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摘要:本文依据作者阅历,从设计一般的原理,建筑节能相应要求及对门窗设计时的有关尺寸的确定,大样及构造的合理性进行分析。
主题词:PVC塑料门窗设计门窗立面构造
设计的一般原理
现代建筑中,门窗的设计思想要遵循肯定的原则和规范,以符合人们正常的生活****惯,而不能只为求新求异,忽视人们的正常需求。在常规功能要求下,窗的设计要考虑其采光面积比例,使建筑得到充分的自然采光,从而可节省能源的消耗,并制造舒适的室内环境。门的设计首先要满足人的进出,所以门的尺寸必需满足人员通行的正常要求;其次,在建筑立面上的门的尺度,与建筑的体量产生自然对比,要做到两者的比例、尺度协调,以符合人的心理感受和视觉感觉。现代高层建筑,垂直界面的体量加大,使门在设计上有了新的要求,设计者往往将门的尺寸在视觉上加大,使其与建筑本体尺度和谐。值得一提的是,虽然在现代建筑中,全玻璃的门形式具有了开敞光明的效果,但同时也淡化了室内外空间的界面,从而产生了肯定的视觉干扰。为了给人以提示,在设计全玻璃门时,往往需在适当的视觉高度接受即时贴、幻彩线、磨砂玻璃,或者直接用图案花纹加以装饰,给人明确的视觉感。
在一般的住宅室内中,对门窗的设计要求包括分户门应向内开启,并应在构造上实行防卫措施,各部位门洞口的尺寸应符合《建筑模数协调统一标准》的规定,面临走廊的窗应避开视线干扰,向走廊开启的窗扇不应阻碍交通。底层外窗、面临走廊和屋面的窗户,,宜实行防护措施。,应有防护措施,但在窗外有阳台的不受此限制。在建筑中,门窗的材料、尺寸、功能和质量等要求应符合国家建筑门窗产品综合标准的规定。
在一般建筑中,门的设计要符合以下几点要求:
、牢固耐用;
,推拉门应有防脱轨的措施;
玻璃;
、电动门和大型门的邻近应另设一般门;
,不应影响走道及楼梯平台的疏散宽度。
在一般建筑中,窗的设计要符合以下几点要求:
、平安和易于清洁;
,如接受外开窗,则需有坚固窗扇的措施;
,其底面高度不低于2m。
,应实行防护措施。
在现代建筑门窗的设计中,还应留意尽量削减门洞、窗洞的规格和门窗的类型,要考虑门的标准化和互换性,同时为工厂制作制造有利条件,并应符合《建筑模数协调统一标准》的规定。
建筑门窗设计文件中,应注明外门窗抗风压性能、气密性能和水密性能指标值,必要时还应注明门窗保温性能和隔声性能指标值。门窗设计应考虑防盗及防蚊蝇措施。建筑门窗设计应依据建筑物所在地的气候、环境等具体条件和建筑物的功能要求合理确定塑料门窗的建筑立面和外观效果,并明确塑料门窗的各项性能指标、开启形式、外观颜色等有关设计要求。
《民用建筑设计通则》GB50352对门窗的设计作了最基本的规定。门窗的材料、尺寸、功能和质量等应符合使用要求,并应符合建筑门窗产品标准的规定;门窗的配件应与门窗主体相匹配,并应符合各种材料的技术要求;应推广应用具有节能、密封、隔声、防结露等优良性能的建筑门窗。门窗加工的尺寸,应按门窗洞口设计尺寸扣除墙面装修材料的厚度,按净尺寸加工。门窗与墙体应连接坚固,且满足抗风压、水密性、气密性的要求,对不同材料的门窗选择相应的密封材料。窗扇的开启形式应便利使用,平安和易于修理、清洗;当接受外开窗时应加强坚固窗扇的措施;开向公共走道的窗扇,其底面高度不应低于2m;,应实行防护措施,;防火墙上必需开设窗洞时,应按防火规范设置;天窗应接受防裂开伤人的透光材料;天窗应有防冷凝水产生或引泄冷凝水的措施;天窗应便于开启、关闭、固定、防渗水,并便利清洗;,应实行防护措施;低窗台、凸窗等下部有能上人站立的宽窗台面时,贴窗护栏或固定窗的防护高度应从窗台面起计算。外门构造应开启便利,牢固耐用;手动开启的大门扇应有制动装置,推拉门应有防脱轨的措施;双面弹簧门应在可视高度部分装透亮平安玻璃;旋转门、电动门、卷帘门和大型门的邻近应另设平开疏散门,或在门上设疏散门;开向疏散走道及楼梯间的门扇开足时,不应影响走道及楼梯平台的疏散宽度;全玻璃门应选用平安玻璃或实行防护措施,并应设防撞提示标志;门的开启不应跨越变形缝。
建筑节能门窗的设计
节能是当前建筑的一大主题,门窗的设计对建筑的节能也尤为重要。
