12　門　窗

本章導(dǎo)讀:

●基本要求　熟悉門窗的種類、形式和尺度;掌握門窗的基本性能及選用;了解各種門窗的構(gòu)造組成。

●重點　門窗的形式和尺度,門窗的基本性能及選用。

●難點　門窗的基本性能及選用。

門和窗是房屋的重要組成部分。門的主要功能是交通聯(lián)系,兼顧通風(fēng)采光;窗主要供采光和通風(fēng)之用,它們均屬建筑的圍護構(gòu)件。

在設(shè)計門窗時,必須根據(jù)有關(guān)規(guī)范和建筑的使用要求來決定其形式及尺寸大小。造型要美觀大方,構(gòu)造應(yīng)堅固、耐久,開啟靈活,關(guān)閉緊嚴,便于維修和清潔,規(guī)格類型應(yīng)盡量統(tǒng)一,并符合現(xiàn)行《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準》的要求,以降低成本和適應(yīng)建筑工業(yè)化生產(chǎn)的需要。

門窗按其制作的材料可分為:木門窗、塑料門窗、鋁合金門窗、彩板門窗等。

12.1　形式與尺度

門窗的形式主要取決于門窗的開啟方式,不論其材料如何,開啟方式均大致相同。

12.1.1　門的形式與尺度

1)門的形式

門按其開啟方式通常有:平開門、彈簧門、推拉門、折疊門、轉(zhuǎn)門等幾種形式。

(1)平開門

平開門為水平開啟的門,它的鉸鏈裝于門扇的一側(cè)與門框相連,門扇圍繞鉸鏈軸轉(zhuǎn)動。其門扇有單扇、雙扇,內(nèi)開和外開之分。平開門構(gòu)造簡單,開啟靈活,易于維修,易滿足疏散的要求,是建筑中最常見、使用最廣泛的門,如圖12.1(a)所示。

(2)彈簧門

彈簧門的開啟方式與普通平開門相同,不同之處是它以彈簧鉸鏈代替普通鉸鏈,借助彈簧的力量實現(xiàn)門的啟閉。它使用方便,美觀大方。為避免人流相撞,門扇或門扇上部應(yīng)鑲嵌玻璃,如圖12.1(b)所示。還有一種彈簧門是采用暗裝地彈簧來實現(xiàn)門的啟閉。

(3)推拉門

門扇沿軌道左右滑行來實現(xiàn)門的啟閉。根據(jù)軌道的位置,推拉門可為上掛式和下滑式。推拉門開啟時不占空間,受力合理,不易變形,但在關(guān)閉時難于嚴密。在民用建筑中,還經(jīng)常采用輕便推拉門分隔內(nèi)部空間,如圖12.1(c)、(d)所示。

(4)折疊門

折疊門由多個門扇構(gòu)成,每個門扇寬度以600mm左右為宜,適用于寬度較大的洞口,分為側(cè)掛式折疊門和推拉式折疊門兩種。側(cè)掛式折疊門不適用于寬大洞口。推拉式折疊門在門頂或門底裝滑輪及導(dǎo)向裝置,啟閉時門扇通過滑輪沿著導(dǎo)向裝置移動,如圖12.1(e)、(f)所示。折疊門占用空間少,但構(gòu)造較復(fù)雜,通常用于公共建筑中大空間的靈活分隔。

(5)轉(zhuǎn)門

轉(zhuǎn)門是由兩個固定的弧形門套和垂直旋轉(zhuǎn)的門扇構(gòu)成。門扇可分為三扇或四扇,繞豎軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)門對隔絕室外氣流有一定作用,可作為寒冷地區(qū)公共建筑的外門,但不能作為疏散門。通常在轉(zhuǎn)門兩旁另設(shè)疏散用門,如圖12.1(g)所示。其構(gòu)造復(fù)雜、造價高,不宜大量采用。

2)門的尺度

門的尺度通常是指門洞的高寬尺寸。門作為交通疏散,其尺度取決于人的通行、家具器械的搬運及與建筑物的比例關(guān)系等,并應(yīng)符合現(xiàn)行《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準》的規(guī)定。

(1)門的高度

一般民用建筑門的高度不宜小于2100mm。如門設(shè)有亮子時,門洞高度一般為2400～3000mm,其中亮子高度一般為300～600mm。公共建筑大門高度可視需要適當提高。

(2)門的寬度

單扇門為600～1000mm,雙扇門為1200～1800mm。寬度在2100mm以上時,則多做成三扇、四扇門或雙扇帶固定扇的門,因為門扇過寬易產(chǎn)生翹曲變形,同時也不利于開啟。

