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文檔簡介
臨終關懷的護理(終稿)電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用信息科學與技術學部《電力電子技術》論文題目:電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用專業(yè)年級:14級自動化學號:姓名:指導教師:張曉丹2017年5月4日
【摘要】電力電子技術是應用于電力領域的電子技術,它是利用電力電子器件對電能進行變換和控制的新興學科。本文概括性的介紹了電力電子技術在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電和節(jié)能等各個環(huán)節(jié)的具體應用。1引言電力電子技術在電力系統(tǒng)中有著非常廣泛的應用。其涉及到提高輸電能力、改善電能質量、提高電網運行穩(wěn)定性、可靠性、控制的靈活性及降低損耗等重大問題。據估計,發(fā)達國家在用戶最終使用的電能中,有60%以上的電能至少經過一次以上電力電子變流裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現代化的進程中,電力電子技術是關鍵技術之一??梢院敛豢鋸埖恼f,如果離開電力電子技術,電力系統(tǒng)的現代化就是不可想象的。2電力電子技術在電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)中的應用2.1發(fā)電環(huán)節(jié)電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)涉及發(fā)電機組的多種設備,電力電子技術的應用以改善這些設備的運行特征為主要目的。大型發(fā)電機的靜止勵磁控制。在我國范圍內乃至全球范圍內的各個大型電廠發(fā)電機組中,運用的最為普遍的靜止勵磁系統(tǒng),電力電子技術的發(fā)展,使電子技術取代了勵磁控制中的勵磁機環(huán)節(jié),使靜止勵磁實現了簡單的控制構造和高性能低成本的運作。同時由于電子技術代替了勵磁機的環(huán)節(jié),使靜止勵磁能夠對自身進行迅速有效的調節(jié),提高電力系統(tǒng)的運行效率。變頻調速。以發(fā)電廠風機水泵的變頻調速為例。發(fā)電廠的廠用電率平均為8%,風機水耗電量約占火電設備總耗電量的65%,且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器,實施風機水泵的變頻調速,可以達到節(jié)能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟,國內外有眾多的生產廠家,并有完整的系列產品,但具備高壓大容量變頻器設計和生產能力的企業(yè)不多,國內有不少院校和企業(yè)正抓緊聯合開發(fā)。在太陽能發(fā)電的控制系統(tǒng)中,電子技術的作用尤為突出,太陽能作為21世紀被廣泛重視的新型能源,發(fā)展太陽能發(fā)電產業(yè)是整個國家乃至遠世界的戰(zhàn)略目標。然而由于太陽能發(fā)電本身的功率過大,在使用太陽能發(fā)電機組發(fā)電的時候,需要將生產出來的電能進行轉換,這個時候就需要大功率的電流轉換器。而電子技術能夠很好的解決這一問題。大功率太陽能發(fā)電,無論是獨立系統(tǒng)還是并網系統(tǒng),通常需要將太陽能電池陣列發(fā)出的直流電轉換為交流電,所以具有最大功率跟蹤功能的逆變器成為系統(tǒng)的核心。日本實施的陽光計劃以3~4kW的戶用并網發(fā)電系統(tǒng)為主,我國實施的送電到鄉(xiāng)工程則以10~15kW的獨立系統(tǒng)居多,而大型系統(tǒng)有在美國加州的西門子太陽能發(fā)電廠(7.2MW)等。2.2輸電環(huán)節(jié)電力電子技術在輸電線路中的應用主要體現在柔性交流電技術、高壓直流電技術以及靜止無功補償器等上。柔性交流輸電技術(FACTS)產生于上世紀80年代,主要以柔性的交流輸電設備為代表方式廣泛的應用于輸電線路中。在電力的輸送過程中,由于傳統(tǒng)電力功率的控制方法過于粗糙,無法實現在輸電過程中對電能的調整,使輸電過程中產生大量的電力損耗和高昂的輸送成本。而柔性交流輸電技術的主要內容是在輸電線路的重要部位使用電力電子控制裝置,對輸電系統(tǒng)中的各項參數進行適時的控制。以實現輸送過程中電能功率的合理分配,降低輸電過程中的輸送成本和電能消耗,大幅度的提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。高壓直流輸電技術(HVDC)。直流輸電具有輸電容量大、穩(wěn)定性好、控制調節(jié)靈活等優(yōu)點,對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統(tǒng)的聯網,高壓直流輸電擁有獨特的優(yōu)勢。1970年世界上第一項晶閘管換流閥試驗工程在瑞典建成,取代了原有的汞弧閥換流器,標志著電力電子技術正式應用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。新一代HVDC技術采用GTO、IGBT等可關斷器件,以及脈寬調制(PWM)等技術。省去了換流變壓器,整個換流站可以搬遷,可以使中型的直流輸電工程在較短的輸送距離也具有競爭力。此外,可關斷器件組成的換流器,由于采用了可關斷的電力電子器件,可避免換相失敗,對受端系統(tǒng)的容量沒有要求,故可用于向孤立小系統(tǒng)(海上石油平臺、海島)供電,今后還可用于城市配電系統(tǒng),并用于接入燃料電池、光伏發(fā)電等分布式電源。近年來,直流輸電技術又有新的發(fā)展,輕型直流輸電(HVDCLight)采用IGBT等可關斷電力電子器件組成換流器,應用脈寬調制技術進行無源逆變,解決了用直流輸電向無交流電源的負荷點送電的問題。同時大幅度簡化設備,降低造價。世界上第一個采用IGBT構成電壓源換流器的輕型直流輸電工業(yè)性試驗工程于1997年投入運行。靜止無功補償器(SVC)于20世紀70年代興起,現在已經發(fā)展成為很成熟的FACTS裝置,其被廣泛應用于現代電力系統(tǒng)的負荷補償和輸電線路補償(電壓和無功補償),在大功率電網中,SVC被用于電壓控制或用于獲得其它效益,如提高系統(tǒng)的阻尼和穩(wěn)定性等;這類裝置的典型代表有:晶閘管控制電抗器(TCR)和晶閘管投切電容器(TSC)。我國輸電系統(tǒng)五個500kV變電站用的SVC容量在105~170Mvar,均為進口設備,型式為TCR加TSC或機械投切電容器組。國內工業(yè)應用的TCR裝置大約有20套,容量在10~55Mvar,其中一小半為國產設備。低壓380V供電系統(tǒng)有各類TSC型國產無功補償設備在運行,但至今仍沒有一套國產的SVC在我國的輸變電系統(tǒng)運行。2.3配電環(huán)節(jié)配電系統(tǒng)迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質量。電能質量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求,還要抑制各種瞬態(tài)的波動和干擾。