我国幅员宽广、地域宽敞且区域性气候各异,国家标准GB50176《民用建筑热工设计规范》所划定的“全国建筑热工设计分区”,按其主辅指标分为寒冷地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区及温存地区。随着国民经济的高速增长和人民生活水平的提高,一些传统概念上的非采暖地区或建筑设计不考虑接受空调措施的地区的城镇居民,近年来利用空调自行解决室内热环境的现象日益普遍。然而由于建筑设计对保温隔热重视不够或标准偏低,或是由于片面强调降低造价和减轻结构自重而使其围护结构包括门窗设置的热工性能多有不足,故而在较大范围内的采暖、空调等能源消耗的急剧上升,无疑会阻碍社会经济的进展,且不利于环境爱护。
依据国家标准GB50176的规定,建筑热工设计应符合以下基本要求。
1、冬季保温设计要求
建筑物宜设在避风和向阳的地段。
建筑物的体形设计宜削减外表面积,其平、立面的凹凸面不宜过多。
居住建筑,在寒冷地区不应设开敞式楼梯间和开敞式外廊;在寒冷地区不宜设开敞式楼梯间和开敞式外廊。公共建筑,在寒冷地区入口处应设门斗或热风幕等避风设施;在寒冷地区出入口处宜设门斗或热风幕等避风设施。
建筑物外部窗户面积不宜过大,应削减窗户缝隙长度,并应实行密闭措施。
外墙、屋顶、直接接触室外空气的楼板和非采暖楼梯间的隔墙等围护结构,应进行保温验算,其传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻。
当有散热器、管道、壁龛等嵌入外墙时,该处外墙的传热阻应大于或等于建筑物所在地区要求的最小传热阻。
围护结构中的热桥部位应进行保温验算,并实行保温措施。
寒冷地区居住建筑的底层地面,在其周边肯定范围内应实行保温措施。
围护结构的构造设计应考虑防潮要求。
2、夏季防热设计要求
建筑物的夏季防热,应实行自然通风、窗户遮阳、围护结构隔热和环境绿化等综合性措施。
建筑物的总体布置,单位的平、剖面设计和门窗的设置,应有利于自然通风,并尽量避开主要房间受到东西向的日晒。
建筑物的向阳面,特殊是东、西向窗户,应实行有效的遮阳措施。在建筑设计中,宜结合外廊、阳台、挑檐等处理方法达到遮阳目的。
屋顶和东西向外墙的内表面温度,应满足隔热设计标准的要求。
为防止潮霉季节湿空气在地面冷凝泛潮,居室、托幼园等场所的地面下部宜实行保温措施或架空做法,地面的面层宜接受微孔吸湿材料。
3、空调建筑热工设计要求
空调建筑或空调房间应尽量避开东西朝向和东西向窗户。
建筑物外部窗户当接受单层窗时,;当接受双层窗或双层玻璃窗时,。
向阳面,特殊是东西向窗户,应实行热反射玻璃、反射阳光涂膜、各种固定式和活动式遮阳等有效的遮阳措施。
建筑物外部窗户的气密性等级不应低于现行国家标准,GB/T7107《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》规定的Ⅲ级水平。
建筑物外部窗户的部分窗扇应能开启;当有频繁开启的外门时,应设置门斗或空气幕等防渗透措施。
围护结构的传热系数应符合现行国家标准,GBJ19《采暖通风与空气调整设计规范》规定的要求。
间歇使用的空调建筑,其外围护结构内侧和内围护结构宜接受轻质材料;连续使用的空调建筑,其外围护结构内侧和内围护结构宜接受重质材料。围护结构的构造设计应考虑防潮要求。
4、窗户面积的节能规定
当外墙传热阻达到按规范要求的计算方法确定的最小传热阻时,;(单层窗)(双层窗);。
当建筑设计需要增大窗墙面积比或实际接受的外墙传热阻大于按计算确定的最小传热阻时,所接受的窗墙面积比和外墙传热阻,应符合转变GB51760《民用建筑热工设计规范》中
“附录五”(窗墙面积比与外墙允许最小传热阻的对应关系)的规定。
GB50368—2005《住宅建筑规范》规定:卧房、起居室(厅)、厨房应设置外窗,窗地面积比不应小于1/7。住宅应能自然通风,每套住宅的通风开口面积不应小于地面面积的5%。
GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》建筑每个朝向的窗(包括透亮幕墙)。当窗(包括透亮幕墙),玻璃(或其它透亮材料)。当不能满足本条文的规定时,必需按GB50189—。当某栋建筑单一朝向的窗墙面积比超过70%时,(借助专用计算机程序)才能证明该栋建筑是否符节能设计标准提出的要求。不能用透亮幕墙与非透亮幕墙面积加权法求得的传热系数来推断。夏热冬暖地区、夏热冬冷地区的建筑以及寒冷地区中制冷负荷大的建筑,外窗(包括透亮幕墙)宜设置外部遮阳。外部遮阳的遮阳系数按GB50189-2005附录A确定。外窗的可开启面积不应小于窗面积的30%;寒冷地区建筑的外门应设门斗,寒冷地区建筑的外门宜设门斗或应实行其他削减冷风渗透的措施。其他地区建筑外门也应实行保温隔热节能措施。外窗的气密性不应低于《建筑外窗气密性能分级及其检测方法》GB/T7107规定的4级。
建筑外窗的节能改造:对原有的窗户(包括阳台门),应进行气密性能检查或抽样检测。当不能满足GB/T7107有关规定指标的要求时,应对原窗进行更新或改造。寒冷地区的原有单玻窗宜改造成双玻窗;寒冷地区的原有双玻窗宜改造成三玻窗,或是在原窗的一侧另外再装设一樘保温性能好的新窗。窗墙间隙的处理:对于窗框与墙体之间的缝隙,宜接受高效保温气密材料加弹性密封胶封堵。
门窗尺寸的确定
关于PVC—U门窗的最大尺寸和最小尺寸的确定,虽然GB5824—86对建筑门窗洞口尺寸标准系列作了规定,但没有对每个洞口尺寸装什么样的门窗作限制,对不同的材质、不同断面外形的PVC—U异型材所能做的最大尺寸和最小尺寸的单樘门或窗也是不同的。所以在依据建筑门窗洞口确定门窗尺寸时应考虑以下问题:
(1)平安
平安问题是首要考虑的因素,假如设计抗风压强度不能满足,将不能保证门窗安装后的平安。不同地区、不同建筑物不同高度的风压值不同。要求门窗的抗风压也不同。不同断面的PVC型材其惯性矩等性能均不同,材料的选择就是关键,一般应通过计算确定。
(2)变形
做太大的门窗,其变形就明显。大洞口门窗通过确定其尺寸,应考虑可能达到的变形范围。实行必要的措施,缩小因变形会带来的产品质量问题。
(3)可操作性
依据洞口,所确定的门窗过大受加工设备、原材料影响,以及在贮存、运输和安装过程的影响。
(4)存在性
所设计尺寸的门窗,其尺寸范围内的相关配套材料是否受制约。不要设计出在市场上买不到或很难找到的材料。
对于(3)、(4)建筑师一般考虑很少,假如存在这样的问题,应与建筑师、业主即时沟通并确立合理方案。
门窗大样及立面设计
建筑外门窗立面设计,应依据自然采光、自然通风设计的要求和建筑工程保温性能要求的窗墙面积比等综合因素合理确定。门窗的分格尺寸,应依据门窗构件和玻璃构件的结构设计、开启扇允许最大高度、高度尺寸和门窗的物理性能要求等综合确定。
门窗大样在建筑施工图设计完成后,以完成大样的设计。但专业厂家依据原建筑设计进行可行性等方面进行分析,部分大样可能由我们进行了修改,其结果要经过原设计的确认。
门窗立面设计一般都是按标准图集进行的。我们设计时应考虑以下方面;建筑外门窗立面设计,应依据自然采光、自然通风设计的要求和建筑工程保温性能要求的窗墙面积比等综合因素合理确定。
门窗的分格尺寸,应依据门窗构件和玻璃构件的结构设计、开启扇允许最大高度、高度尺寸和门窗的物理性能要求等综合确定。
门、窗框尺寸由建筑设计图上门、窗洞口尺寸打算。其实际尺寸必需略小于洞口尺寸,否则门、窗框难以装进洞口中去。依据《塑料窗基本尺寸公差》(GB12003—89,)的规定,门窗外形尺寸的公差为±~≤±4mm。建筑物墙体上的洞口尺寸也有肯定公差,通常±5mm~≤±10mm。考虑门、窗框与洞口各自加工偏差,通常将门、窗框的名义尺寸规定得比洞口尺寸单边小。一般抹面的内外墙体洞口,门、窗框的名义尺寸规定得比洞口尺寸单边小15mm。假如外墙面是清水墙,洞口以一般砂浆抹面,则门、窗框的名义尺寸可以比洞口尺寸单边小
10mm;假如墙体是彩钢隔热夹芯板,则门、窗的名义尺寸可以比洞口尺寸单边小5mm,由于这种墙体上的洞口可以做得与门、窗框尺寸精度大体相当;建筑外墙表面贴陶瓷锦砖、瓷砖或大理石板等饰面材料,则门、窗框的名义尺寸比洞口尺寸单边小20mm、25mm,甚至更多,以免饰面层最终将门、窗框埋入过多,影响排水缝排水或者窗、门扇的开关运作。
门窗的立面开启构造形式(如外平开、推拉、上悬、手摇平开、提拉、内平开下悬等)、开启面积比例和安装形式,应依据各类建筑物的使用特点具体确定,必需满足房间自然通风的要求,并保证使用、清洁、修理的便利性和平安性。建筑外窗(包括阳台门)的可开启面积满足相应规范.