為了使用方便,一般民用建筑門(木門、鋁合金門、塑鋼門)均編制成標準圖,在圖上注明類型及有關(guān)尺寸,設(shè)計時可按需要直接選用。

12.1.2　窗的形式與尺度

1)窗的形式

窗按其開啟方式通常有:平開窗、固定窗、懸窗、推拉窗、立轉(zhuǎn)窗等幾種形式,如圖12.2所示。

圖12.1　門的開啟方式

圖12.2　窗的開啟方式

(1)平開窗

鉸鏈安裝在窗扇一側(cè)與窗框相連,向外或向內(nèi)水平開啟。有單扇、雙扇、多扇,內(nèi)開與外開之分。平開窗與平開門相似,構(gòu)造簡單、開啟靈活、制作維修均方便,是民用建筑中很常見的一種窗,如圖12.2(a)所示。

(2)懸窗

根據(jù)鉸鏈和轉(zhuǎn)軸位置的不同,可分為上懸窗、中懸窗和下懸窗,如圖12.2(b)、(c)、(d)所示。

(3)固定窗

無窗扇、不能開啟的窗為固定窗。固定窗的玻璃直接嵌固在窗框上,可供采光和眺望之用,不能通風(fēng)。固定窗構(gòu)造簡單、密閉性好,多與門亮子和開啟窗配合使用,如圖12.2(h)所示。

此外,還有立轉(zhuǎn)窗、推拉窗等形式,如圖12.2(e)、(f)、(g)所示。

2)窗的尺度

窗的尺度主要取決于房間的采光通風(fēng)、構(gòu)造做法和建筑造型等要求,并要符合現(xiàn)行《建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標準》的規(guī)定。對一般民用建筑用窗,各地均有通用圖集,各類窗的高度與寬度尺寸通常采用擴大模數(shù)3M數(shù)列作為洞口的標志尺寸,需要時只要按所需類型及尺度大小直接選用。

12.2　性能與選用

12.2.1　門窗“三性”

門窗的物理性能主要包括空氣滲透、雨水滲漏、抗風(fēng)壓、保溫、隔聲、采光性能6個方面。其中,后三種性能,是根據(jù)房間功能的具體需求進行選擇和控制;前三種性能是建筑門窗基本的三項性能,即通常說的門窗“三性”。根據(jù)《建筑外門窗氣密、水密、抗風(fēng)壓性能分級及檢測方法》(GB/T7106—2008)的規(guī)定,建筑外門窗根據(jù)不同性能指標有不同的分級。

(1)門窗氣密性指標

門窗氣密性能的分級是采用在標準狀態(tài)下,壓力差為10Pa時的單位開啟縫長空氣滲透量q1和單位面積空氣滲透量q2作為分級指標,將建筑外門窗分為8級,見表12.1。

表12.1　建筑外門窗氣密性能分級表

(2)門窗水密性指標

門窗水密性能的分級是采用嚴重滲漏壓力差值的前一級壓力差值作為分級指標,將建筑外門窗分為6級,見表12.2。

表12.2　建筑外門窗水密性能分級表　　單位:帕

注:第6級應(yīng)在分級后同時注明具體檢測壓力差值。

(3)門窗抗風(fēng)壓性指標

門窗抗風(fēng)壓性能的分級是采用定級檢測壓力差值P3作為分級指標,將建筑外門窗分為9 級,見表12.3。

表12.3　建筑外門窗抗風(fēng)壓性能分級表　　單位:千帕

注:第9級應(yīng)在分級后同時注明具體檢測壓力差值。

此外,建筑門窗在空氣聲隔聲性能、保溫性能及采光性能方面也有相關(guān)標準和相應(yīng)的分級指標。因此,在門窗的選用上,應(yīng)根據(jù)各地區(qū)氣候、建筑高度、房間使用要求等因素,合理確定和選擇門窗的類型和等級,并滿足相關(guān)性能指標的要求。

12.2.2　門窗節(jié)能

建筑門窗是建筑圍護結(jié)構(gòu)中熱工性能最薄弱的部位,其能耗占到建筑圍護結(jié)構(gòu)總能耗的40%～50%。同時,門窗也是建筑中的得熱構(gòu)件,可以通過太陽光透射入室內(nèi)而獲得太陽輻射,因此是影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境和建筑節(jié)能的重要因素。

門窗要想達到好的節(jié)能效果,除了滿足良好的三項基本性能外,還應(yīng)綜合考慮當?shù)貧夂驐l件、功能要求、建筑形式等因素,并滿足國家節(jié)能設(shè)計標準對門窗設(shè)計指標的要求。