電力電子技術和現代控制技術在配電系統(tǒng)中的應用,即用戶電力(Custom?Power)技術。用戶電力技術(CP)技術和FACTS技術是快速發(fā)展的姊妹型新式電力電子技術。采用FACTS的核心是加強交流輸電系統(tǒng)的可控性和增大其電力傳輸能力;發(fā)展CP的目的是在配電系統(tǒng)中加強供電的可靠性和提高供電質量。CP和FACTS的共同基礎技術是電力電子技術,各自的控制器在結構和功能上也相同,其差別僅是額定電氣值不同,目前二者已逐漸融合于一體,即所謂的DFACTS技術。具有代表性的用戶電力技術產品有:動態(tài)電壓恢復器(DVR),固態(tài)斷路器(SSCB),故障電流限制器(FCL),統(tǒng)一電能質量調節(jié)器(PQC)等。2.4節(jié)能環(huán)節(jié)電子技術在電力系統(tǒng)節(jié)能方面的應用主要體現在兩個方面,分別是:變負荷電動機調速運行方面和提高電能使用率方面。變負荷電動機調速運行。電動機節(jié)電主要是表現在兩個方面:一個是電動機本身挖掘節(jié)電潛力;另一個是通過變負荷電動機的調速技術。只有將二者結合起來,才使得電動機節(jié)電方面變得較完善。交流調速目前在礦山和冶金等行業(yè)的電力系統(tǒng)中應用較為廣泛。變頻調速的優(yōu)點是調速范圍廣,精度高,效率高,能實現連續(xù)無級調速。在調速過程中轉差損耗小,定子、轉子的銅耗也不大,節(jié)電率一般可達30%左右。其缺點主要為:成本高,產生高次諧波污染電網。減少無功損耗,提高功率因數。在電氣設備中,其器具包括變壓器在內的主要設備都是屬于感性負載。他們在運行時,不但消耗電氣設備的有功功率,還消耗它的無功功率。無功電源和有功電源是一樣的,是用來保證電能質量的重要環(huán)節(jié)。所以,當電氣設備中的無用功的容量比較小時,應該增裝無功補償設備,從而使得設備功率因數得到很大的提高電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用文章電力電子技術在電力系統(tǒng)中的應用。3總結根據世界上較為發(fā)達的國家進行的預測和判斷,今后將有百分之九十以上的電能需要利用電力電子技術進行處理之后,才可以進行使用。電力電子技術與百分之九十五的現代的工業(yè)以及各種民用的機電設備有很大的關系。電力電子技術是電工技術中的新技術,是電力與電子技術的融合,已經在國民經濟中發(fā)揮著巨大的作用,對未來輸電系統(tǒng)性能將產生巨大影響。電力系統(tǒng)發(fā)達國家在用戶最終使用的電能中,有六成以上的電能至少經過一次以上電力電子裝置的處理。電力系統(tǒng)在通向現代化的進程中,是離不開電力電子技術的。?電力電子技術發(fā)展是以電力電子器件為核心,伴隨變換技術和控制技術的發(fā)展而發(fā)展的。在可預見的未來,隨著各學科新理論、新技術的發(fā)展,新材料、新結構器件的陸續(xù)誕生,及計算機技術和控制技術的不斷發(fā)展,電力電子技術在未來智能電網電力系統(tǒng)中必將具有更為廣闊的應用前景。
建筑門窗手冊建筑門窗手冊
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頁前言門窗是建筑的重要組成部分,具有建筑圍護、采光、通風、隔聲等多種功能。根據開啟方式的不同可以分為平開門窗、推拉門窗、旋轉門窗等類型;根據構造方式的不同可以分為單層門窗、雙層門窗、三層門窗、雙玻璃門窗、百頁門窗等類型;根據功能的不同可以分為保溫門窗、隔聲門窗、防火門窗等類型;根據框型材料的不同可以分為木門窗、普通鋼門窗、彩鋼門窗、塑鋼門窗、普通鋁合金門窗、保溫鋁合金門窗等類型。根據抗風壓性能、空氣滲透性能及雨水滲透性能的不同,分為高性能門窗、中性能門窗及低性能門窗三類,分別以A、B、C表示,還將每一類分成優(yōu)等品、一等品及合格品三個等級。根據保溫性能的不同,將傳熱阻值不小于0.25m2.K/W的門窗定義為保溫門窗。根據隔聲性能的不同,將空氣聲計權隔聲不小于25dB的門窗定義為隔聲門窗。鋼、鋁、塑、木四種材質的門窗都在工程中廣泛使用,其中鋁門窗占50%的市場份額,其次是塑、彩鋼和木門窗。只有根據建筑要求、和門窗的物理性能設計選用合理、可靠、安全的門窗才能保證建筑的質量,什么“木門窗是第一代、鋼門窗是第二代、鋁合金門窗是第三代、塑鋼門窗是第四代”的說法,完全是對消費者的錯誤引導。從環(huán)保、節(jié)能、方便維修的角度來講,應盡量采用保溫、隔聲的高性能內開門窗。鋁合金門窗概述鋁合金門窗以其質量輕、物理性能好、色調美觀、耐腐蝕及工業(yè)化生產的優(yōu)勢,在建筑門窗中占有50%的市場份額,特別是隨著保溫鋁門窗的開發(fā)及表面處理工藝的發(fā)展,鋁門窗的應用必將越來越廣泛。本手冊主要以鋁合金外窗為主編制。鋁合金門窗的特點在現代建筑中,使用鋁合金門窗比較普遍。鋁合金門窗特別適用于有密封、保溫、隔熱及裝飾要求的商場、飯店、賓館、影劇院、火車站、候機樓、電視塔、辦公樓、科研樓、博物館、高級公寓及民用住宅等。建筑市場所以對鋁合金門窗的需求量不斷增加,是因為它具有許多優(yōu)異的特性。密閉性好密閉性包括氣密性和水密性,這是門窗的重要性能指標。鋁合金門窗的框架是用連接件緊密結合的,門窗扇的周圍又加設了尼龍毛條,用以增強其抗風、阻水和隔聲等密封性能,因而,鋁合金門窗的密閉性好。高性能的鋁合金門窗的密封性能達到國標Ⅱ級以上。裝飾性佳鋁合金型材的表面,經過陽極氧化處理后,外表具有銀白色、古銅色、黃銅色、暗紅色、黑色等各種色調或帶色的花紋,同時,鋁合金型材還可以進行粉末噴涂、氟碳噴涂、木紋噴涂處理,達到更豐富的色彩,特別是隔熱保溫斷熱型材還可以有兩種顏色。用作建筑物的門窗,給人以新穎大方、色調柔和、線條明快、華麗典雅的感覺,使建筑物的外立面與內部效果美觀。耐久性強經過陽極氧化處理或其它表面處理的鋁合金型材,其表面光潔堅硬,耐久性能很強,不怕各種不利氣候條件的影響。一般來說使用30~50年是沒有問題的。例如,建于1950年德國杜塞爾多夫市的哈內曼賓館大樓的鋁合金幕墻,其鋁合金型材至今已50多年仍保持良好狀態(tài)。強度較高因為鋁合金型材具有空腹薄壁的良好截面形狀,這就保證了鋁合金門窗具有抗彎、抗壓、剛度強等良好的力學性能,一般來說鋁合金型材比較耐刻劃,不易擦傷。從而使鋁合金門窗堅固耐用、啟閉輕便靈活。同時,鋁合金型材截面較小,使得鋁合金門窗更加通透,線條更加清晰明了。保溫性好使用隔熱斷橋鋁合金型材,安裝中空玻璃,并采用雙道濕密封可以制作出保溫性能很高的鋁合金門窗變形量小鋁合金門窗型材的剛度好,不易變形;不怕潮濕,不會因受潮而產生膨脹。此外,制作鋁合金門窗是采用螺釘、螺栓等冷連接,這也就有利于提高鋁合金門窗的制作精度。易于加工鋁合金型材硬度低,加工機械使用的切削力小,故切削速度較快,需用的工時短,加工效率高。同時,鋁合金具有可塑性、可彎性以及良好的沖壓性能,這些都方便于加工。還有鋁合金門窗的組合連接,可采用螺絲聯接、鉚釘固定或膠粘組合,這也有利于加工制作。利于定型鋁合金門窗從型材擠壓生產到配套部件的加工、密封零件的制造、門窗框料的裝配以及產品試驗,均可在工廠內進行工業(yè)化生產,有利于實現門窗設計標準化、產品定型化、配件通用化和門窗系列化,適于大批量生產,提高效率,降低成本。經濟實惠由于鋁門窗具有以上諸多優(yōu)點,鋁合金型材表面又有一層保護裝飾膜,不需要刷漆、維修和保養(yǎng),只要一般的清洗即可,因而消費者能獲得經濟實惠的效益。鋁合金門窗的種類鋁合金門窗常用種類有:鋁合金平開門窗、鋁合金推拉門窗、鋁合金上懸窗、鋁合金保溫平開窗、鋁合金隱框窗、鋁合金地彈門、鋁合金旋轉門等等。鋁合金門窗的基本尺寸鋁門窗用鋁合金型材的截面尺寸系列:鋁合金門窗型材的代號,是以其截面寬度尺寸來表示的。如“38系列”,是指型材截面寬度為38mm。鋁合金型材常用截面尺寸系列見下表3-10:鋁合金型材常用截面尺寸系列表3-10代號