我们的设计应尽可能地不转变原建筑风格,除非业主另有要求时,我们应满足国家规范、规定的同时按业主要求进行设计。
符合人性化理念。设计的门窗其开启形式、开启方向以及开启扇的位置、执手的高度、防护措施等应依据建筑用途区分开来设计,如居住建筑、学校、影院、厂房等不同功能的建筑对门窗功效和开启等均有不同的要求。应考虑门窗的使用与其它环境的关系,如门窗开启是否与室内布置冲突,占用有效的使用空间等,我们的设计应更适合使用者的使用。
全部设计应满足相关规范标准、法律规定、地方文件要求和功能要求,其受力、平安等均符合要求。如高层建筑不应设计外平开窗,其平安性能差等。
设计的大样应考虑加工和施工等方案性;设计方案还应考虑其造价等商务因素。
标准窗型的设计较简洁,任何一家型材都能满足要求。如下图1为1500×1800标准窗洞口门窗的立面设计。
A推拉窗B平开窗
图1标准窗立面大样图
组合窗的设计,组合窗包括槽向组合、竖向组合、复合组合及门联窗等。
组合窗就是由两樘以上的门窗通过连接而成的一组门窗。设计组合窗时首先应考虑能否满足建筑物的抗风压强度,拼接的伸缩变形量、联接材料和联接方法。
横向组合的窗称“带形窗”。如图2。这样组合其长度不受限制,多用于礼堂、厂房等场所。对于门称“组合门”,如图3。
图2带形窗立面大样图
竖向组合窗又称“条形窗”。这种窗多用于楼房的楼梯间、或个别公建中,开启形式多为上悬窗或内倾窗,见图4。
复合组合窗是因洞口较大,或其立面分别格及开启形式较简单,未满足该窗型,其组合既有横向组合,又有竖向组合,而接受条形窗或带形窗不能满足要求时使用。这种窗子在建筑上使用很多。如图5所示。
图4条形窗立面大样图
图3组合门立面大样图
图5复合组合窗立面大样图
门联窗是指门窗组合。门联窗多用于阳台,门联窗中门都带门槛,依据门和窗的位置分为左门右窗、右门左窗、中门双窗。门窗联也有合落地形式。如图6所示。设计门窗当有下亮时或门窗最下框距室内地面小于1100mm时,应考虑防护措施,设计下亮框或横梃应不于防护设施相互影响。相关部分应分别执行相关标准规范。
(a)(b)(c)
(a)左门右窗;(b)右门左窗;(c)中门双窗
图6门联窗立面大样图
有多处转角的简单组合窗,应画出平面图,以更清楚的表达出平面的位置关系以及对应的视图关系。
构造设计
构造设计即为节点设计,包括组织构造、安装节点的处理。如图7为某平开窗一处构造节点图。在构造设计中要求对构造方法、材料及型号、构造尺寸、技术要求等进行全面绘制和标注。图8为一工程安装节点设计。
构造设计应考虑其成窗的性能,如水密性,其设计应按等压原理,设计排水系统。组合考虑合式的联接设计,如图9为某带形窗拼装节点图。
组合窗或门联窗比单樘窗更简洁发生雨水渗漏问题,渗漏通过在两个空框的水平联接缝上较为严峻,条形窗最易发生。加实行加垫密封条或打密封胶方式处理。其组合窗过多安装后积累伸缩量大,其两端的弹性联接和相邻两窗框之间联接型材设计要留有伸缩余量,并同时要保证密封严实。
第六节给出常用固定、推拉、平开门窗的基本立面参照图和基本构造图。