料，尽量减少型材的拼缝，型材之间的平行拼缝应留有胶缝并且最好采用中性硅酮胶密封，而不可采用普通的玻璃胶，型材的垂直拼缝应采用专用的密封材料。对于玻璃镶嵌部位，室外采用密封胶进行湿密封，避免窗扇因经常开关而变形。

1.4、窗扇是活动的，密封良好是防雨水渗漏的首要条件，窗扇与窗框的尺寸配合是密封良好的前提。窗扇的尺寸必须保证密封材料有足够的搭接量和形成一定的压缩比例，使得密封材料充分发挥作用。

1.5、窗扇和窗框之间没有空隙是很难做到的，只要有一点空隙，雨水照样可以渗入。所以，平开窗、推拉窗应另外分别采取一些防雨水渗漏的措施，可以在外侧密封层下部开设适当数量的排水透气孔，内侧密封层作严格的密封处理。对于推拉窗，提高室内挡水板的高度是比较有效的方法。在提高挡水板高度的同时，做好排水也非常重要，应该让下滑道上的积水能尽量迅速通畅地流到室外。

1.6、建筑外窗是非常重要的围护结构，其物理性能的好坏直接影响建筑的能耗和内部环境质量，所以在材料选择、检测、施工等诸多环节都要引起高度重视。