型材系列
截面寬度(mm)
代號
型材系列
截面寬度(mm)
38
38系列
38
65
65系列
65
42
42系列
42
70
70系列
70
45
45系列
45
73
73系列
73
50
50系列
50
76
76系列
76
55
55系列
55
80
80系列
80
60
60系列
60
90
90系列
90
63
63系列
63
100
100系列
100
鋁門窗洞口尺寸建筑門窗的洞口是以門窗洞口寬、高定位線為基準,按其安裝形式、安裝方法及安裝構造縫隙確定的。門窗洞口的規(guī)格型號,由門窗洞口標志寬度和高度的千位、百位數字,按前后順序排列組成的四位數字表示。如:當門窗洞口的標志寬度為800mm、標志高度為2100mm時,其型號為0821。鋁合金門窗基本洞口尺寸表表1-3類別
洞口標志(mm)
類別
洞口標志(mm)
寬度B
高度A
寬度B
高度A
門
800、900、1000、1200、1500、1800、2100、2400、2700、3000、3300
2100、2400、2700、3000、3300
窗
600、900、1200、1500、1800、2100、2400、2700、3000
600、900、1200、1500、1800、2100、2400、2700、3000
鋁門窗的物理性能第一節(jié)鋁門窗的風壓變形性能鋁門窗的風壓變形性能系指建筑門窗在與其垂直的風壓作用下,保持正常使用功能,不發(fā)生任何損壞的能力。鋁門窗應采用50年一遇瞬時風壓標準值進行抗風壓設計,且應符合產品標準表2-1的規(guī)定:鋁門窗的最小風壓標準值(Kpa)表2-1鋁門窗
平開門
平開窗
推拉門
推拉窗
最小風壓標準值
1.5
2.0
1.5
1.5
最小風壓標準值(北京“九五”住宅)
低層和多層
1.5
2.5
1.5
2.5
中高層和高層
1.5
3.0
1.5
3.0
鋁合金門窗在設計風壓作用下,結構構件的強度應滿足規(guī)范要求。當采用鋼鋁組合構件時,應采取必要的防接觸腐蝕措施,同時應為鋼鋁之間熱膨脹系數不同留出足夠的變形空間。當采用單層玻璃時,結構構件的變形不應超過跨度的1/130;當采用中空玻璃時,不應超過跨度的1/180;玻璃板塊的尺寸超過1500mm時,其撓度也應控制在短跨的1/100之內。風壓標準值可按下式計算wk=1.1βZμZμSWO其中wk風壓標準值,KN/m2βZ陣風系數,可取為2.25μZ風壓高度系數μS風壓體型系數,可取為+0.8/-1.0,如果有風洞試驗資料時,也可根據風洞試驗資料取用。WO基本風壓,KN/m2下面以地面粗糙度為B類,風壓體型系數為-1,計算出北京(0.35)、天津(0.4)及深圳(0.7)地區(qū)的標準風壓列于)表2-2。北京、天津及深圳的標準風壓(KN/m2)表2-2高度(米)
標準風壓,KN/m2
備注
北京
天津
深圳
10
0.87
0.99
1.73
20
1.09
1.24
2.17
30
1.23
1.41
2.46
40
1.35
1.54
2.70
50
1.45
1.65
2.89
60
1.53
1.75
3.07
70
1.61
1.84
3.22
100
1.81
2.07
3.62
150
2.06
2.35
4.12
200
2.26
2.58
4.52
250
2.43
2.77
4.85
300
2.58
2.94
5.15
350
2.71
3.09
5.41
鋁門窗的抗風壓性能分級表(Kpa)表2-3鋁門窗
一
二
三
四
五
六
建筑外門窗
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
規(guī)范對鋁合金建筑門窗的抗風壓變形性能要求相當高,平開窗不低于四級,推拉窗不低于五級。在天津,按2.0KN/m2的標準風壓設計平開窗時,就相當于采用100米高度的風壓。因此,在設計建筑門窗時,為滿足抗風壓變形性能要求,門窗的分格不宜太大;主要受力構件的跨度應盡可能短,特別是寬度不宜太大;如果洞口尺寸較大時,可采用其它結構二次分格,減少門窗的實際洞口尺寸;對于跨度較大的受力構件,宜采用閉口型材,防止整體失穩(wěn)及扭轉;為防止型材的局部失穩(wěn),型材的壁厚不應小于1.2mm,主要受力構件的連接可采用局部加強;為防止玻璃板塊在陣風作用下破碎,宜采用鋼化玻璃;主體結構的強度必須足夠,特別是窗下及窗側沒有構造柱及圈梁的空心磚填充墻;窗與主體結構的連接應牢固,最好設置副框;開啟扇的連接強度必須牢固;玻璃的搭接長度必須足夠;玻璃壓條的截面高度尺寸不能太大,也不能太薄,最好不小于1mm。第二節(jié)鋁門窗的雨水滲透性能鋁門窗的雨水滲透性能系指建筑門窗在風雨同時作用下,透過雨水的性能。雨水滲透性能等級應不低于門窗的抗風壓變形性能等級,且應符合產品標準表2-4的規(guī)定:鋁門窗的最小雨水滲透壓力差(pa)表2-4鋁合金門窗
平開門
平開窗
推拉門
推拉窗
最小滲透壓力差
150
250
100
100
最小滲透壓力差(北京“九五”住宅)
150
250
100
250
鋁門窗的雨水滲透性能分級表(pa)表2-5鋁門窗
一
二
三
四
五
六
建筑外門窗
500
350
250
150
100
50
規(guī)范對鋁合金建筑門窗的雨水滲透性能要求相當高,平開窗不低于三級,推拉窗不低于五級。防止鋁門窗的雨水滲透主要依靠排水及防水兩種措施來防止。排水措施主要是根據等壓原理及時將滲透進門窗等壓腔中的滲漏水排除,防止雨水集聚后滲透到室內,其關鍵點是設置等壓通道形成等壓腔,設置排水孔排除滲漏水,還應采取措施防止等壓孔及排水孔堵塞。在防水方面,主要措施有:一般應將門窗安裝在窗洞里邊,并在窗頂側設置滴水線,防止墻面上的大量雨水直接流到窗立面上;在門窗的中橫框上設置披水條,防止窗立面上部的雨水向下部積聚;門窗四周與主體結構的連接位置應采用彈性密封膠填充,不宜采用容易開裂的半剛性密封;門窗與主體結構的連接應采用“長短腳”等延長滲透途徑的措施;盡可能在門窗外立面及內立面的四周都設置交圈的密封膠條或毛條;對密封要求較高的門窗可設置三道密封膠條或毛條;鋁合金型材之間的拼接最好采用搭接,并在搭接位填注密封膠;嚴格控制加工誤差及組裝誤差,組裝時并在拼縫位置注密封膠;在室外側玻璃的鑲嵌膠條上填注一層密封膠,防止膠條過早老化;盡可能加大等壓腔的室內側高度,防止?jié)B漏進等壓腔的水過早進入室內。第三節(jié)鋁門窗的空氣滲透性能鋁門窗的空氣滲透性能系指建筑門窗在風壓作用下,其可開啟部分為關閉狀態(tài)的門窗透過空氣的性能。以10Pa壓差下空氣滲透量作為分級值??諝鉂B透性能等級應不低于門窗的抗風壓變形性能等級,且應符合產品標準表2-6的規(guī)定:鋁門窗的最小雨水滲透壓力差m3/h·m(10pa)表2-6鋁合金門窗
平開門
平開窗
推拉門
推拉窗
最大滲透量
3.0
2.5
3.5
3.0
最小滲透量(北京“九五”住宅)
3.0
1.5
3.5
1.5
鋁門窗的空氣滲透性能的分級標準如表2-7:鋁門窗的空氣滲透性能分級表,m3/h·m(10pa)表2-7鋁門窗
一
二
三
四
五
分級指標
0.5
1.5
2.5
4.0
6.0
