門窗型材設(shè)計(jì)要素

論門窗型材設(shè)計(jì)要素摘要：本文主要介紹了門窗型材的一些基本組成要素及每一類要素的特定作用和功能。 正是通過(guò)一些基本要素的組合，才形成了門窗型材特定的使用功能。制定、選用一些標(biāo)準(zhǔn)要素，可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，縮短產(chǎn)品成形周期，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)門窗型材設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化及通用化。關(guān)鍵詞：門窗型材 基本要素 功能門窗是建筑空間環(huán)境組合的重要圍護(hù)構(gòu)件，它的性能對(duì)建筑物的功能有著重大影響。隨著時(shí)代的發(fā)展，門窗的功能日臻完備，形式日趨多元化，而這一多元化的實(shí)現(xiàn)又得益于門窗型材的不斷推陳出新。型材斷面設(shè)計(jì)的優(yōu)劣，一定程度上決定了門窗的性能指標(biāo)?？v觀林林總總的各類型材，我們不難發(fā)現(xiàn)，型材斷面設(shè)計(jì)還是有其章法可循的。正如一百多種元素構(gòu)筑了多彩的物質(zhì)世界，各種系列的型材也是由一些基本要素組合而成的。作為一個(gè)門窗設(shè)計(jì)師有必要對(duì)這些要素作一個(gè)清晰、完整的認(rèn)識(shí)。通常我們將滿足每一特定作用和功能的型材剖面形狀作為一個(gè)“要素”。設(shè)計(jì)型材時(shí)，我們可根據(jù)型材在門窗結(jié)構(gòu)中所側(cè)重的功能，針對(duì)性地進(jìn)行要素組合，從而簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過(guò)程，縮短產(chǎn)品成形周期。此外通過(guò)對(duì)型材每類要素的外形進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，可逐步實(shí)現(xiàn)型材設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化及通用化?，F(xiàn)將門窗型材的一些基本要素作如下的功能定位。滿足力學(xué)性能：1.1型材慣性矩（ I）和截面抵抗矩（ W）：針對(duì)門窗受到風(fēng)荷載作用而必須具備的抗力，型材斷面應(yīng)滿足強(qiáng)度和剛度方面的要求。相對(duì)而言 ,剛度要求比強(qiáng)度要求更為嚴(yán)格。與型材的強(qiáng)度、剛度密切相關(guān)的是型材的截面慣性矩 (I) 和截面抵抗矩 (W)。從力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)分析，在用料相同的情況下，加大慣性矩和截面抵抗矩是型材設(shè)計(jì)要優(yōu)先解決的。從截面慣性矩計(jì)算公式可知，型材截面高度H越大，慣性矩越大。減小離形心軸近的面積，增大離形心軸遠(yuǎn)的面積，慣性矩也越大。但從保持型材的穩(wěn)定角度出發(fā)，型材截面的寬厚比要保持在一定比例之內(nèi)，一般為1/6-1/4。1.2型材壁厚：型材的截面慣性矩（ I）和截面抵抗矩（ W）與型材壁厚成正比，壁厚越厚相應(yīng)的和W也越大。但壁厚過(guò)大，不利于經(jīng)濟(jì)性。通常可在型材適當(dāng)部位設(shè)置加強(qiáng)筋，局部增大型材壁厚以達(dá)到加大型材的截面慣性矩，提高型材力學(xué)性能的效果。新修編的鋁合金建筑型材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中增加了對(duì)建筑門窗用型材最小壁厚的強(qiáng)制性規(guī)定，即門窗受力桿件厚不得小于 1.2mm。