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摘要：外平開(kāi)窗作為主流運(yùn)用的窗（詞條“窗”由行業(yè)大百科提供）型之一，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（詞條“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”由行業(yè)大百科提供）的合理性直接影響到整窗的性能及外視效果。所以在保證產(chǎn)品性能的前提下，如何優(yōu)化外平開(kāi)窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提升其外視效果作為本文主要探究?jī)?nèi)容。
關(guān)鍵詞：外平開(kāi)窗;產(chǎn)品性能;外視效果
1 引言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的逐步提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也逐步提高。而且國(guó)家對(duì)于節(jié)能減排的要求也在加強(qiáng)加深，從“雙碳”目標(biāo)既定以來(lái)，各地的減碳政策也開(kāi)始逐漸施行。目前，斷橋鋁門(mén)窗（詞條“斷橋鋁門(mén)窗”由行業(yè)大百科提供）市場(chǎng)為國(guó)內(nèi)門(mén)窗市場(chǎng)主流之一，所以斷橋鋁合金窗產(chǎn)品本身上也肩負(fù)著多方面的需求。未來(lái)的斷橋鋁合金窗產(chǎn)品市場(chǎng)也會(huì)將以綠色低碳以及人性化、智能化為趨勢(shì)。而作為斷橋鋁合金窗（詞條“鋁合金窗”由行業(yè)大百科提供）重要組成部分的外平開(kāi)窗，如何通過(guò)其結(jié)構(gòu)的搭配轉(zhuǎn)換來(lái)滿(mǎn)足使用需求就尤為重要。
2 產(chǎn)品要求
斷橋鋁合金外平開(kāi)窗的產(chǎn)品要求主要為規(guī)范要求、性能要求和其他要求這三大項(xiàng)。不同的產(chǎn)品要求影響產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)搭配及設(shè)計(jì)，而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的根本目的也是在滿(mǎn)足相關(guān)要求的前提下做到降低成本。
2.1規(guī)范要求
斷橋鋁合金外平開(kāi)窗需滿(mǎn)足其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8478-2020《鋁合金門(mén)窗》規(guī)定，還應(yīng)滿(mǎn)足JGJ 214-2010《鋁合金門(mén)窗工程技術(shù)規(guī)范》及其應(yīng)用相關(guān)的國(guó)家和地方標(biāo)準(zhǔn)等。部分地方標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外平開(kāi)窗提出了針對(duì)性的要求：如原北京地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/1028-2013《居住建筑門(mén)窗（詞條“建筑門(mén)窗”由行業(yè)大百科提供）工程技術(shù)規(guī)范》4.9.3條要求七層(含七層)以上建筑嚴(yán)禁采用外平開(kāi)窗，標(biāo)準(zhǔn)改版后(2021版)其5.4.1條對(duì)外平開(kāi)窗五金配置提出要求明確外平開(kāi)窗應(yīng)安裝滑撐。上海市DG/TJ 08-2242-2017《民用建筑外窗應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》3.0.8條規(guī)定七層及七層以上民用建筑不宜采用外平開(kāi)窗。當(dāng)確需采用外平開(kāi)窗時(shí)，承重五金應(yīng)牢固固定（詞條“固定”由行業(yè)大百科提供），且應(yīng)采取有效的防兒童墜落及防開(kāi)啟扇墜落的措施，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證及技術(shù)論證。3.0.9條規(guī)定超高層建筑嚴(yán)禁使用外平開(kāi)窗。3.0.10也明確規(guī)定了外平開(kāi)窗開(kāi)啟扇尺寸及重量。