規(guī)范對鋁合金建筑門窗的空氣滲透性能要求相當高,平開窗不低于三級,推拉窗不低于四級。防止鋁門窗空氣滲透的主要措施與防止雨水滲透的措施基本相同。第四節(jié)鋁門窗的保溫性能鋁門窗的保溫性能系指建筑門窗室內外兩側存在空氣溫差的條件下,門窗阻抗從高溫一側向低溫一側傳熱的能力(不包括從縫隙中滲透空氣的傳熱),門窗的保溫性能用傳熱系數K來表示。傳熱系數K的物理意義為:在穩(wěn)定傳熱條件下,門窗室內外兩側的空氣溫度差為1K,單位時間內通過單位面積的傳熱量,以W/m2·k計。建筑門窗保溫性能的分級標準如表2-8。建筑門窗保溫性能分級值W/m2·k表2-8分級指標
一
二
三
四
五
傳熱系數K
K≤2.0
2.0<K≤3.0
3.0<K≤4.0
4.0<K≤5.0
5.0<K≤6.4
保溫性能不低于三級的門窗定義為保溫門窗。鋁門窗的保溫性能主要取決于鋁材及玻璃的傳熱阻大小。不同玻璃的傳熱特性及參數表2-9玻璃名稱
玻璃種類、結構
透光率
遮陽系數Sc
傳熱系數U夏
傳熱系數U冬
單片白玻
6c
89%
0.99
5.74
6.17
白玻中空
6c+12A+6c
81%
0.87
3.09
2.75
單片熱反射鍍膜
6CTS140
40%
0.55
5.72
5.66
熱反射鍍膜中空
6CTS140+12A+6c
37%
0.44
3.04
2.58
LOW-E中空玻璃
6CEB12+12A+6c
39%
0.31
1.70
1.66
說明:白玻璃指普通透明玻璃,6c表示6mm透明玻璃,CTS140是熱反射鍍膜玻璃型號,CEB12是Low-E玻璃型號。U是ASHERA標準條件下的傳熱系數,傳熱系數單位是W/m2℃?!睹裼媒ㄖ峁ぴO計規(guī)范》GB50176-93,對門窗保溫性能、氣密性和面積的規(guī)定:窗戶傳熱系數的取值參照表2-10居住建筑和公共建筑外部窗戶的保溫性能嚴寒地區(qū)各朝向,不應低于Ⅱ級;窗戶的傳熱系數表2-10窗框材料
窗戶類型
空氣層厚度(mm)
窗框窗洞面積比(%)
傳熱系數K(W/m2?K)
鋼、鋁
單層窗
-
20~30
6.4
單框雙玻窗
12
20~30
3.9
16
20~30
3.7
20~30
20~30
3.6
雙層窗
100~140
20~30
3.0
單層+單框雙玻窗
100~140
20~30
2.5
木、塑
單層窗
-
30~40
4.7
單框雙玻窗
12
30~40
2.7
16
30~40
2.6
20~30
30~40
2.5
雙層窗
100~140
30~40
2.3
單層+單框雙玻窗
100~140
30~40
2.0
寒冷地區(qū)各朝向,不應低于Ⅴ級。陽臺門下部門肚板部分:嚴寒地區(qū),K≤1.35;寒冷地區(qū),K≤1.72居住建筑和公共建筑窗戶的氣密性(1)冬季室外平均風速≥3.0m/s的地區(qū),1~6層建筑,不應低于Ⅲ級;7~30層建筑,不應低于Ⅱ級。(2)冬季室外平均風速<3.0m/s的地區(qū),1~6層建筑,不應低于Ⅳ級;7~30層建筑,不應低于Ⅲ級水平。窗墻面積比北向,不大于0.20東、西向,不大于0.25(單層窗),0.30(雙層窗)南向,不大于0.35《民用建筑節(jié)能設計標準》對門窗保溫性能、氣密性和面積的規(guī)定:對門窗保溫性能的規(guī)定:節(jié)能30%的原標準(JBJ26-86)和節(jié)能50%的新標準(報批稿),對門窗保溫性能的規(guī)定見表2-11:表2-11地區(qū)
原標準
新標準
窗(含陽臺門上部)
陽臺門下部
戶門
外門
窗(含陽臺門上部)
陽臺門下部
戶門
外門
西安
6.40
1.27
2.91
4.004.70
1.70
2.70
北京
南、東西6.40北3.26
1.72
2.91
4.004.70
1.70
2.00
蘭州
南、東西6.40北3.26
1.72
2.91
4.004.70
1.70
2.00
沈陽
3.26
2.91
3.00
1.35
1.50
呼和浩特
3.26
1.36
2.91
5.82
3.00
1.35
/
2.50
烏魯木齊
3.26
1.36
/
5.82
2.50
1.35
/
2.50
長春
3.26
1.36
/
3.26
2.50
1.35
/
2.50
哈爾濱
南、東西3.26北2.09
1.36
/
3.26
2.50
1.35
/
2.50
海倫滿洲里
1.36
/
2.00
1.35
/
2.50
注:表中數值為傳熱系數限值,單位:W/m2?K北京地區(qū)各類外窗傳熱系數不大于3.5W/m2?K對門窗氣密性的規(guī)定:一般來說,平開鋁窗等能達到Ⅰ級,推拉鋁窗能達到Ⅱ~Ⅲ級。表2-12建筑層數
氣密性等級
空氣滲透量q0(m3/m?h)
低層和多層(1~6層)
Ⅲ
≤2.5
中高層和高層(7~30層)
Ⅱ
≤1.5
對窗墻面積比的規(guī)定:表2-13朝向
原標準
新標準
北
0.20
0.25
東、西
0.30
0.30
南
0.35
0.35
因此,在設計建筑門窗時,為滿足保溫性能的要求,應盡量采用以下設計理念:門窗宜采用雙層或三層玻璃,最好采用中空玻璃,還可在中空玻璃里面填充惰性氣體,以加大玻璃的熱阻值;鋁合金型材宜采用保溫隔熱型材,以減少邊框熱量散失;鋁合金平開門窗宜采取多腔密封,推拉窗宜采取多道毛條密封;鋁門窗與建筑結構周邊接口位置宜填充保溫巖棉;密封膠條宜采用高性能的產品,最好采用三元乙丙膠條。第五節(jié)鋁門窗的隔聲性能鋁門窗的隔聲性能系指通過空氣傳到建筑門窗外表面的噪聲,經門窗反射,吸收和其它能量轉化后的減少量。以門窗空氣聲隔聲性能的單值評價量計權隔聲量Rw作為分級指標值,如表2-14。建筑門窗的隔聲性能分級值(dB)表2-14分級指標
一
二
三
四
五
六
分級值Rw
45
40
35
30
25
20
在北京地區(qū),距交通干線50米以內新建的住宅、學校、醫(yī)院等對噪聲敏感的建筑物,應安裝具有隔聲性能的建筑外窗,其隔聲性能不低于30db(分貝)。因此,在設計建筑門窗時,為滿足隔聲性能的要求,應盡量采用以下設計理念:門窗宜采用雙層或三層玻璃,最好采用中空玻璃;鋁合金平開門窗宜采取多腔密封,推拉窗宜采取多道毛條密封;密封膠條宜采用高性能的產品,最好采用三元乙丙膠條。鋁門窗的采光性能采光性能是指建筑外窗在擴散光照射下透過光的能力。人們對采光的需求決定了建筑物上必須有窗或其它采光產品,采光質量直接影響到室內人的生活和工作,因此采光是門窗的主要功能之一。采光性能的分級指標是窗的透光折減系數Tr,具體的分級限值見表2-14窗的采光性能分級表2-14等級
透光折減系數Tr
Ⅰ
Tr≥0.70
Ⅱ
0.70>Tr≥0.60
Ⅲ
0.60>Tr≥0.50
Ⅳ
0.50>Tr≥0.40
Ⅴ
0.40>Tr≥0.30
Ⅵ
0.30>Tr≥0.20
窗的透光折減系數Tr可用有窗時的照度Ew與無窗時的照度E0之比表示,Tr可用下式計算:式中:Ewi-接收室內第i點有窗時的照度值;E0i-接收室內第i點無窗時的照度值;n-接收室內測點數。采光設計的數量指標是采光系數C,采光系數可按下式計算:C=En/Ew×100%式中En──當地室內某一點的照度(LX);Ew──當地與室內某點照度同一時間的室外照度(LX);采光系數標準值的確定:側面采光應取采光系數的最低值;頂部采光應取采光系數的平均值;兼有側面采光和頂部采光的房間可將其簡化為側面采光區(qū)和頂部采光區(qū),并應分別區(qū)采光系數的最低值和采光系數的平均值。作業(yè)場所工作面上的采光系數標準值,應符合表2-15:作業(yè)場所工作面上的采光系數標準值表2-15采光等級
視覺作業(yè)分類
側面采光
頂部采光
作業(yè)精確度
識別對象的最小尺寸d(mm)
室內天然光照度(lx)