滿足氣密性要求：一般而言，選用適宜的密封條和安裝部位，對(duì)門窗空氣滲透起決定性作用。按用途分，門窗的密封條可分為玻璃密封條和框扇密封條?？蛏让芊鈼l又可分：在平開(kāi)門窗上用的壓緊密封條和推拉門窗上用的滑動(dòng)密封毛條。2．1玻璃密封條槽：門窗扇的一個(gè)主要功能便是鑲嵌玻璃。玻璃密封條可用于玻璃與門窗扇的密封及緩沖減震。因此與玻璃密封條相配合的槽口形狀與尺寸便是門窗扇的一個(gè)基本 “要素”?，F(xiàn)行國(guó)標(biāo)對(duì)玻璃與門窗槽口的配合尺寸作了如下規(guī)定：?jiǎn)螌硬Ａc窗玻璃槽的配合尺寸玻璃厚度鑲嵌口的凈寬鑲嵌深度鑲嵌槽間隙a≥b≥c≥4、5、62.5638383單層玻璃與門玻璃槽的配合尺寸玻璃厚度鑲嵌口的凈寬鑲嵌深度鑲嵌槽間隙a≥b≥c≥5，62.56483852．2框扇密封條槽：為了使平開(kāi)門窗框、扇在關(guān)閉時(shí)密封，應(yīng)在框扇型材的搭接處設(shè)計(jì)可以安裝密封條的溝槽。這個(gè)溝槽的形狀和尺寸即為一個(gè)“要素”（如圖 1所示）。2．3密封毛條槽：推拉窗一般采用框扇接觸平面全封閉密封方式，安裝于扇框之間的密封毛條是影響推拉門窗氣密性及開(kāi)啟力的重要因素。因此，密封毛條槽也是推拉門窗中一個(gè)不可或缺的要素，其基本形狀可參見(jiàn)圖 2。

(圖1) （圖2）滿足水密性要求：3．1水密壁高度：門窗下框內(nèi)側(cè)邊緣的高度即水密壁高度，對(duì)門窗尤其是推拉門窗的水密性能起決定性作用。由于壓差值可與水柱高度相對(duì)應(yīng)，按一個(gè)大氣壓的水柱為 10336mm的原理推證，在一個(gè)大氣壓約為 100Kpa的單位壓力下，可使水柱升高 10336mm，在10pa單位壓力下可使水柱升高 1.03mm。如一下框型材的水密壁高為 12mm,且框表層有 2mm積水，在缺乏有效阻擋的情況下， 水柱升高 10mm即會(huì)溢入室內(nèi)，此時(shí)的水密壓力為 100pa。由此，提高下框型材的水密壁高度是提高門窗水密性的一個(gè)較為直接的方法。為此我們將水密壁高度列為型材設(shè)計(jì)的一個(gè)要素。3．2排水孔形狀：提高門窗水密性能的另一個(gè)行之有效的方法即是在門窗的下橫框及中橫框上加設(shè)通暢的排水孔。因?yàn)楫?dāng)風(fēng)壓和雨水同時(shí)作用在外窗表面時(shí)，總有一部分雨水會(huì)積存在橫框的槽中，相應(yīng)減小了水密壁的高度，不利于門窗水密性能的提高。設(shè)置排水孔的目的就是為了降低積水層高度，通常我們將橫框設(shè)計(jì)成封閉的型腔或增設(shè)一集水槽（參見(jiàn)圖5）。當(dāng)室外風(fēng)壓較大積水一時(shí)難以外排時(shí)，可將水收集在封閉的內(nèi)腔或集水槽內(nèi)，待風(fēng)壓減小時(shí)再排出內(nèi)部積水。如此可保證下框表面無(wú)積水滯留。排水孔作為門窗排水系統(tǒng)的組成要素，其尺寸也有相關(guān)要求。一般排水孔寬為5mm，長(zhǎng)度有30mm,40mm,50mm三種。根據(jù)不同地區(qū)雨量的大小，每塊玻璃的面積可自行選擇。滿足門窗安裝、組合的要求：4．1固定鐵件連接槽（如圖3所示）：一般在門窗外框型材上設(shè)置此槽，用于安裝鐵固定件，以便將窗框安裝于墻體中。設(shè)置固定鐵件連接槽不僅簡(jiǎn)化了門窗的安裝工序，且不會(huì)在外框表面留下螺釘洞孔，保證了門窗的外觀效果。4．2組合用聯(lián)接槽（如圖4所示）：這種聯(lián)接槽多在外框型材上使用。當(dāng)窗框與窗框，窗框與門框進(jìn)行組合時(shí)，聯(lián)接槽與聯(lián)接型材進(jìn)行卡接，不僅安裝方便，更可省去中間的拼樘料，簡(jiǎn)化立面，降低成本。聯(lián)接槽一般用（圖3）于組合窗或門聯(lián)窗。滿足門窗裝配工藝的要求：5.1十字螺釘孔：在門窗型材的適當(dāng)位置設(shè)置如圖5所示的十字螺釘孔，可用于門窗框或扇組合時(shí)擰入螺釘之用。