從規(guī)范要求上來(lái)說(shuō)部分地方對(duì)于外平開(kāi)窗的使用要求嚴(yán)格，然而嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)要求也是基于對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的保護(hù)角度出發(fā)。因?yàn)橥馄介_(kāi)窗在未關(guān)閉狀態(tài)下受強(qiáng)風(fēng)作用可能發(fā)生墜落風(fēng)險(xiǎn)，危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)應(yīng)用角度上北京、上海地方標(biāo)準(zhǔn)也提出了玻璃壓條需在室內(nèi)安裝的要求，運(yùn)用到外平開(kāi)窗結(jié)構(gòu)上開(kāi)啟加固定分格形式需增加轉(zhuǎn)接框來(lái)翻轉(zhuǎn)玻璃壓條，后續(xù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型將詳細(xì)分析。
2.2性能要求
斷橋鋁合金外平開(kāi)窗性能要求根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求確定。其中GB/T 8478-2020《鋁合金門(mén)（詞條“門(mén)”由行業(yè)大百科提供）窗》規(guī)定了各項(xiàng)性能要求，根據(jù)外窗產(chǎn)品類(lèi)型(普通型、保溫型、隔熱（詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供）型、保溫隔熱型、隔聲型、耐火型)不同的選擇均有不同的要求。還需根據(jù)實(shí)際地方標(biāo)準(zhǔn)或項(xiàng)目要求最終確認(rèn)其性能指標(biāo)。
2.3其他要求
其他要求歸結(jié)于工程項(xiàng)目要求、甲方要求、業(yè)主要求等，主要體現(xiàn)為除門(mén)窗產(chǎn)品性能要求以外的，如：顏色、外觀樣式、產(chǎn)品看面尺寸等要求。
3 結(jié)構(gòu)類(lèi)型
斷橋鋁合金外平開(kāi)窗主要組成有：邊框、轉(zhuǎn)接框、中梃、假中梃、外開(kāi)扇、玻璃壓條等。產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中業(yè)主或甲方往往在意外平開(kāi)窗添加轉(zhuǎn)框后，固定與開(kāi)啟連接位尺寸寬度較大影響采光及外視效果。而通過(guò)結(jié)構(gòu)的不同轉(zhuǎn)變影響外視效果的主要有邊框、轉(zhuǎn)接框、中梃和外開(kāi)扇。在滿(mǎn)足產(chǎn)品要求情況下通過(guò)改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)減小連接位看面尺寸，如采用Z字中梃、拼接框梃等方案。
3.1邊框、轉(zhuǎn)接框
斷橋鋁合金外平開(kāi)窗邊框可根據(jù)窗型風(fēng)格和五金配置選擇不同的邊框形式，主要表現(xiàn)形式為標(biāo)準(zhǔn)三腔斷橋組合形式。區(qū)別在于五金槽口的配置方案不同，如圖3.1左圖左圖采用“C槽”五金槽口可配置合頁(yè)與滑撐，右圖采用“平槽”五金槽口只能采用滑撐，而平槽邊框因不能配置玻璃壓條只適用于單開(kāi)啟外平開(kāi)窗。轉(zhuǎn)接框安裝位置不同槽口可選擇不同，轉(zhuǎn)接框安裝開(kāi)啟位可選擇C槽或平槽，轉(zhuǎn)接框安裝固定位則需采用C槽用于安裝玻璃壓條。
3.2 拼接框梃、Z字中梃
