夏熱冬冷地區高檔節能鋁合金門窗的設計要點

哥本哈根世界氣候大會全稱《聯合國氣候變化框架公約》第15次締約方會議暨《京都議定書》第5次締約方會議，于2009年12月7－18日在丹麥首都哥本哈根召開。來自192個國家的談判代表召開峰會，商討《京都議定書》一期承諾到期后的后續方案，即2012年至2020年的全球減排協議。胡錦濤主席和溫家寶總理在哥本哈根全球氣候峰會上的表態，加快了我國在節能減排方面的前進步伐，2011年3月全國人大審議通過的《國民經濟和社會發展十二五規劃》中將節能減排作為一項十分重要的工作納入規劃之首，足可見節能是大事，處處需落實。鋁合金門窗作為新興的建筑裝飾構件，擔負遮風、擋雨、通風、采光等基本生活功能保障之外，節能日漸被擺上桌面，尤其是最近兩年，各地推廣使用節能門窗的工程不斷增多，國家標準和地方規范逐步完善，使節能鋁窗逐漸成為一種大勢，如雨后春筍，將遍地普及。

筆者2001年開始參與華南地區某大型高檔節能門窗工程設計至今，在鋁合金門窗領域已有十余年設計工作經驗，積累了一些心得體會，現將高檔節能鋁合金門窗設計的要點匯總，供大家共同探討。

一 節能選材

國家《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ134-2010）對外墻鋁窗的傳熱系數作出明確規定，如下表：

由上表可見，鋁窗的傳熱系數K值最大不允許超過4.7【W/（M2·K）】，一般不超過3.2【W/（M2·K）】。按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》JGJ/T151-2008之要求進行計算，一般的單鋁（非斷熱）鋁合金框其傳熱系數K值均大于5.5W/（m2·K），通過與節能玻璃的加權平均，整窗傳熱系數K值很難達到3.2【W/（M2·K）】以下，如采用斷熱鋁合金型材，框傳熱系數K值能達到3.2W/（m2·K）以下，與節能玻璃進行加權平均，比較輕松的滿足節能規范之要求。

以上可見，節能鋁窗的選材，框宜用斷熱型材，玻璃傳熱系數K值最好控制在3.0【W/（M2·K）】以內。

二 節能鋁窗的氣密性

空氣流動傳遞熱量，僅有好的鋁窗材料還不夠，還得有好的構造系統，確保良好的氣密性能，以減少空氣流動帶走的能量損耗。國家《夏熱冬冷地區居住建筑節能設計標準》（JGJ134-2010）對鋁窗的氣密性能作出明確規定：建筑物1～6層的外窗及敞開式陽臺門的氣密性能等級，不應低于國家標準《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》GBT7106-2008中規定的4級；7層及7層以上的外窗及敞開式陽臺門的氣密性能等級，不應低于該標準規定的6級。針對以上要求，對工程中常用的平開和推拉系列設計作如下總結。

（１）平開系列須注意項

1）膠條：平開窗用膠條一般宜用“O”型，EPDM、氯丁或硅橡膠材質，膠條壁厚不宜太厚，控制在0.8～1.2mm左右，SHOREA硬度控制在65±5°，膠條為雙道密封，不宜單道，變形壓縮量控制在0.8～1.2mm，不宜過多或過少（如圖一）。

2）密封膠：玻璃與鋁框縫隙采用硅酮膠密封，不宜采用膠條（特別是窗扇）密封（如圖一）。頻繁的開啟動作或風動效應容易導致膠條松動，甚至脫落，影響鋁窗的使用性能，影響氣密性；如非要采用膠條密封，在膠條形狀設計及裝配過程中須做足功課，并制作樣板經檢測確定可行后方可推廣（如下圖二、圖三）。

3）鎖點：鎖點的數量和布置位置影響鋁門窗的氣密性能。鋁門窗的角部是容易變形的部位，所以鎖點的位置應盡量靠近角部，一般定距為距邊不大于150mm為宜，兩點之間間距>600mm時，宜居中增加一鎖點；對于高度超高（懸窗）或者寬度超寬（平開）的窗扇，應通過轉角器增加鎖點，必要時于執手對稱側扇框設計多個單點鎖，確保整窗的密封性能；從成本或美觀的角度考慮，很多業主選擇平開門用單點舌型鎖閉系統（如圖四），若想提高平開門扇的密封性能，宜采用多點鎖閉系統。

