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2018-11-14 14:45:07 | 分类:默认分类 | 标签:

       提高建筑门窗气密性能主要表现在PVC建筑门窗本体的气密性控制、门窗与墙体衔接部位的密封处理两个方面,接下来我们将详细地展开分析,尤其是对如何提高建筑用PVC门窗的上的气密性问题进行分析,并提出相应的解决办法。

  一、门窗本体气密性

  PVC建筑门窗本体气密性不佳的原因主要是由于门窗在设计、制作过程中的问题导致完成后的门窗在荷载的作用下产生变形,或由于选择密封材料的不佳,导致门窗密封性能下降等造成的。

  众所周知,PVC门窗的设计、制作及安装是一个系统工程,接下来我们将就建筑用PVC门窗在设计、选材、制作等环节做详细地讨论,分析和解决门窗本体的气密性不佳问题。

  1、门窗设计

  PVC门窗设计,是确保建筑门窗系统的各项性能,满足建筑设计各项功能要求的重要环节。是整个门窗系统制作、安装的前期工作,决定了PVC门窗的最终性能、风格、材料、制作、安装工艺以及成本,所以,其作用不应小视。我们今天只讨论其中与气密性相关的环节。

  当前,大多的门窗公司在门窗前期设计是只局限于窗型分隔、五金品牌选择等基本的方面,而对于关键的诸如影响门窗使用功能及安全功能的抗风压强度校核和水密性校核等方面,只是简单地凭经验判断,这样容易造成项目中的门窗安全性以及防雨水渗漏性能处于失控状态,一旦受到荷载,将可能产生较大损失。

  1) 静态强度校核

  PVC门窗的静态校核是确保门窗构件在遭受风压时的变形量在安全的范围内,以保证门窗的个性功能(包括气密性及水密性)符合要求。静态校核主要包括门窗构件的抗风压校核、挠度校核及联接部分强度的校核等。

  目前,国内的校核方式可以按照JG/T 140-2005《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗》的附录D,作用在门窗上的风压强度可按照GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》来确定。

  2) 联接部分校核

  联接部分的校核是确保PVC门窗联接部位的构件及紧固件在遭受风压或固定荷载时的性能在安全范围内。

  联接部分校核包括中梃与窗框间的联接校核(焊接处的剪切应力验算),若采用螺接方式应验算联接紧固件的剪切应力;同时,对于组合窗的联接部分应对联接紧固件进行剪切应力校核,若构件上同时遭受固定荷载,应同时校核联接紧固件的承压应力或抗拉承载力。

  我们可以按照JG/T 140-2005《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗》的附录D.6.2小节来进行验算。

  3) 型材系统的选择

  PVC型材系统的确定从大方向上确定了PVC门窗的开启功能及各项性能,以及门窗的材料成本。所以,针对不同的要求我们应合理地选择型材系统,实现经济高效。

  目前,国内的PVC门窗型材系统主要以欧式的系统居多,而欧式系统中主要分为推拉窗和平开窗(如图1)。针对门窗本体的气密性能,经过国内大量的检测数据比较后发现,通常情况下,平开窗的气密性能及抗风压性能要优于推拉窗。所以,在高层建筑、高风压地区或沿海建筑的门窗,平开窗系统将比推拉窗系统更具优越性。

  另外,对于一些节能要求较高的项目,也可以配置节能遮阳卷帘系统来提高门窗整体的密封性能。选择时应注意,分体式卷帘和门窗在衔接部位容易产生缝隙,尤其是采用皮带驱动的分体式卷帘须在墙体或门窗型材上钻孔,影响整体气密性能及其他性能。瑞好设计有一体化节能遮阳卷帘及门窗系统(如图2),能显著提高门窗气密性及其他 各项性能。

  4) 门窗五金的选择

  门窗五金是实现门窗开启功能和保证门窗整体性能的重要环节,针对开启部分提高气密性能方面,门窗五金不仅要考虑窗扇的承重、开启形式、开启角度及与型材的配合等基本功能,同时应校核窗扇在受荷载的情况下的锁点数量及强度。

  目前,国内没有针对开启部分五金锁点数量及强度的校核方式,不过我们可以通过窗扇所受的风压强度,以及锁点的数量及强度(可以咨询五金供应商)来确定,或者通过有限元模拟计算来校核。