1)節(jié)能設(shè)計指標

在建筑節(jié)能設(shè)計中,應(yīng)根據(jù)建筑所處城市的建筑熱工設(shè)計分區(qū),恰當?shù)剡x擇門窗材料和構(gòu)造方式,使建筑外門窗的熱工性能符合該地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計標準的相關(guān)規(guī)定。其主要指標包括有:

(1)傳熱系數(shù)

傳熱系數(shù)是外門窗保溫性能分級的重要指標。不同建筑外門窗材料、構(gòu)造方法其傳熱系數(shù)也不相同,不同建筑熱工設(shè)計分區(qū)、不同體形系數(shù)條件下的建筑外門窗其傳熱系數(shù)要求也不同,見表12.4。

(2)綜合遮陽系數(shù)

對于南方炎熱地區(qū),在強烈的太陽輻射條件下,陽光直射到室內(nèi),將嚴重影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境,因此外窗應(yīng)采取適當遮陽措施,以降低建筑空調(diào)能耗。門窗遮陽包括玻璃遮陽和建筑外遮陽,建筑外遮陽分為水平遮陽、垂直遮陽、綜合遮陽以及擋板遮陽。

門窗的遮陽效果用綜合遮陽系數(shù)(SCw)來衡量,其影響因素包括玻璃本身的遮陽性能和外遮陽的遮陽性能。其要求也根據(jù)建筑熱工設(shè)計分區(qū)、窗墻面積比的不同有所區(qū)別,見表12.4。

2)節(jié)能設(shè)計措施

①增強門窗的保溫性能。即根據(jù)各地區(qū)建筑節(jié)能設(shè)計標準合理選擇滿足傳熱系數(shù)指標的門窗。提高門窗保溫性能的措施有改善門窗框的保溫能力,改善門扇和窗玻璃的保溫能力。

②減少門窗的空氣滲透?？諝鉂B透是門窗熱工性能薄弱的重要原因之一,因此,應(yīng)選用制作和安裝質(zhì)量良好、氣密性等級較高的門窗。改進門窗氣密性的措施有在出入口處增設(shè)門斗;提高型材的規(guī)格尺寸、準確度、尺寸穩(wěn)定性和組裝的精確度;采取良好的密封措施。

③選擇適宜的窗地比。建筑能耗中,照明能耗占20%～30%。為了充分利用天然采光,節(jié)約照明用電,應(yīng)根據(jù)房間的功能、光氣候特征等因素,選擇適宜的窗地比。

④控制好窗墻面積比。從天然采光角度來說,窗洞口面積越大約好。但從熱工角度來說,為了避免建筑能耗隨外窗面積的增大而增加,必須對窗墻面積比進行控制。窗墻面積比的限制除了與建筑熱工設(shè)計分區(qū)有關(guān)外,還與外墻的朝向相關(guān)。

表12.4　夏熱冬冷地區(qū)不同朝向、不同窗墻面積比的外窗傳熱系數(shù)和綜合遮陽系數(shù)限制

注:①表中的“東,西”代表從東或西偏北30°(含30°)至偏南60°(含60°)的范圍;“南”代表從南偏東30°至偏西30°的范圍。
②樓梯間、外走廊的窗不按本表規(guī)定執(zhí)行。

⑤合理的遮陽設(shè)計。在南方炎熱地區(qū),門窗的隔熱性能尤其重要。提高隔熱性能主要靠兩方面的途徑:一是采用合理的建筑外遮陽,設(shè)計挑檐、遮陽板、活動遮陽等措施;二是玻璃的選擇,選用對太陽紅外線反射能力強的熱反射材料貼膜,如Low-E玻璃等。

12.3　門窗構(gòu)造

12.3.1　木門窗構(gòu)造

1)平開門的組成

平開門一般由門框、門扇、亮子、五金零件及其附件組成(圖12.3)。

①門框:又稱門樘,是門扇、亮子與墻的聯(lián)系構(gòu)件。一般由兩根豎直的邊框和上框組成。當門帶有亮子時,還有中橫框,多扇門則還有中豎框。門框的安裝根據(jù)施工方式分后塞口和先立口兩種。

圖12.3　木門的構(gòu)造組成

②門扇:按其構(gòu)造方式不同,有鑲板門、夾板門、拼板門、玻璃門和紗門等類型。

③亮子:又稱腰頭窗,在門上方,為輔助采光和通風(fēng)之用,有平開、固定及上中下懸?guī)追N。

④五金零件:一般有鉸鏈、插銷、門鎖、拉手、門碰頭等。

⑤附件:有貼臉板、筒子板等。

2)平開窗的組成

平開窗一般由窗框、窗扇(玻璃扇、紗扇)、五金零件及其附件組成(圖12.4)。

①窗框:一般由兩根邊框和上下框組成。當窗的尺寸較大時,應(yīng)增設(shè)中橫框或中豎框。窗框的安裝與門框一樣,根據(jù)施工方式分后塞口和先立口兩種。

