程先勝

隨著城市土地資源的稀缺、建筑業(yè)的飛速發(fā)展，越來越多的超高層建筑林立在繁華都市，成為城市發(fā)展速度的標(biāo)志。作為大廈的眼睛－門窗也就越來越高、越來越亮了，特別是塑料門窗，以其超強(qiáng)的視覺沖擊性、優(yōu)良的使用性能、較高的性價(jià)比，令人們對(duì)她青睞有加，成為建筑門窗中的佼佼者。但仍有少部分人對(duì)塑料門窗能否應(yīng)用于高層產(chǎn)生質(zhì)疑，為此我們做了詳細(xì)的調(diào)查研究，重點(diǎn)考察了塑料門窗在主要城市超高層建筑中的應(yīng)用情況，諸多實(shí)地工程案例證明塑料門窗可以很好的應(yīng)用在超高層建筑中。從各項(xiàng)技術(shù)、性能、工藝進(jìn)行細(xì)致分析，通過理論與實(shí)踐的科學(xué)結(jié)合，已形成整套完備可靠的技術(shù)方案。

1 超高層建筑應(yīng)用塑料門窗特點(diǎn)

1.1很高的抗風(fēng)壓強(qiáng)度

強(qiáng)度指標(biāo)是對(duì)塑料門窗的一個(gè)最主要的指標(biāo)，超高層建筑應(yīng)用的塑料門窗所具有的強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，主要從門窗自身強(qiáng)度和門窗與洞口連接強(qiáng)度兩方面保證。

1.2較強(qiáng)的視覺沖擊力

超高層建筑一般都是當(dāng)?shù)氐牡貥?biāo)性建筑，應(yīng)具有很好的外觀效果，門窗是建筑物的眼睛，應(yīng)做好畫龍點(diǎn)睛的作用。

1.3高標(biāo)準(zhǔn)的節(jié)能性能

超高層建筑由于高度原因，承受的風(fēng)壓較大，空氣對(duì)流強(qiáng)度大，熱交換多，對(duì)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能性能要求很高，塑料門窗應(yīng)采用適當(dāng)?shù)呐渲?，保證密封和保溫的性能指標(biāo)，達(dá)到整體的節(jié)能要求。

1.4達(dá)標(biāo)的防水性能

防水性是對(duì)超高層建筑物外窗的又一關(guān)鍵指標(biāo)，塑料門窗應(yīng)采用設(shè)計(jì)防水、結(jié)構(gòu)防水、工藝防水等措施，達(dá)到良好的防水性能。

1.5先進(jìn)的新功能應(yīng)用

超高層建筑的地標(biāo)性決定了建筑本身具有較高的檔次，塑料門窗要用先進(jìn)技術(shù)的新功能來符合高檔次的要求，如智能開啟、智能遮陽、智能通風(fēng)、智能防盜等功能。

1.6抵御側(cè)擊雷能力

超高層建筑應(yīng)用的塑料門窗應(yīng)具有良好的抵御側(cè)擊雷能力，通過采取必要的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)及工藝措施，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.7整體配套的安裝施工工藝

高層建筑由于工作環(huán)境特殊，需要良好的整體配套安裝施工工藝，主要包括門窗安裝工藝與建筑總體施工，門窗安裝防護(hù)措施與建筑總體施工，門窗二次運(yùn)輸與建筑總體物料運(yùn)輸?shù)鹊钠ヅ鋮f(xié)調(diào)方面。

2 超高層建筑應(yīng)用塑料門窗五金配件技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1外觀方面

2.1.1 適應(yīng)彩色化門窗的外觀需求

超高層應(yīng)用的塑料門窗多以多彩門窗為主，應(yīng)用的五金配件的外觀色彩應(yīng)適應(yīng)。

2.1.2 五金件外露部分應(yīng)具有獨(dú)特美觀的造型

圖1 塑料門窗及五金件外觀效果示意圖

五金件外露部分包括執(zhí)手、合頁、操作柄、裝飾蓋、工藝孔蓋等，從外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面應(yīng)具有獨(dú)特美觀的外形，如圖1中的執(zhí)手設(shè)計(jì)外觀美觀典雅。

