铝合金门窗设计细节

当前,铝合金门窗应用广泛,消费者对于门窗细节的处理及质量越来越关注,这给门窗设计者带来了更大的挑战。对于自主研发门窗型材及设计门窗系统的公司来说,铝合金门窗及型材的设计过程中有非常多的细节需要注意,对于细节的全方位把控是衡量其产品质量的重要标准。文章通过对目前铝合金门窗在设计及生产加工中遇到的问题进行分析,阐述了铝合金门窗在设计时需要注意的细节。

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前言

* 当前,铝合金型材的门窗得到了广泛的应用,它可以极大地满足建筑装饰的功能性及美观要求。随着经济的发展,人们对于生活质量的要求越来越高,对于门窗的要求也越来越高。作为建筑外维护结构的重要组成部分,门窗需要满足采光、通风、遮阳、挡雨等多方面需求,从而优化生活环境。

铝合金门窗及型材的设计,在细节的处理上显得越发重要。

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门窗设计细节

* 门窗型材壁厚设计

在GB/T 8478-2008《铝合金门窗》国家标准中,明确规定了除了压条、扣板这些弹性装配型材以外,铝合金门窗型材的主要受力部位的实际测量壁厚要求为:外门最低厚度为2.0mm,外窗最低厚度为1.4mm。

由于型材加工参照标准中允许加工过程中出现不对称公差以及正负偏差,某些设计者考虑到生产成本问题,故意将外门窗的型材壁厚尺寸设计为负差值,使实际生产出来的外门型材壁厚低于2.0mm,外窗型材壁厚低于1.4mm。

这样的做法,降低了型材的米重,节约了门窗的成本,但同时也降低了型材的强度,会给工程应用中带来隐患。

所以,在门窗型材壁厚的设计上,不能一味地追求经济利益、降低成本,而是需要满足型材的强度要求。尤其在合页的安装槽口处、铰链螺丝连接处等型材的主要受力部位,需要增加型材壁厚至2.5mm以上,提高型材的局部强度,这样才能有效地提高门窗的结构强度,降低门窗扭曲、变形、脱落等风险。

* 转角节点的设计

现如今,人们对于建筑门窗的要求,除了最基本的采光、通风以外,感官的舒适度以及环保节能等要求也越来越高。

转角窗、落地窗以及外飘窗的广泛应用,使得门窗分格多样化,门窗的通透性也大大提高,但同时也大大增加了门窗的能量损失。如何做到将门窗的美观性与节能性紧密结合是当前门窗设计师面临的重要难题之一,转角窗及飘窗的拐角节点的设计及处理显得尤为重要。

当前市面上的门窗拐角节点设计基本上采用90°阳转角与边框拼接的形式。一方面,拼缝的存在很容易造成窗户的漏水,影响气密性与水密性;另一方面,转角与边框拼接后型材尺寸过大,在一定程度上影响室内采光。

如果将转角节点设计成一体式,不仅可以有效地避免上述提到的问题,也可以大大节省材料用量,同时还可以提高门窗的整体保温效果。

* 中梃装配及设计原则

中梃能够很好地划分门窗的分格以及有效的区别开启与固定功能,是能够实现门窗多样性的重要型材之一。

中梃有很多种类,根据使用方向可以分为横梃和竖梃,按照材料强度又可以分为普通中梃以及加强中梃,不同的开启方式又分为内开中梃和外开中梃。

铝合金门窗的中梃加工时通常采取90°切割,中梃与边框之间为90° 拼接,因此,中梃断面会有少量铝本色断面外露于边框边缘,影响整体美观。为了解决这一问题,中梃一般在设计时需要比边框断面宽度小0.2mm。但要注意一点,国标规定中梃与边框的装配高度之间的误差不能够超过0.5mm。

因此,生产过程中要严格把控,以免装配误差过大超过国家标准的要求,而影响产品质量。

* 隔热条的选择

内开窗扇框上的T型隔热条,能否与鸭嘴胶条紧密搭接,对于内开窗的水密性至关重要。

在铝合金型材设计时,必须要选择合适的T型隔热条,即不能过高,也不能过低。T型条过高,扇框开启时容易与锁点发生碰撞,影响窗的开启;T型条过低,隔热条与鸭嘴胶条的搭接量不足,在加工及组装的误差影响下,容易产生缝隙,影响窗的水密性。

因此,在选用T型隔热条时,要保证其与鸭嘴胶条之间的搭接量维持在3mm左右,且进行扇的模拟开启放样时,T 型条最高点与锁点留有1mm以上的间隙。这样,即可以保证隔热条与鸭嘴胶条之间有足够的搭接量,又可以保证隔热条与锁点不会发生碰撞。

* 安装节点的细节设计

门窗安装节点的设计是整个门窗设计系统中的重要组成部分,安装节点的设计好会直接影响门窗系统在建筑结构中的作用,所以安装节点的设计必须引起设计者的高度重视。钢副框安装方式是目前最常用的门窗安装方式,但是现有的安装节点设计存着诸多的问题。

首先,为了安装方便,铝合金门窗与钢副框之间需要预留5mm的间隙,以便铝合金门窗框能顺利放入钢副框内。放入后,需要将铝合金门窗框水平及垂直方向调节准确,然后用螺钉将铝合金门窗框固定在钢副框上。而铝合金门窗框水平及垂直方向进行调整时,靠塞木楔等方法不易定位且难以保证水平度、垂直度,造成施工困难。为了解决这一问题,可以采用专门设计的安装调整件。

目前常见的安装调节件由两部分组成,一部分带有内螺纹,使用时卡在门窗边框外侧安装槽口内;另一部分带有外螺纹,拧入带有内螺纹的部件后可以通过相互旋转时产生的轴向位移来带动门窗边框移动,从而调节门窗边框与钢副框之间的间隙。

此外,与门窗相连的钢副框,目前普遍采用非隔热的热浸镀锌钢副框。由于钢材是热的良导体,室内外热量极易通过钢副框进行交换,钢副框成为整个门窗系统中隔热的薄弱环节。

在北方严寒地区的冬季,门窗由于钢副框的冷桥作用,整体隔热效果大打折扣,容易结霜、结露。可以通过使用高分子材料的隔热节能副框系统,来提高钢副框的隔热性能,弥补传统钢副框不隔热的缺点,降低门窗结霜、结露的可能性。

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结束语

* 铝合金门窗的广泛应用满足了人们提升生活品质、改善居住环境的需求,未来市场上铝合金门窗还会有更好的发展空间。而门窗设计师需要高度重视门窗的细节设计,从而不断完善铝合金门窗的结构,提高门窗的性能。根据笔者的相关经验,总结出以上几点铝合金门窗在细节设计上的注意事项,希望能够对门窗设计师的设计工作有所帮助,在细节处提高铝合金门窗的质量与性能。

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