4）合頁：平開門內藏式合頁位須去除部分膠條，影響鋁門的密封性能，宜采用外趴式合頁，以實現外道膠條的連續性，確保密封效果。（如下圖五、圖六）

（２）推拉系列須注意項

推拉系統的氣密性設計讓很多設計師捉襟見肘，筆者曾負責國外某項目高檔鋁門窗工程的設計工作，應對監理提出的推拉門窗高性能要求，總結出推拉系統加強氣密性能的幾點做法：①密封條：膠條密封比毛條密封更加明顯有效（如下圖七），但膠條密封影響門扇的推拉活動性能，是否采用膠條密封須全面權衡利弊。②密封塊：一般的設計師僅僅考慮了推拉扇中間對拼位置的上下密封塊，未考慮到所有推拉扇光、勾企料的上下端部封堵，因此無法保證窗扇密封的連續，直接影響了推拉系統的氣密性能，所有光勾企端部增加封堵能減少空氣進入室內的間隙，是提高推拉系統氣密性能的有效途徑（如下圖八）。③滑輪：上下方與光勾企90°拼接，滑輪置于拼接位，這是大部分鋁窗扇的拼接做法。安裝的滑輪將密封條擋住，無法實現密封條與軌道接觸的連續性，影響密封性能，采用合適的滑輪，不影響密封條的連續密封，有助提高推拉扇的氣密性能。④排水口：排水口在軌道上的位置設計很有講究，不可隨意開設，總的原則是關閉狀態下推拉扇的下方不能設排水口，避免室內外氣體直接流通，影響推拉門窗的氣密性能（如下圖九）。⑤型材：型材45°拼接的推拉扇比90°拼接更容易實現密封的連續性，在設計中盡量采用45°拼接做法有利于提升推拉系統的氣密性能（如下圖八）。⑥提升推拉:提升推拉系統較好的利用了膠條的密封性能，其氣密和水密性能均超出一般推拉系統，非常優良，值得推廣（如下圖十）。

三 高檔鋁窗的設計

如何設計高檔鋁窗，筆者認為可從如下幾個方面著手。

（１）美觀的外形設計

高檔鋁窗首先應該給人一種視覺美觀。１）型材外形美觀、流暢：框、扇型材內外齊平，玻璃壓線圓弧過渡，固定與開啟部分立面同寬，構件線條整齊、干凈等等，讓人感覺非常舒適，協調。２）表面處理方式和顏色的選取：:對于高檔鋁窗，我們在設計中多采用氟碳噴涂深咖啡色、香檳色系或仿木色（木紋轉印工藝）等等對型材進行表面處理。；３）選用高級復合材料：很多業主暢想感受大自然的天然純真，追求鋁窗與室內家居風格的一致，此情可選用鋁木復合材料或其他高級復合材料制作高檔鋁窗。

（２）門窗五金的選用和設計

俗話說，好馬配好鞍，高檔鋁窗也需要高品質的五金系統支撐，筆者認為高檔五金體現在如下幾個方面：１）質感：五金的質感是手感、外觀和制品細節等等帶給客戶的整體感受，高品質的五金在質感方面往往更勝一籌。２）品質：

質感優良的五金必須具備優良的品質，其在材質、工藝、質控等方面更加嚴謹、出色，以確保五金系統的正常使用。３）技術支持和服務：高品質的五金應配備高品質的技術支持和服務，以便其產品能更好的推廣和應用，提前消除五金系統與鋁窗型材的配合問題，同時提供優良的售后服務。

（３）鋁窗的高性能要求：鋁窗的性能主要體現為氣密、水密和抗風壓、節能等性能。高性能是高檔鋁窗的核心表現，光有漂亮的外觀和高品質的五金，沒有高性能的設計很難稱得上高檔鋁窗。經驗表面，型材構造的設計非常重要，歐標槽、等壓強、排水孔等構造措施的合理布局和設計可有效提升鋁合金門窗的綜合性能。

綜上所述，高檔節能鋁窗的設計制作是一項復雜的系統工程，牽涉到方方面面，須綜合權衡，周全考慮。

參考文獻

[１]《鋁合金門窗》（GBT8478-2008）、《建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法》（GBT7106-2008）、《居住建筑節能設計標準》、《公共建筑節能設計標準》等等。