2.2節(jié)能性能方面

2.2.1 門窗五金配件節(jié)能

門窗配套件本身的節(jié)能性對(duì)塑料門窗的整體節(jié)能性能有很大的影響，可采取以下措施：

措施1：門窗五金件在保證強(qiáng)度的前提下，盡量選用非金屬材料制作，選用工程塑料、尼龍等非金屬材質(zhì)。

措施2：在需要強(qiáng)度較大，必須選用金屬材料時(shí)，建議在金屬材料表面增加隔熱材料，減小其整體的傳熱系數(shù)，同時(shí)還可起到防腐的功效。

措施3：門窗五金配件外的其它門窗配件一般不需要太大的強(qiáng)度，應(yīng)盡可能選用傳熱系數(shù)小的材料，如密封膠條、工藝連接塊等。

2.2.2 門窗五金配件安裝工藝

門窗五金配件在安裝工藝方面保證塑料門窗的節(jié)能性能主要有以下幾方面：

措施1：門窗配套件安裝螺釘應(yīng)設(shè)計(jì)合理，螺釘是門窗配套件與型材的連接件，螺釘在設(shè)計(jì)中應(yīng)既能保證一定的連接強(qiáng)度，又不能使連接處形成熱橋。

措施2：門窗配套件應(yīng)盡量安裝在不影響塑料門窗自身隔熱系統(tǒng)的位置，門窗配套件應(yīng)適應(yīng)塑料門窗隔熱系統(tǒng)的需要，對(duì)其自身的外形、尺寸等進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，盡量不影響塑料門窗的隔熱系統(tǒng)，滿足塑料門窗的節(jié)能要求。

2.2.3 提高氣密性，間接保證塑料門窗節(jié)能性能

門窗五金配件是影響氣密性的主要構(gòu)件之一，應(yīng)采取有效措施，通過五金件來保證門窗氣密性能：

措施1： 選擇合適的密封膠條的材質(zhì)及型式。常用密封膠條的材質(zhì)主要有三元乙丙、硅橡膠等，一般密封膠條選用三元乙丙、硅橡膠材質(zhì)，有利于提高門窗的密封性能。

措施2：設(shè)計(jì)合理的壓緊力，考慮密封膠條和密封毛條在實(shí)際使用中的具體情況應(yīng)設(shè)計(jì)合理的壓緊力。一般密封膠條壓緊后，壓緊力在60N～80N之間，密封毛條壓緊力在20N～40N之間比較合適。

措施3：設(shè)計(jì)適用的外形結(jié)構(gòu)。密封膠條、密封毛條的外形結(jié)構(gòu)對(duì)塑料門窗的密封效果影響很大，特別是密封膠條，應(yīng)根據(jù)不同的使用位置、不同的材質(zhì)等設(shè)計(jì)適用的外形結(jié)構(gòu)。

措施4：增大密封寬度。試驗(yàn)證明，增加密封寬度會(huì)有效提高門窗的密封性能，一般密封寬度應(yīng)達(dá)到6mm以上（如圖2所示）。

措施5：增加密封層數(shù)量。國(guó)內(nèi)使用的塑料門窗一般為雙道密封，具有較好的密封效果。還可采用三道密封或四道密封設(shè)計(jì)提高成窗后的密封效果（如圖2所示）。

措施6：開啟扇鎖閉系統(tǒng)應(yīng)具有良好的密封性能及耐久性，該系統(tǒng)主要是指保證門窗開啟扇在關(guān)閉狀態(tài)下具有良好氣密性能的五金系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)開啟部位的尺寸、形狀、位置、使用情況等因素設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)。

圖2 塑料門窗密封結(jié)構(gòu)示意圖

2.3強(qiáng)度性能方面

2.3.1 門窗五金配件自身的強(qiáng)度

措施1：通過選擇合適的門窗五金配件材質(zhì)，更好地滿足設(shè)計(jì)要求。

門窗配套件的材質(zhì)是影響門窗配套件自身強(qiáng)度的基礎(chǔ)因素，應(yīng)按照使用位置、承重情況等進(jìn)行選擇。門窗配套件的材質(zhì)選用應(yīng)按如下要求選擇：