使用這種裝配方法較為簡(jiǎn)單、快捷。一般每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需2-4個(gè)螺釘。5.2鉆孔中心標(biāo)記線（如圖5所示）：一般與十字螺釘孔配套設(shè)置，使螺釘能準(zhǔn)確定位，擰入相應(yīng)型材的十字螺釘孔中。也可用于示出門窗五金件的安裝位置。5.3壓條槽（如圖 5所示）：一般用于安裝玻璃壓條型材，利用玻璃壓條型材的彈性變形將兩種型材卡接在一起，使安裝過(guò)程簡(jiǎn)單易行。5.4五金件定位槽及加強(qiáng)筋：用于門窗五金件的安裝定位。例如：不銹鋼滑撐是平開(kāi)窗的主要五金件之一，它以4根（或 5根）片狀桿件聯(lián)接在一起，其中的兩根聯(lián)桿分別固定在窗框和窗扇上。通過(guò)這 4根聯(lián)桿間的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)窗扇的開(kāi)關(guān)。圖 5中所示的凸筋其功能之一即可作為滑撐的定位基準(zhǔn)。另外，在型材斷面設(shè)置加強(qiáng)筋可使門窗在固定五金件時(shí)增加緊固件的固定牢度。圖 5中的加強(qiáng)凸臺(tái)保證了安裝滑撐時(shí)，安裝部位有足夠的厚度錨固緊固件。（圖4） ( 圖5)滿足型材加工工藝要求：型材斷面可設(shè)計(jì)成各種復(fù)雜的形狀，但也不能隨心所欲，在某些方面還是有所限制的。一個(gè)完整、合理的型材斷面設(shè)計(jì)，必須兼顧到加工工藝的要求。6.1型材的尖角必須倒圓。6.2半封閉型材開(kāi)口區(qū)面積A與開(kāi)口寬度b之比見(jiàn)下表：開(kāi)口寬度b(mm)A與b的比值(mm)4~10510~184.518~30430~503.550~80280~120以上1.56.3封閉型材空腔高h(yuǎn)與寬b之比，見(jiàn)下表：空腔寬b(mm)空腔高h(yuǎn)與寬b之比(mm)5~10310~18518~30630以上7以上是鋁合金門窗型材的一些基本組成要素，借助這些要素的具體化，得以形成門窗特定的使用功能。當(dāng)然，型材斷面設(shè)計(jì)并不是要素的簡(jiǎn)單堆砌，而是設(shè)計(jì)人員技術(shù)積累，經(jīng)驗(yàn)綜合的結(jié)果。通過(guò)全局定位，強(qiáng)化細(xì)部得以形成獨(dú)特的結(jié)構(gòu)體系。而制定、選用一些標(biāo)準(zhǔn)要素，逐步實(shí)現(xiàn)鋁合金門窗標(biāo)準(zhǔn)化、通用化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，這才是強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)要素的真正意義所在。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開(kāi)張圣聽(tīng)，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。

“能”，是以眾議舉寵為督：親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時(shí)，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書(shū)、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也 。臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來(lái)二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來(lái)，夙夜憂嘆，恐托付不效，以