采光系數C(%)
室內天然光照度(lx)
采光系數C(%)
Ⅰ
特別精確
d≤0.15
250
5
350
7
Ⅱ
很精確
0.15<d≤0.3
150
3
250
5
Ⅲ
精確
0.3<d≤1.0
100
2
150
3
Ⅳ
一般
1.0<d≤5.0
50
1
100
2
Ⅴ
粗糙
d>5.0
25
0.5
50
1
注:①表中所列采光系數值使用于我國Ⅲ類采光氣候區(qū)。采光系數值是根據室外臨界照度為5000lx制定的。②按生產車間和作業(yè)場所劃分的采光等級。③亮度對比小的Ⅱ、Ⅲ級視覺作業(yè),其采光等級可提高一級采用。對于采光面積比Ⅲ類光氣候區(qū)的單層普通玻璃窗采光,其窗洞口面積可按表2-16所列的窗地面積比估算。窗地面積比表2-16采光等級
單側窗
雙側窗
矩形天窗
鋸齒型天窗
平天窗
Ⅰ
1/2.5
1/2
1/3
1/3
1/5
Ⅱ
1/3
1/2.5
1/3.5
1/3.5
1/6
Ⅲ
1/4
1/3.5
1/4.5
1/5
1/8
Ⅳ
1/6
1/5
1/8
1/10
1/15
Ⅴ
1/10
1/7
1/15
1/15
1/25
建筑物各類用房采光標準除必須計算采光系數最低值外,應按單項建筑設計規(guī)范規(guī)定的窗地比確定窗洞口面積,另外,離地面高度在。0.5m以下的采光口不應計入有效采光面積,采光口上部有寬度超過1m以上的外廊、陽臺等遮擋物時,其有效采光面積可按采光口面積的70%計算,用水平采光天窗采光者,其有效采光面積可按采光口面積的三倍計算。因此,在設計建筑門窗時,為滿足采光性能要求:窗洞口應符合現行建筑規(guī)范的要求;當選擇鍍膜玻璃時,對不需要遮蔽內部建筑構件的樓宇,在保證外觀顏色滿足的前提下,應盡可能的選擇透光率高的鍍膜玻璃,保證室內良好的采光以營造舒適宜人的環(huán)境。目前國外建筑審美的發(fā)展趨勢是,顏色趨于清淡,透光率趨于偏高,有些建筑選擇的鍍膜玻璃透光率甚至高達70%。鋁門窗的通風性能建筑物室內應有與室外空氣直接流通的窗戶或開口,這是大部分建筑的基本要求。普通民用建筑的居住、辦公室等,宜采用自然通風,并應保證舒適的居住、辦公環(huán)境,當其位于嚴寒地區(qū)或寒冷地區(qū)時,尚應設置可開啟的氣窗進行定期換氣,讓室外新鮮的空氣進入室內。夏季自然通風用的進風口宜采用門、平開窗等。夏季自然通風的進風口,其下緣距室內地面的高度,應在0.3~1.2m之間,當進風口較高時,應考慮進風效率降低的影響。為了保證良好的通風性能,同一房間的窗宜設置上下兩個開啟窗,以便形成對流通風。自然通風的通風量:G=Q/aCp(Tn-Twf)式中:G——通風量(kg/h)Q——散至室內的全部顯熱量(W)Cp——空氣的定壓比熱容[1Kj/(kg·℃)][0.24kcal/(kg·℃)a——單位換算系數,對于法定計量單位,a=0.28;對于習用非法定計量單位,a=1Tn——室內工作地點溫度(℃)Twf——夏季通風室外計算溫度(℃)鋁門窗的其它性能啟閉力各類住宅建筑外窗的開啟部分應啟閉自如,無阻滯及局部卡阻,推拉窗啟閉力不大于100N;平開窗(滑撐)啟閉力應在30N~80N之間。鎖的耐久性鋁合金門窗鎖的耐久性試驗,是將鎖置于試驗臺上,用電動機拖動,以每分鐘10~30次的速度進行連續(xù)開閉試驗。要求達到3萬次時,仍應靈活、無異常損壞。導向輪的耐久性鋁合金推拉窗的活動窗扇,是用電動機通過偏心連桿機構做連續(xù)往返運動試驗。當尼龍導向輪的直徑為12~16mm時,需試驗1萬次;當尼龍導向輪的直徑為20~24mm時,需試驗5萬次;當尼龍導向輪的直徑為30~60mm時,需試驗10萬次。這時窗和導向輪等配件,均應開關靈活、正常,無異常損壞。鋁門窗的主要材料鋁門窗是用各種不同材質、性能的材料組合而成,正確的選擇材料,使鋁門窗既能安全可靠的滿足使用要求,又盡可能節(jié)約材料投資。鋁門窗所用主要材料是鋼材、鋁型材、玻璃、密封材料及五金配件。鋁門窗結構材料的重力體積密度數值為:普通玻璃、夾層玻璃、半鋼化玻璃、鋼化玻璃25.6KN/m3夾絲玻璃26.0KN/m3玻璃棉(0.5~1.0)KN/m3鋁合金28.0KN/m3鋼材78.5KN/m3鋼材鋼材在鋁門窗工程中一般用量不大,但由于鋼材多用在結構聯接上,因此比較重要。使用的鋼材以Q235鋼為主,其物理性能見表3-1:鋼材的物理性能表3-1彈性模量E(Mpa)
剪變模量G(Mpa)
線脹系數α
密度ρ(Kg/m3)
泊松比υ
200×103
79×103
12×10-6
7850
0.3
鋼材一般要求做防腐處理,方法有噴刷防銹漆、熱鍍鋅等。如采用熱鍍鋅處理,熱鍍鋅層厚度應符合表3-2及表3-3的要求:熱鍍鋅層厚度要求(不做離心處理時)表3-2制件和厚度mm
局部厚度(最小值)um
局部厚度(最小值)um
鋼鐵零件
>6
70
85
>3~6
55
70
1.5~3
45
55
<1.5
35
45
鑄件
>6
70
80
≤6
60
70
熱鍍鋅層厚度要求(離心處理時)表3-3制件尺寸mm
局部厚度(最小值)um
局部厚度(最小值)um
螺紋件
直徑≥20
45
55
直徑>10~<20
35
45
直徑≤10
20
25
鑄件
直徑>3
45
55
直徑≤3
35
45
鋁合金型材鋁門窗用鋁合金型材的表面處理:陽極氧化、著色型材:鋁合金型材先做陽極氧化處理,再按需要顏色進行電解著色或有機著色處理,然后經過封孔處理,既可在型材表面形成既能耐腐蝕,又有色彩的保護膜。表面處理應符合表3-1的規(guī)定:表3-1表面處理方式
陽極氧化(銀白色)
陽極氧化加電解著色
陽極氧化加有機著色
陽極氧化膜的厚度級別應根據使用環(huán)境加以選擇,其要求應符合下表的規(guī)定,并在合同中注明。未注明時,門窗型材符合AA10級,幕墻型材符合AA15級。表3-2級別
單件平均膜厚um不小于
單件局部膜厚um不小于
AA10
10
8
AA15
15
12
AA20
20
16
AA25
25
20
電泳涂漆型材:鋁合金型材經陽極氧化處理后(一般氧化膜厚9~14um),再進行電泳涂裝處理,使型材表面再覆蓋一層合成樹脂保護膜(一般合成樹脂保護膜厚度為7~12um)。這樣鋁合金型材表面能形成帶色的具有耐蝕性、耐候性和耐磨性的復合膜。表面處理方式應符合表3-3:表面處理方式
陽極氧化加電泳涂漆
陽極氧化、電解著色加電泳涂漆
復合膜厚度應符合表3-4:級別
陽極氧化膜
漆膜
復合膜
平均膜厚um
局部膜厚um
局部膜厚um
局部膜厚um
A
≥10
≥8
≥12
≥21
B
≥10
≥8
≥7
≥16
注:在苛刻、惡劣環(huán)境條件下的室外用建筑構件應采用A級的型材,在一般環(huán)境條件下的室外用建筑構件或車輛用構件,可采用B級的型材
粉末噴涂型材:鋁合金基材噴涂上熱固性飽和聚酯粉末涂層,可有多種顏色。基材噴涂前,其表面應進行預處理,以提高基體與涂層的附著力?;瘜W轉化膜應有一定的厚度,當采用鉻化處理時,鉻化轉化膜的厚度應控制在200~1300mg/m2范圍內。裝飾面上涂層最大局部厚度≤120um,最小局部厚度≥40um。氟碳漆噴涂型材:在鋁合金基材上噴涂聚偏二氟乙烯漆涂層,在鋁合金基體表面上形成固化的氟碳漆保護膜,可有多種顏色?;膰娡壳?,其表面應進行預處理,以提高基體與涂層的附著力?;瘜W轉化膜應有一定的厚度,當采用鉻化處理時,鉻化轉化膜的厚度應控制在200~1300mg/m2范圍內。涂層種類應符合下表3-5規(guī)定:二涂層
三涂層
四涂層
底漆加面漆
底漆、面漆加清漆
底漆、阻擋漆、面漆加清漆
噴漆型材裝飾面上的漆膜厚度應符合下表3-6規(guī)定:涂層種類
平均膜厚um