碳素鋼：冷軋工藝部件應(yīng)不低于GB/T700、GB/T905中的Q235的要求；冷拉工藝部件應(yīng)不低于GB/T700、GB/T905中的Q235的要求；冷軋鋼板及鋼帶應(yīng)不低于GB/T700、GB/T11253中的Q235的要求；熱軋工藝部件應(yīng)不低于GB/T700、GB/T702中的Q235的要求。

鋅合金：壓鑄鋅合金應(yīng)不低于GB/T13818中的ZZnAl4Cu1Y的要求。

鋁合金：擠壓鋁合金應(yīng)不低于GB5237中的6063T5的要求；壓鑄鋁合金應(yīng)不低于GB/T15115中的YZAlSi12的要求。

不銹鋼：不銹鋼冷軋鋼板應(yīng)不低于GB/T3280中的0Cr18Ni9的要求；冷頂鍛用不銹鋼絲應(yīng)不低于GB/T4232中的1Cr18Ni9Ti的要求；不銹鋼棒應(yīng)不低于GB/T1220中的0Cr18Ni9的要求。

銅：黃銅板應(yīng)不低于H62力學(xué)性能的要求；銅及銅合金棒應(yīng)不低于GB/T4423中的H62的要求。

軸承鋼:軸承鋼應(yīng)不低于GB/T18254中的GCr15的要求；高碳鉻不銹軸承鋼應(yīng)不低于GB/T3086中的9GCr18的要求。

塑料：塑料應(yīng)不低于聚甲醛機(jī)械性能的要求。

措施2：采用良好的門窗配套件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足設(shè)計(jì)要求。

門窗配套件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是影響門窗配套件自身強(qiáng)度的關(guān)鍵因素，應(yīng)根據(jù)配合的型材情況、承重情況等進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。

2.3.2 門窗配套件安裝工藝

門窗配套件的安裝工藝對(duì)整窗的強(qiáng)度具有很大的影響，應(yīng)采取科學(xué)合理的技術(shù)措施保證整窗強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

措施1：窗框與中梃連接采用增強(qiáng)配套件連接。

采用增強(qiáng)配套件連接具有很高的連接強(qiáng)度。特別是平開窗，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，大部分都應(yīng)用中梃，采用該種結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)尤為突出（見圖3）。

圖3 中梃螺接連接結(jié)構(gòu)示意圖

措施2：角部焊接部位應(yīng)用增焊塊或應(yīng)用鋼制連接件。

在超高層建筑物中，較大窗型塑料門窗角部強(qiáng)度單靠PVC型材焊接強(qiáng)度一般是不夠的。應(yīng)在型材焊接的基礎(chǔ)上加以增焊塊（見圖4）或鋼制連接件（見圖5）來提高角部強(qiáng)度，進(jìn)而滿足超高層建筑塑料門窗抗風(fēng)壓強(qiáng)度的需要。

措施3：選用精確度高的安裝設(shè)備。

措施4：通過合理的安裝工藝增強(qiáng)塑料門窗與墻體之間的連接強(qiáng)度。

在超高層建筑的墻體中可加入預(yù)埋板，使用窗框的增強(qiáng)型固定片與預(yù)埋板焊接等方法，提高窗框與墻體之間的連接強(qiáng)度，進(jìn)而增加門窗的抗風(fēng)壓強(qiáng)度。

圖4 角部連接件連接示意圖

圖5 增焊塊焊接示意圖

2.3.3 門窗配套件配置設(shè)計(jì)方面

措施1：五金配件設(shè)計(jì)安裝位置應(yīng)正確，五金件安裝的位置是根據(jù)塑料門窗的實(shí)際風(fēng)格形式及外形尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)在安裝后使五金件受力均衡，不出現(xiàn)局部超大荷載。五金件數(shù)量應(yīng)齊全，承受往復(fù)運(yùn)動(dòng)的配件在結(jié)構(gòu)上應(yīng)便于更換。

措施2：根據(jù)實(shí)際的風(fēng)壓情況，增加窗框與墻體之間的連接件數(shù)量。

措施3：五金配件承載能力應(yīng)與窗扇重量和抗風(fēng)壓要求相匹配。匹配合理應(yīng)主要從以下兩方面考慮：門窗扇自重匹配和門窗扇承受風(fēng)荷載的匹配兩個(gè)方面。