  此外开启窗扇的锁点布局设计也很关键,国内项目中因考虑成本,通常整个窗扇只在执手侧采用多点 锁五金,加上合页侧一般只能实现整个开启窗扇2侧锁闭,当窗扇 受荷载时,窗扇没有锁点侧容易产生变型,导致气密性能下降。

  此种问题,我们可以通过增配五金转向角、延长杆等措施增加窗扇的锁点,实现窗扇四周锁点均布,来提高门窗开启部分的气密性能。根据现场实际测试结果,增配五金转向角、延长杆等实现窗扇四周均布锁点的空气渗漏性比窗扇四周非均布锁点要提高一个等级。

  2、门窗制作

  PVC门窗制作的材料选择、制作工艺及制作过程的质量监控是确保成品门窗的性能达到设计要求的重要环节,

  1) 密封胶条的选择及安装

  密封胶条的材质、形状及质量是直接影响门窗本体密封效果和使用寿命的重要因素。虽然,其所占门窗的总成本或用量很低,但是针对于门窗的水密性能和气密性能,它有着至关重要的作用。

  目前,国内外密封胶条常用的材质有改性PVC、三元乙丙(EPDM)及硅橡胶等几种,经过国内外的相关测试,其中EPDM材质的综合性能较好,性价比较高。

  选择了好的密封胶条,同时在安装胶条的工艺方面也要非常注意,一般来说,密封胶条在穿放时应连续一整条,联接端应放置在上部中央,并用软胶(EPDM专用胶或丁基胶等)粘接,穿到角部时不能修剪或断开,穿放前应将转角处的胶条槽口彻底清理干净。

  另外,密封胶条的形状及质量是也直接影响门窗本体的密封效果和使用寿命,瑞好作为专业的门窗系统供应商会对每个部位的胶条进行严格的测试,确保胶条的压缩量和密封程度均在最佳状态。对应于不同的门窗系统和玻璃配置,密封胶条的形状和厚度可能会不同,门窗组装者应在加工前咨询门窗系统提供商,若擅自更改密封胶条,将会直接影响门窗本体的水密性能和气密性能。

  3、门窗安装

  1) 门窗固定方式确定

  门窗的固定方式决定了门窗固定后的牢固度和安全性,也是将门窗构件的变形范围约束在安全范围内的重要因素。按照不同的建筑墙体结构以及门窗的设计要求,选择合适的门窗固定方式,是我们应主要考虑的。

  通常来说,国内的建筑门窗洞口一般采用钢筋混凝土、实心砖墙、空心砌块、钢结构等结构;而门窗的固定方式,一般大量采用射钉+固定片、尼龙膨胀螺钉+固定片、穿透式膨胀螺栓等方式。根据国内的门窗安装技术规程以及我们多年的安装经验,我们认为按照下表的(表1)来选择门窗的固定方式,将是安全可靠的,同时能提高门窗构件的抗变形能力,减少门窗因变形带来的气密性下降及渗水问题。

  另需注意的是,对于门窗下框与墙体的联接,我们应采用固定片+尼龙膨胀螺钉的方式,避免破坏型材衬钢腔,减少渗水隐患。

  2) 超长或超高组合窗的密封性处理

  由于PVC门窗的材质决定了,温度的变化将对其外形尺寸产生一定的影响,即热膨胀因素,所以,我们在设计、制作及安装超长或超高门窗时应考虑到材料膨胀因素,避免由与膨胀因素,门窗与墙体结构间产生缝隙,或组合拼接部分产生缝隙,导致气密性下降等问题。

  虽然,现在大部分的门窗与墙体间都采用了填充PU发泡剂的安装方式,但是通常这一间隙都在20~30mm之间,并且由于洞口的施工精度,更多情况下实际间隙都在10~40mm之间,如果设计成超大或超宽门窗,那么微量的间隙将会使材料产生变形,导致水汽进入。