最小局部膜厚um
二涂
≥30
≥25
三涂
≥40
≥34
四涂
≥65
≥55
注:由于擠壓型材橫截面形狀的復雜性,在型材某些表面(如內角、橫溝等)的漆膜厚度允許低于表中數值,但不允許出現露底現象
隔熱型材:有內外鋁合金型材組成,中間至少有一個隔熱(非金屬)部分與之相連的型材。該隔熱體應有利于荷載的傳遞,可以是連續(xù)的,也可以分成幾部分。隔熱體材料一般使用PUR樹脂和PA,連接兩種材料所使用的工藝和工藝方法:方法一:工藝:將PA隔熱型材嵌入鋁凹槽內;工藝方法:開槽,把隔熱型材穿入凹槽內,把鋁和隔熱型材壓合。方法二:工藝:將PUR樹脂灌注進鋁型材內;工藝方法:開槽,注入樹脂,去除鋁橋,適量格鋁型材通過隔熱體聯接。鋁門窗用鋁合金型材的性能:鋁合金型材的化學成分:鋁合金型材的化學成分見下表3-7:表3-7成分合金牌號
Cu銅
Si硅
Fe鐵
Mn錳
Mg鎂
Zn鋅
Cr鉻
Ti鈦
Al鋁
其他
6063
0.1
0.2~0.6
0.35
0.1
0.45~0.9
0.1
0.1
0.1
余量
≤0.15
6061
0.15~0.4
0.4~0.8
0.7
0.15
0.8~1.2
0.25
0.04~0.35
0.15
余量
≤0.15
6063A
0.1
0.3~0.6
0.15~0.35
0.15
0.6~0.9
0.15
0.05
0.1
余量
≤0.15
鋁合金型材的機械性能:鋁合金型材的機械性能表3-8合金狀態(tài)
合金
壁厚(mm)
抗拉強度(N/mm2)
屈服強度(N/mm2)
伸長率(%)
維氏硬度(HV)
6063
T5
所有
≥160
≥110
≥8
≥58
6063
T6
所有
≥205
≥180
≥8
--
6063A
T5
≤10
≥200
≥160
≥5
≥65
6063A
T5
>10
≥190
≥150
≥5
≥65
6063A
T6
≤10
≥230
≥190
≥5
--
6063A
T6
>10
≥220
≥180
≥5
--
6061
T4
所有
≥180
≥110
≥16
--
6061
T6
所有
≥265
≥245
≥8
--
鋁合金型材的表面質量:鋁合金型材表面應潔凈,無裂紋、起皮及腐蝕存在,且裝飾面不允許有氣泡。鋁合金型材經陽極氧化表面處理后,其保護膜厚度應符合下表要求,且著色的色澤應均勻一致。其面層不允許存有腐蝕斑點及氧化膜脫落等缺陷。鋁合金型材表面陽極氧化膜、復合表膜的分級厚度表3-9等級表面處理
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
TⅠ
TⅡ
陽極氧化膜厚度(um)
≥20
≥15
≥10
復合表膜厚度(um)
≥12
≥7
玻璃1.鋁門窗外觀質量和性能應符合國家現行的標準的規(guī)定。2.當鋁門窗采用熱反射鍍膜玻璃時,應采用真空磁控陰極濺射鍍膜玻璃和在線熱噴涂鍍膜玻璃。用于熱反射鍍膜玻璃的浮法玻璃的外觀質量和技術指標,應符合現行標準《浮法玻璃》GB11614的優(yōu)等品或一等品的有關規(guī)定。3.熱反射鍍膜玻璃的外觀質量應符合下列要求:熱反射鍍膜玻璃尺寸的允許偏差應符合表3-11的規(guī)定:熱反射鍍膜玻璃尺寸允許偏差(mm)表3-11玻璃厚度
玻璃尺寸及允許偏差
≤2000×2000
≥2440×3300
4.5.6
±3
±4
8.10.12
±4
±5
熱反射鍍膜玻璃的光學性能應符合設計要求。熱反射鍍膜玻璃外觀質量表3-12外觀質量項目
等級劃分
優(yōu)等品
一等品
合格品
針眼
直徑〈1.2mm
不許集中
集中的每平方米,允許2處
1.2mm〈直徑〈1.6mm每平方米允許處數
中部不允許75mm邊部3處
不許集中
1.6mm〈直徑〈2.5mm每平方米允許處數
不允許
75mm邊部4處中部2處
75mm邊部8處中部3處
直徑〉2.5mm
不允許
斑紋
不允許
斑點
1.6mm〈直徑〈5.0mm每平方米允許處數
不允許
4
8
劃傷
0.1mm〈寬度〈0.3mm每平方米允許處數
長度〈50mm4
長度〈100mm4
不限
寬度〉0.3mm每平方米允許處數
不允許
寬度〈0.4mm長度≤100mm1
寬度〈o.8mm長度〈100mm2
注:表中針眼(孔洞)是指直徑在100mm面積內超過20個針眼為集中。鋁門窗采用的中空玻璃時,除應符合現行國家標準《中空玻璃》GB11944的有關規(guī)定外,尚應符合下列要求:鋁門窗中空玻璃采用雙道密封。中空玻璃的密封膠應采用聚硫密封膠和丁基密封膩子;鋁門窗中空玻璃的干燥劑宜采用專用設備裝填。鋁門窗采用夾層玻璃時,應采用PVB膠片干法加工合成的夾層玻璃。鋁門窗采用夾絲玻璃時,裁割后玻璃的邊緣應及時進行修理和防腐處理。當加工成中空玻璃時,夾絲玻璃應朝室內一側。所有鋁門窗玻璃必須進行邊緣處理。密封材料鋁門窗采用的橡膠制品宜采用三元丙膠、氯丁膠橡膠;密封膠條應擠出成形,橡膠塊宜壓模成形。密封膠條應符合國家現行標準的規(guī)定。鋁門窗用的聚硫密封膠應具有優(yōu)良的耐水、耐溶劑和耐大氣老化性,并應有低溫彈性好、低透氣率等特點,其性能應符合現行標準《中空玻璃用彈性密封劑》JC486規(guī)定。氯丁密封膠的性能表3-13項目
指標
稠度
不流淌,不塌陷
含固量
75%
表干時間
≤15min
固化時間
≤12h
耐寒性(-40℃)
不龜裂
耐寒性(90℃)
不龜裂
低溫柔性(-40℃,棒ψ10mm)
無裂紋
剪切強度
0.1N/mm^2
施工溫度
-5~50℃
施工性
采用手工注膠機不流淌
有效期
12月
鋁門窗用的耐候硅酮密封膠應采用中性膠,其性能應符合表3-14的規(guī)定,并不得使用過期的耐候硅酮密封膠。耐候硅酮密封膠的性能表3-14項目
技術指標
表干時間
1~1.5h
流淌性
無流淌
初步固化時間(25℃)
3d
完全固化時間
7~14d
邵氏硬度
20~30度
極限拉伸強度
0.11~0.14N/mm^2
撕裂強度
3.8N/mm
固化后的變位承受能力
25%〈δ〈50%
有效期
9~12月
施工溫度
5~48℃
鋁門窗用的結構硅酮密封膠應采用高模數中性膠;結構硅酮密封膠分單組份和雙組份,其性能應符合表3-15的規(guī)定。結構硅酮密封膠的性能表3-15項目
技術組標
中性雙組份
中性單組份
有效期
9月
9~12月
施工溫度
10~30℃
5~48℃
使用溫度
-48~88℃
操作時間
≤30min
表干時間
≤3h
初步固化時間(25℃)
7d
完全固化時間
14~21d
邵氏硬度
35~45度
粘結拉伸強度(H型試件)
≥0.7N/mm^2
延伸率(亞鈴型)
≥100%
粘結破壞(H型試件)
不允許
內聚力(母材)破壞率
100%
剝離強度(與玻璃、鋁)
5.6~8.7N/mm(單組份)
撕裂強度(B模)
4.7N/mm
抗臭氧及紫外線拉伸強度
不變
污染和變色
無污染、無變色
耐熱性
150℃
熱失重
≤10%
流淌性
≤2.5mm
冷變形(蠕變)
不明顯
外觀
無龜裂、無變色
完全固化后的變位承受能力
12.5%≤δ≤25%
結構硅酮密封膠應在有期內使用,過期的結構硅酮密封膠不得使用??筛鶕X門窗的風荷載、高度和玻璃的大小,選用低發(fā)泡間隔雙面膠帶。當鋁門窗風荷載大于1.8KN/m^2時,宜選用中等硬度的聚胺基甲酸乙酯低發(fā)泡間隔雙面膠帶,其性能應符合表3-16的規(guī)定。聚胺基甲酸乙酯低發(fā)泡間隔雙面膠帶的性能表3-16項目
技術指標
密度
0.35g/cm^3
邵氏硬度
30~35度
拉伸強度
0.91N/mm^2
延伸率
105~125%
承受壓應力(壓縮率10%)
0.11N/mm^2
動態(tài)拉伸粘結性(停留15min)