拼接框梃與Z字中梃是通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化轉(zhuǎn)變外平開(kāi)窗開(kāi)啟與固定懸臂方向從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)啟和固定方向的轉(zhuǎn)變。如圖3.2，相對(duì)普通的增加轉(zhuǎn)接框進(jìn)行固定和開(kāi)啟位轉(zhuǎn)換，拼接框梃采用框、梃懸臂分解設(shè)計(jì)，通過(guò)不同位置的組合添加來(lái)完成轉(zhuǎn)接，這樣的好處是可以將整套邊框及中梃統(tǒng)一為相同型材（詞條“型材”由行業(yè)大百科提供），通過(guò)螺釘連接不同位置的懸臂從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外側(cè)懸臂方向的轉(zhuǎn)變。而Z字中梃是通過(guò)切分邊框并與之連接形成左右懸臂的不同轉(zhuǎn)變來(lái)完成轉(zhuǎn)接。
4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合
不同的風(fēng)格需要不同的型材來(lái)進(jìn)行拼接組裝，那么怎樣合理的組裝方案可滿(mǎn)足產(chǎn)品要求又能節(jié)省成本。采用一開(kāi)啟一固定的日字風(fēng)格窗型(如圖4.1所示)做模擬對(duì)比，對(duì)比結(jié)構(gòu)組合后產(chǎn)品看面及用料情況。通過(guò)不同的料型組合可分為四種類(lèi)型分別為：轉(zhuǎn)接框配置在開(kāi)啟側(cè)(如圖4.2所示)、轉(zhuǎn)接框配置在固定側(cè)(如圖4.3所示)、拼接框梃配置方案(如圖4.4所示)、Z字中梃配置方案(如圖4.5所示)四種方案，通過(guò)節(jié)點(diǎn)圖直觀對(duì)比可以看出增加轉(zhuǎn)接框中梃位置看面尺寸不論轉(zhuǎn)接框是在開(kāi)啟側(cè)還是固定側(cè)均為161mm，變化的是開(kāi)啟側(cè)邊部及固層側(cè)邊部尺寸。不采用轉(zhuǎn)接框的拼接框梃方案與Z字中梃方案所有看面尺寸是一致的。通過(guò)對(duì)比計(jì)算四種方案，可以得出從窗框面積占比數(shù)據(jù)得出轉(zhuǎn)接框在固定側(cè)窗框面積占比最大且重量最高，而拼接框梃與Z字中梃方案想比較窗框面積占比一致，但整窗重量拼接框梃方案又高于Z字中梃方案。(如表4.1)
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合加工問(wèn)題
不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于加工組裝的要求也是不相同的，用模擬的四種外平開(kāi)窗形式從加工工藝所涉及的問(wèn)題做對(duì)應(yīng)分析。
5.1 轉(zhuǎn)接框安裝在開(kāi)啟側(cè)
轉(zhuǎn)接框安裝在開(kāi)啟側(cè)是比較常規(guī)的外平開(kāi)窗應(yīng)用方案(見(jiàn)圖4.2)，分析它的加工特點(diǎn)及相關(guān)注意事項(xiàng)。從材料利用方面考慮，一般固定位置大于開(kāi)啟位置，所以轉(zhuǎn)接框安裝在開(kāi)啟側(cè)可以節(jié)省材料。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上考慮，固定側(cè)為常規(guī)邊框/中梃加扣條結(jié)構(gòu)，而開(kāi)啟側(cè)增加了轉(zhuǎn)接框需注意轉(zhuǎn)接框的排水通道設(shè)置，由轉(zhuǎn)接框外側(cè)引流至邊框外側(cè)再由排水孔排出腔外。而排水孔的設(shè)計(jì)也從一定程度上破壞了結(jié)構(gòu)氣密性，所以轉(zhuǎn)接框與邊框連接的氣密性設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
5.2 轉(zhuǎn)接框安裝在固定側(cè)
轉(zhuǎn)接框安裝在固定側(cè)方案一般采用形式為開(kāi)啟側(cè)較大，固定側(cè)較小時(shí)(見(jiàn)圖4.3)。這樣配置方案既可以提高材料利用率也可以一定程度上增加整窗采光面積。同轉(zhuǎn)接框安裝在固定側(cè)與開(kāi)啟側(cè)排水通道設(shè)置方法一致，同樣需注意轉(zhuǎn)接框與邊框/中梃連接位置的氣密性設(shè)計(jì)。
5.2 拼接框梃