  由此可见,我们设计、制作及安装在宽度或高度 >3500mm的门窗时应考虑膨胀收缩因素,我们可以在设计中加入伸缩式联接结构(图4)来解决这个问题。

  3) 组合窗拼接处密封处理

  对于组合窗的拼接部位,密封处理是基本的也是关键的,处理方式或处理的范围不正确,也会导致拼接部位产生气密性下降或渗水问题。

  通常在国内的组合窗平行拼接或转角拼接部位我们会采取表面注胶密封,而此种方式将导致室外侧胶体长期地直接处于阳光的紫外线照射、雨水侵蚀和温度变化等因素的作用下,胶体的使用寿命和粘结的有效性将大大降低。

 根据国外在处理拼接缝隙的经验,我们认为组合门窗拼接部位采用内注胶的密封形式将更为有效、可靠和安全。

  4) 门窗安装后五金件调试

  门窗安装后的五金件调试是确保门窗的使用功能和各项性能与设计状态一致的环节,门窗安装后可通过五金件的调试,使门窗的各项性能处于最佳状态。

  目前,大多的建筑门窗在安装后均忽略了这个重要环节。我们知道,每一个单独的门窗,要经过多道工序才能最终安装到相应的建筑洞口上;由于历经多道工序后各个门窗在安装完后所处的状态各不相同,所以我们应根据具体的情况调试五金件,使每个门窗能达到设计时的最佳状态;尤其是,五金件的调试可以确保门窗开启部分的密封性,提高门窗本体的气密性及其他各项性能。

  二、门窗与墙体的衔接处理

  PVC门窗与墙体的衔接部分密封性不佳的原因主要是由于门窗在密封性设计、安装过程中的问题,或由于选择密封材料的不佳,导致密封性能下降等造成的。

  接下来我们将就PVC建筑门窗密封性方案设计,以及安装前的基础处理等环节做详细地讨论,分析和解决门窗与墙体衔接部分的密封性不佳问题。

  1、门窗安装前的基础处理

  门窗安装前的基础处理包括了安装洞口的尺寸控制,是确保门窗与墙体衔接部分密封性的重要基础工作。

  目前,国内的门窗工程项目上大多都简单地复核一下门窗洞口的尺寸;更有甚者,连洞口尺寸也不复核,直接安装完门窗后在用砂浆填补空隙,导致众多项目中的门窗在工程验收时外表光鲜亮丽,符合规范要求,一段时间后密封失败。

  对于门窗安装前的基础处理工作,我们认为施工队伍在安装门窗前必须严格按照国家标准校核洞口尺寸,若有超差应立即与土建方协调修整。对于高层建筑,以及经常遭受台风地区的建筑尤为重要。

  2、不同墙体的衔接处理

  当前,国内建筑的墙体结构丰富多样,针对于不同的墙体结构,门窗与其衔接部分的设计和施工应进行相对调整,以确保最佳的密封水效果。

  按照国内建筑节能的趋势,采用外墙保温的墙体结构所占比例越来越多,而无外墙保温的的墙体将逐渐减少,轻钢结构等主要运用于少量的工业厂房等特殊需求建筑。下面主要给大家介绍几种常用墙体结构的衔接部位密封处理方案。

  1) 无外墙保温墙体衔接方案

  此种方案建议在高层建筑、沿海建筑及风压强度较高部位的门窗增加内部注胶密封,可以有效地延长密封性。

  2) 带有窗台材料的衔接方案

  此种方案利用窗台辅助型材扩大密封范围,结合整体的窗台板材料以及内部EPDM膜形成整体坚固的门窗密封系统,施工完成后使门窗与建筑间形成一个整体的密封体系(如图10),门窗系统的整体密封性能性能将得到充分加强!

  带有窗台材料的放雨水方案适合各种恶劣气候,高风压、集中降水及台风侵袭地区的门窗,可以有效地延长门窗整体密封性能及防渗水能力。

  对以上方案比较后我们可以看到,带有窗台材料的整体式门窗与建筑衔接方案的密封性能效果更好,更安全,密封的寿命也更长,这将是建筑门窗与墙体衔接处理的趋势。

  综上所述,提高PVC建筑门窗的气密性是一个系统的工程,我们应在施工前对PVC建筑门窗的设计、选材、制作、安装及门窗与墙体衔接方案等环节做详细地讨论,具体情况具体对待,分析、确定制作及综合施工方案,这样才能确保门窗的气密性能达到最佳!


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