②窗扇:一般由上冒頭、中冒頭(窗芯)、下冒頭及邊梃組成。根據(jù)鑲嵌材料的不同,分為玻璃扇、紗窗扇和百葉窗扇等。

③五金零件:一般有鉸鏈、插銷、風(fēng)鉤、拉手及導(dǎo)軌、滑輪等。

④附件:有貼臉板、窗臺板和窗簾盒等。

圖12.4　木窗的構(gòu)造組成

由于木窗在強度、防火、密閉性、耐久性等方面存在較大的不足,加之我國建筑用優(yōu)質(zhì)木材資源有限,故目前木窗的使用較少。

3)木門構(gòu)造

常用的木門門扇有鑲板門和夾板門兩種,其構(gòu)造示例如圖12.5和圖12.6所示。

12.3.2　塑料門窗構(gòu)造

塑料門窗是以聚氯乙烯、改性聚氯乙烯或其他樹脂為主要原料,輕質(zhì)碳酸鈣為填料,添加適量助劑和改性劑,經(jīng)擠壓機擠成各種截面的空腹門窗異型材,再根據(jù)不同的品種規(guī)格選用不同截面異型材料組裝而成。由于塑料的變形大、剛度差,一般在型材內(nèi)腔加入鋼或鋁等,以增加抗彎能力,即所謂塑鋼門窗,較之全塑門窗剛度更好,如圖12.7所示。

圖12.5　鑲板門構(gòu)造

圖12.6　夾板門構(gòu)造

圖12.7　塑鋼窗的構(gòu)造組成

塑料門窗線條清晰、挺拔,造型美觀,具有耐水、耐腐蝕、阻燃、抗沖擊、無需表面處理等優(yōu)點,不但具有良好的裝飾性,而且有良好的隔熱性和密封性。因此,在建筑上得到大量的應(yīng)用。

12.3.3　金屬門窗構(gòu)造

金屬門窗種類較多,常見的有鋁合金門窗、鋼門窗和彩板門窗,其中鋁合金門窗應(yīng)用最為廣泛。

1)普通鋁合金門窗

鋁合金門窗的開啟方式多為水平推拉式,根據(jù)需要也可以采用其他啟閉方式。下面以鋁合金推拉窗為例,講述有關(guān)的構(gòu)造做法。

圖12.8　鋁合金門窗安裝節(jié)點

(1)鋁合金窗框的構(gòu)造

鋁合金窗框采用塞口法安裝,其裝入洞口應(yīng)橫平豎直,外框與洞口應(yīng)彈性連接牢固,不得將窗外框直接埋入墻體(圖12.8)。這樣做一方面是保證建筑物在振動、沉降和熱脹冷縮等因素引起的互相撞擊、擠壓時,不致使窗損壞;另一方面使外框不直接與混凝土、水泥漿接觸,避免堿對鋁型材的腐蝕,對延長使用壽命有利。

(2)鋁合金窗玻璃的選擇及安裝

玻璃的厚度和類別主要根據(jù)面積大小、熱工節(jié)能要求來確定。一般多選用5～8mm厚的平板玻璃、鍍膜玻璃、鋼化玻璃或中空玻璃等。在玻璃與鋁型材接觸的位置設(shè)墊塊,周邊用橡皮條密封固定。

2)斷橋鋁合金門窗

由于普通鋁合金門窗框傳熱系數(shù)大,很難滿足目前門窗節(jié)能指標的要求,故近年來開始采用斷橋鋁合金門窗,它可以較大地降低鋁合金門窗的傳熱系數(shù)。斷橋型鋁合金門窗框是指型材采用非金屬材料將鋁合金型材進行斷熱。其構(gòu)造有穿條式和灌注式兩種,前者在框中間采用高強度增強尼龍隔熱條,后者用聚氨基甲酸乙酯灌注。目前市場上的斷熱型鋁合金門窗以穿條式為主,其構(gòu)造做法如圖12.9所示。

圖12.9　斷橋鋁合金窗的構(gòu)造組成

復(fù)習(xí)思考題

1.門按其開啟方式通常有哪些形式?各有何特點?

2.窗按其開啟方式通常有哪些形式?各有何特點?

3.門窗“三性”指的是哪三種性能?

4.門窗的節(jié)能設(shè)計措施主要有哪些方面?

5.平開木門的構(gòu)造組成有哪些?

6.塑料門窗的特點是什么?

7.斷橋鋁合金門窗與普通鋁合金門窗的區(qū)別是什么?