0.39N/mm^2
靜態(tài)拉伸粘結性(2000h)
0.007N/mm^2
動態(tài)剪切強度(停留15min)
0.28/mm^2
隔熱值
0.55W/m^2*k
抗紫外線(300w,25~30cm,3000h)
顏色不變
烤漆耐污染性(70℃,200h)
無
當鋁門窗風荷載小于或等于1.8KN/m^2時,宜選用聚乙烯低發(fā)泡間隔雙面膠帶,其性能應符合表3-17的規(guī)定。聚乙烯低發(fā)泡間隔雙面膠帶的性能表3-17項目
技術指標
密度
0.21N/cm^3
邵氏硬度
40度
拉伸強度
0.87N/mm^2
延伸率
125%
承受壓應力(壓縮10%)
0.18N/mm^2
剝離強度
27.6N/mm^2
剪切強度(停留24h)
40N/mm^2
隔熱值
0.41w/m^2*k
使用溫度
-44~75℃
施工溫度
15~52℃
鋁門窗可采用聚乙烯發(fā)泡材料填充材料,其密度不應大于0.037g/cm^3。聚乙烯發(fā)泡填充材料的性能應符合表3-18的規(guī)定。聚乙烯發(fā)泡填充材料的性能表3-18項目
直徑
10mm
30mm
50mm
拉伸強度N/mm^2
0.35
0.43
0.52
延伸率%
46.5
52.3
64.3
壓縮后變形率(縱向)%
4.0
4.1
2.5
壓縮后恢復(縱向)%
3.2
3.6
3.5
永久壓縮變形率%
3.0
3.4
3.4
25%壓縮時,縱向變形率%
0.75
0.77
1.12
50%壓縮時,縱向變形率%
1.35
1.44
1.65
75%壓縮時,縱向變形率%
3.21
3.44
3.70
第五節(jié)五金配件鋁門窗用的標準五金件應符合現行國家標準的規(guī)定。鋁門窗用非標準五金件應符合設計要求,并應有出廠合格證。地彈簧技術要求:使用性能:產品使用溫度范圍-15℃~+40℃,門扇雙向開啟定位偏差±3°,中心復位偏差±18°。全關閉調速閥時,關閉時間不小于20s;全打開調速閥時,關閉時間不大于3s。開啟力矩、關閉力矩、適用門重符合表3-19。外觀:產品面板平整、光潔,埋設地下部分的外表必須有防銹保護層,產品外觀不得有影響其性能及壽命的缺陷。產品分類表3-19:系列編號
開啟力矩(N?m)
關閉力矩(N?m)
適用門重(Kg)
1
29以下
5以上
25~45
2
44以下
9以上
40~65
3
59以下
15以上
60~85
4
78以下
25以上
80~120
5
98以下
34以上
100~150
平開窗執(zhí)手技術要求:產品未注公差尺寸的極限偏差應符合GB1804中孔H15、軸h15、長度±1/2IT15,裝配牢固,轉動靈活,無卡阻。鍍層裝飾表面應無明顯的起泡、泛黃、脫落、銹漬等缺陷。鋁合金窗不銹鋼滑撐技術要求:材料:滑軌、托臂、懸臂、鉚釘應選用GB1220中的奧式體不銹鋼制造;裝配與表面質量:連接處鉚釘端部必須圓正光滑,鉚點應牢固,滑塊與滑軌配合有調整余量,關閉式的永久變形量不得大于2mm;開啟力:托臂與懸臂的開啟凈拉力應在15N~35N之間;使用范圍:使用范圍表3-20規(guī)格(mm)
200
250
300
350
400
450
載荷(N)
200
250
300
300
300
300
窗扇最大寬度(mm)
500
500
600
650
700
700
鋁合金門暗插銷技術要求:材料一般使用鋅合金或銅合金,拋光面的表面粗糙度Ra不大于0.8um,鍍層應色澤均勻、致密、無氣泡,不得有漏底、起皮等缺陷,鉚接件應牢固,開啟力應在5N~10N之間。鋁合金窗撐擋技術要求:撐擋的撐桿中間在規(guī)定承受壓力時,其永久變形量不大于長度的1%。緊固鉚接處不得有松動,轉動和滑動連接處應靈活,鍍層應色澤均勻、致密、無氣泡,不得有漏底、起皮等缺陷。鋁合金門拉手技術要求:緊固連接件不得有松動,產品承受500N凈拉力后,不應損壞及永久變形。拋光件外露表面粗糙度不大于0.8um,鍍層應色澤均勻、致密、無色差,不得有漏底、泛黃等缺陷。鋁門窗的結構設計本文適用各種材質的平開窗及推拉式建筑外窗的抗風強度的計算和驗算。也可用于四面支撐的其他開啟形式的建筑外門窗的抗風強度計算。荷載分布與計算荷載分布建筑外窗在風荷載作用下,承受與外窗平面垂直的橫向水平力。外窗各框料間構成的受荷單元可視為四邊鉸接的簡支板。在每個受荷單元的四角各作45度斜線,使其與平行于長邊的中線相交。這些線把受荷單元分成四塊,每塊面積所承受的風荷載傳給其相鄰的構件,每個構件可近似地簡化為簡支梁上承矩形、梯形、三角形的均勻分布荷載。荷載計算建筑外窗在風荷載作用下,受力構件上的總荷載(Q)為該構件所承受的受荷面積(A)與施加在該面積上的單位風荷載(W)之乘積,按式(4-1)計算:Q=A*W(4-1)式中:Q受力構件所承受的總荷載A受力構件所承受的受荷面積W施加在受荷面積上的單位風荷載;按現行《工業(yè)與民用建筑結構荷載規(guī)范》與《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規(guī)定》中取值。當進行建筑外窗的強度驗算時,其受力構件上的總荷載(Q)為該構件所承受的受荷面積(A)與該窗的強度等級相對應的單位荷載(WG)之乘積。玻璃設計鋁門窗玻璃在垂直于玻璃平面的風荷載作用下,其最大應力бw可按式4-3計算:σw=6φωa2/t2──(4-3)式中бw──風荷載作用下玻璃最大應力(N/mm2);ω──風荷載設計值(KN/m2);α──玻璃短邊邊長(mm) t──玻璃的厚度mm;中空玻璃的厚度取單片外側玻璃厚的1.2倍;夾層玻璃的厚度取單片玻璃厚度的1.25倍; Φ──系數,可按邊長比a/b由表4-1查出(b為長邊邊長)。Φ值表4-1a/b
0.00
0.25
0.33
0.40
0.50
0.55
0.60
0.65
Φ
0.125
0.1230
0.1180
0.1115
0.1000
0.0934
0.0868
0.0804
a/b
0.70
0.75
0.80
0.85
0.90
0.95
1.00
Φ
0.0742
0.0683
0.0628
0.0576
0.0528
.0483
0.0422
截面特性建筑外窗的受力構件在材料、截面積和受荷狀態(tài)確定的情況下,構件的承載能力主要取決于與截面形狀有關的兩個特性,即截面的慣性矩與抵抗矩。截面的慣性矩(I),它與材料的彈性模量(E)共同決定著構件的撓度(f)。截面的抵抗矩(W),當荷載條件一定時,它決定構件應力的大小。截面特性的確定當建筑外窗用料采用標準型材時,其截面特性可在《材料手冊》中查得。當建筑外窗用料采用非標準型材時,其截面特性需要通過計算來確定。簡單矩形截面的慣性矩:I=b*h3/12;截面的抵抗矩:W=I/C。強度計算建筑外窗受力構件受荷情況近似簡化為簡支梁上承受矩形、梯形或三角形的均布荷載。其彎曲應力和剪切應力計算如下:彎矩(M)的計算:a:在矩形荷載作用下簡支梁的彎矩按M=Ql/8計算。b:在梯形荷載作用下簡支梁的彎矩見下表。c:在三角形荷載作用下簡支梁的彎矩按M=Ql/6計算。承受梯形荷載簡支梁的彎矩表4-2系數
K=0
K=0.1
K=0.2
K=0.3
K=0.4
K=0.5
M
Ql
Ql
Ql
Ql
Ql
Ql
8.00
7.30
6.76
6.36
6.10
6.00