拼接框梃方案在實(shí)際應(yīng)用較少，主要原因就是加工比較復(fù)雜(見(jiàn)圖4.4)。因?yàn)樾枰捎猛ㄓ每蜩杞Y(jié)構(gòu)加工成框架體系，根據(jù)開(kāi)啟和固定的分格按照懸臂方向做相應(yīng)拼接。這種產(chǎn)品方案在批量加工時(shí)會(huì)增加較多拼接打螺釘?shù)墓ば颍^多的拼縫破壞了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的完整性，容易造成漏水、漏氣問(wèn)題從而破話(huà)整窗氣密性與水密性影響整窗性能。
5.3 Z字中梃
Z字中梃的方案應(yīng)用可以很大程度上節(jié)省材料以及降低開(kāi)啟與固定位置的看面尺寸(見(jiàn)圖4.5)。Z字中梃的應(yīng)用主要難度在加工工藝，因?yàn)椴捎肸字中梃結(jié)構(gòu)等于把開(kāi)啟側(cè)邊框與固定側(cè)邊框翻轉(zhuǎn)，這樣固定與開(kāi)啟分界位置邊框需斷開(kāi)，邊框固定側(cè)與開(kāi)啟側(cè)均與Z字中梃相連。這種連接工藝增加了邊框與中梃連接拼縫，且破壞了整體橫/豎邊框的連貫性，連接組裝工藝控制不到位極易造成整窗氣密、水密的喪失。
6 外平開(kāi)窗安裝
鋁合金門(mén)窗行業(yè)內(nèi)經(jīng)常聽(tīng)到“三分制作七分安裝”的說(shuō)法，不探究說(shuō)法的正確與否，但可以看出門(mén)窗的上墻安裝至關(guān)重要。安裝的工藝工法有多種多樣，根據(jù)不同建筑類(lèi)別、不同項(xiàng)目要求等，可分為：干法安裝、濕法安裝、外掛式安裝、洞口內(nèi)安裝(內(nèi)嵌式、半內(nèi)嵌式)等。從上文提到的四種外平開(kāi)窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法來(lái)看，對(duì)安裝的影響有哪些。常規(guī)采用附框的安裝方式，窗框下方與結(jié)構(gòu)安裝關(guān)系較大，不同結(jié)構(gòu)需考慮窗框與附框的穩(wěn)定連接。常規(guī)產(chǎn)品方案為轉(zhuǎn)接框在開(kāi)啟側(cè)，這樣四周邊框小面在室內(nèi)側(cè)邊框大面在室外側(cè)。轉(zhuǎn)接框在固定側(cè)時(shí)四周邊框大面在室內(nèi)側(cè)邊框小面在室外側(cè)，這樣需注意邊框與附框的有效連接以及固定位的排水設(shè)計(jì)。拼接框梃邊框四周為相同邊框，是通過(guò)改變拼接懸臂來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，所以對(duì)安裝方法無(wú)影響。Z字中梃因開(kāi)啟側(cè)與固定側(cè)邊框翻轉(zhuǎn)，影響門(mén)窗安裝調(diào)整件的選配因邊框小面及邊框大面在固定側(cè)和開(kāi)啟側(cè)翻轉(zhuǎn)，這樣不能保證槽口的完整性這樣且破壞了邊框上下的完整性，容易造成滲水、漏水現(xiàn)象。
7 結(jié)論
通過(guò)結(jié)構(gòu)類(lèi)型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合加工、外平開(kāi)窗安裝綜合分析可得。四種方案優(yōu)缺點(diǎn)明顯。拼接框梃與Z字中梃產(chǎn)品方案的應(yīng)用可以提高材料的利用率，并且減小外平開(kāi)窗開(kāi)啟側(cè)與固定側(cè)中間轉(zhuǎn)換尺寸，提升采光通透性。但缺點(diǎn)就是加工工藝復(fù)雜且不可控，容易影響整窗產(chǎn)品性能。采用轉(zhuǎn)接框方案雖然一定程度上造成材料使用以及看面尺寸的增加，但可以有效保證整窗性能，簡(jiǎn)化加工工藝。所以根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用選擇不同的外平開(kāi)窗結(jié)構(gòu)類(lèi)型以對(duì)應(yīng)不同的產(chǎn)品需求才是正確的選擇。
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作者單位：北京和平鋁業(yè)有限公司
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