d:集中荷載作用于跨中時彎矩按M=Pl/4計算。e:集中荷載作用于任意點上時彎矩按M=P*L1*L2/L計算。f:當向外平開窗的窗扇受負壓或向內平開窗的窗扇受正壓時,其窗框的豎框受荷載情況按緊固五金件處有集中荷載作用的簡支梁計算;其窗扇邊挺受荷情況可近似簡化為以緊固件處為固端的懸臂梁上承受矩形均布荷載,其彎矩按M=-Q*L/2計算。(見下圖)注:建筑外窗受力構件上有均布荷載和集中荷載同時作用時,其彎矩為他們各自產生彎矩疊加的代數和。彎曲應力[σ]按下式計算σmax=M/γW≤[σ]W=I/C式中:M受力構件承受的最大彎矩W凈截面的抵抗矩γ塑性發(fā)展系數取1.05σmax計算截面上的最大應力I計算截面的慣性矩C中和軸到截面邊緣的最大距離[σ]材料的抗彎允許應力剪力(Q’)的計算a:在矩形荷載作用下剪力按Q’=±Q/2計算。b:在梯形荷載作用下剪力按Q’=±Q/2(1-a/L)計算。c:在三角形荷載作用下剪力按按Q’=±Q/4計算。d:集中荷載作用于跨中時剪力按Q’=±P/2計算。e:集中荷載作用于任意點上時剪力按Q’=P*L1/L;Q’=P*L2/L計算。f:當向外平開窗的窗扇受負壓或向內平開窗的窗扇受正壓時,其窗框的豎框受荷載情況按緊固五金件處有集中荷載作用的簡支梁計算;其窗扇邊挺受荷情況可近似簡化為以緊固件處為固端的懸臂梁上承受矩形均布荷載,其剪力按Q’=-Q計算。(見下圖)注:建筑外窗受力構件上有均布荷載和集中荷載同時作用時,其剪力為他們各自產生剪力疊加的代數和。剪切應力[τ]按下式計算:τmax=Q’*S/(I*δ)≤[τ]式中:Q’計算截面所承受的剪力S計算剪切應力處以上毛截面對中和軸的面積矩I毛截面的慣性矩δ腹板的厚度[τ]材料的抗剪允許應力撓度計算建筑外窗受力構件受荷情況近似簡化為簡支梁上承受矩形、梯形或三角形的均布荷載,有時還可能受集中荷載,其撓度計算公式如下:a:在矩形荷載作用下撓度按fmax=5Ql3/(384EI)計算。b:在梯形荷載作用下撓度見下表。c:在三角形荷載作用下撓度按fmax=Ql3/(60EI)計算。承受梯形荷載簡支梁的撓度表4-3系數
K=0
K=0.1
K=0.2
K=0.3
K=0.4
K=0.5
fmax
Ql3
Ql3
Ql3
Ql3
Ql3
Ql3
76.8EI
70.2EI
65.6EI
62.4EI
60.6EI
60.0EI
d:集中荷載作用于跨中時撓度按fmax=Pl3/(48EI)計算。e:集中荷載作用于任意點上時撓度按fmax=PL1L2(L+L2)[3L1(L+L2)]1/2/(27EIL)計算。f:當向外平開窗的窗扇受負壓或向內平開窗的窗扇受正壓時,其窗框的豎框受荷載情況按緊固五金件處有集中荷載作用的簡支梁計算;其窗扇邊挺受荷情況可近似簡化為以緊固件處為固端的懸臂梁上承受矩形均布荷載,其撓度按fmax=Ql3/(8EI)計算。(見上圖)以上公式計算所得的值應滿足:fmax≤[f]式中:I計算截面的慣性矩E外窗受力構件所用材料的彈性模量fmax構件在外力作用下產生的最大撓度[f]構件的允許撓度注:①當窗為柔性鑲嵌單層玻璃時,[f]=L/130②當窗為剛性鑲嵌單層玻璃時,[f]=L/160③當窗為柔性鑲嵌雙層玻璃時,[f]=L/180④建筑外窗受力構件上有均布荷載和集中荷載同時作用時,其撓度為他們各自產生撓度疊加的代數和。連接計算及要求為了確保建筑外窗在使用時的安全,要對其受力構件進行端部連接計算。對焊接連接的計算:當端部連接采用對焊時,需進行焊縫處的剪切應力驗算:τ=1.5Q’/(δLj)≤[τh]式中:Q’作用與聯接處的剪力δ聯接件中腹板的厚度Lj焊縫的計算長度[τh]對接焊縫的抗剪允許應力當驗算復雜截面時,其剪切應力按腹板與中和軸的距離分配選取最不利的截面帶入上式進行驗算。鉚釘連接和普通螺栓連接的計算當鉚釘或螺釘的橫截面與受力方向平行時,應驗算鉚釘或螺釘的剪切應力,同時還應驗算鉚釘或螺釘的承壓應力;當其橫截面與受力方向垂直時,需驗算其抗拉承載力。計算公式見下表4-4:每個鉚釘和螺釘的允許承載能力計算公式
受力情況
鉚釘承載能力計算公式
普通螺釘承載能力計算公式
抗剪
[Nfm]=nj[τm]πd2/4
[NjL]=nj[τL]πd2/4
承壓
[Ncm]=d∑δ[σcm]
[NcL]=d∑δ[σcL]
抗拉
[NLm]=[σLm]πd2/4
[NLL]=[σLL]πdc2/4
式中:[Nfm]、[Ncm]、[NLm]每個鉚釘的抗剪、承壓、抗拉允許承載能力;[NjL]、[NcL]、[NLL]每個螺栓的抗剪、承壓、抗拉允許承載能力;[τm]、[σcm]、[σLm]鉚釘的抗剪、承壓、抗拉允許應力;[τL]、[σcL]、[σLL]螺栓的抗剪、承壓、抗拉允許應力;nj每個鉚釘或螺栓的受剪面數目d鉚釘孔徑或螺桿的外徑dc螺栓螺紋處的內徑鉚釘和螺釘的允許距離鉚釘和螺栓的中心距離和中心至構件邊緣的距離,均應滿足構件受剪面承載能力的需要。一般其中心距離不得小于3d;中心至構件邊緣的距離:在順內力方向不得小于2d;在垂直內力方向:對切割邊不得小于1.5d;對軋制邊不得小于1.2d。如果聯接卻有困難不能滿足上述要求時,應對構件受剪面進行驗算。鋁門窗的制作與安裝第一節(jié)加工要求1.鋁門窗在制作前應對建筑設計施工圖進行核對,并對建筑物進行復測,按實測結果調整門窗尺寸并經單位同意后,方可加工安裝。2.鋁門窗所采用的材料、零附件應有出廠合格證。3.加工鋁門窗構件所采用的設備、機具應能達到門窗構件加工精度的要求,其量具應定期進行計量檢定。4.鋁門窗的結構裝配組合件應在生產車間制作,不得在現場進行。5.鋁門窗構件加工精度(1)鋁門窗的金屬構件的加工精度應符合下列要求:①鋁門窗結構桿件截料之前應進行校直調整;②鋁門窗橫梁的允許偏差為±1.0mm,立柱的允許偏差為±1.0mm,端頭斜度的允許偏差為-15'(圖5-1,5-2)圖5-1直角切截料圖5-2斜角截料③截料端頭不應有加工變形,毛刺不應大于0.2mm;④孔位的允許偏差為±0.5mm,孔距的允許偏差應±0.5mm累計偏差不應大于±1.0mm;⑤鉚釘的通孔尺寸偏差應符合國家標準《鉚釘用通孔》GB1521的規(guī)定;⑥沉頭螺釘的沉孔尺寸偏差應符合現行國家標準《沉頭螺釘用沉孔》GB1522的規(guī)定;⑦圓柱頭、螺栓的沉孔尺寸偏差應符合現行國家標準《圓柱頭、螺栓用沉孔》GB1523的規(guī)定;⑧螺絲孔的加工應符合設計要求:(2)鋁門窗構件中槽、豁、榫的加工應符合下列要求:①構件銑槽尺寸允許偏差應符合表5-1的要求(圖5-3);構件銑槽尺寸允許偏差(mm)表5-1項目
a
b
c
偏差
+0.50.0
+0.50.0
±0.5
圖5-3銑槽位置②構件銑豁尺寸允許偏差應符合表5-2的要求(圖5-4);銑豁尺寸允許偏差(mm)表5-2項目
a
b
c
偏差
+0.50.0
+0.50.0
±0.5
圖5-4銑豁位置③構件銑榫尺寸允許偏差應符合表5-3的要求(圖5-5)構件銑榫尺寸允許偏差(mm)表5-3項目
a
b
c
偏差
0.0-0.5
0-0.5
±0.5
圖5-5銑榫位置(3)鋁門窗構件裝配尺寸允許偏差應符合下列要求:①構件裝配尺寸允許偏差應符合表5-4的要求:構件裝配尺寸允許偏差(mm)表5-4項目
構件長度
允許偏差
槽口尺寸
≤2000
±2.0
>2000
±2.5
構件對邊尺寸差
≤2000
≤2.0
>2000
≤3.0
構件對角線尺寸差
≤2000
≤3.0
>2000
≤3.5
②各相鄰構件裝配間隙及同一平面度的允許偏差應符合表5-5的要求。相鄰構件裝配間隙及同一平面度的允許偏差(mm)表5-5項目
允許偏差
裝配間隙
≤0.5
同一平面度差
≤0.5
(4)構件的連接應牢固,各構件連接處的縫隙應進行密封處理。(5)玻璃槽口與玻璃的配合尺寸應符合下列要求:①單層玻璃與槽口的配合尺寸應符合表5-6的要求(圖5-6);單層玻璃
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