2.4通風(fēng)性能方面

超高層建筑塑料門窗應(yīng)考慮通風(fēng)、隔聲性能，特別是應(yīng)更好的解決通風(fēng)、隔聲與節(jié)能相矛盾的問題，充分發(fā)揮塑料門窗的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)采用節(jié)能型隔聲通風(fēng)窗。該產(chǎn)品具有：隔聲性能優(yōu)良，同時(shí)通風(fēng)性能優(yōu)越；獨(dú)特一體式結(jié)構(gòu)，成窗后具有超強(qiáng)視覺沖擊力：便捷的制作工藝，可快速批量化生產(chǎn)；操作設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔方便，充分考慮人性化因素；很好的綜合性價(jià)比等優(yōu)勢(shì)。其型式包括：自然通風(fēng)手動(dòng)型、自然通風(fēng)自動(dòng)型、動(dòng)力通風(fēng)手動(dòng)型、動(dòng)力通風(fēng)自動(dòng)型等。

措施1：采用通風(fēng)器與開啟扇結(jié)合型式（見圖6）。

措施2：采用單獨(dú)應(yīng)用通風(fēng)器形式等（見圖6）。

2.5遮陽性能方面

超高層建筑的遮陽性能是一個(gè)關(guān)鍵的性能，在具體解決中存在一定的難度，特別是在安裝工藝、使用維護(hù)、綜合經(jīng)濟(jì)性等方面。由于外遮陽產(chǎn)品的強(qiáng)度、安裝性及美觀性不太適合超高層建筑，目前采用的多為內(nèi)遮陽，一般可分為百葉式和卷簾式兩種：百葉式結(jié)構(gòu)材質(zhì)一般為塑料或鋁合金；卷簾式材質(zhì)一般為鋁合金與布簾組成。由于在室內(nèi)存在問題為不需要抵抗外界荷載，只需要滿足自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，遮陽效果比外遮陽產(chǎn)品差些，不具有擋雨功能等。建議采取以下措施：

措施1：結(jié)合超高層建筑的特點(diǎn)應(yīng)用中空玻璃內(nèi)置百葉型式遮陽。

內(nèi)置百葉中空玻璃塑料窗可在工廠一次性裝配完畢，具有安裝簡(jiǎn)捷、使用方便、基本免維護(hù)、壽命長(zhǎng)、綜合性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)。

措施2：采用遮陽型中空玻璃，解決超高層建筑遮陽問題。

2.6智能功能方面

配合高科技電子器材及先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開啟、自動(dòng)防雨、自動(dòng)防盜、自動(dòng)防火等自動(dòng)化功能（見圖7），在本質(zhì)上提升門窗使用的價(jià)值 ，彰顯超高層建筑的高檔次性。

圖6 隔聲通風(fēng)塑料窗示意圖

圖7 智能五金配件示意圖

3 超高層建筑應(yīng)用塑料門窗工程實(shí)例

3.1廈門光明大廈

高度38層（125m），1999年2月～2000年7月建設(shè)，采用實(shí)德60平開窗、77推拉窗，經(jīng)歷多次臺(tái)風(fēng)，最大達(dá)15級(jí)。是國(guó)內(nèi)首個(gè)塑料門窗成功應(yīng)用在超高層建筑工程案例（工程圖見圖8a）。

3.2日本札幌火車站

高度45層（155m），2005年8月完工，實(shí)德108推拉窗，地處日本北海道，多臺(tái)風(fēng)，是日本應(yīng)用塑料門窗最高建筑（工程圖見圖8b）。

3.3鞍山國(guó)際明珠大廈

國(guó)際明珠德博士鑲嵌國(guó)際明珠，鞍地標(biāo)鑄造低碳建筑。鞍山國(guó)際明珠項(xiàng)目由鞍山中財(cái)置業(yè)有限公司開發(fā)，地點(diǎn)位于鞍山前進(jìn)路一號(hào)，47層超高層三角塔式建筑（樓高168米），應(yīng)用實(shí)德歐墅尊典系統(tǒng)窗，致力于打造鞍山城市中央地標(biāo)（在建），是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用塑料門窗最高建筑（工程圖見圖8c）。

圖8 工程實(shí)例圖片

[1]馬玉強(qiáng).門窗配套件對(duì)塑料門窗節(jié)能性能的影響.品牌與標(biāo)準(zhǔn)化.2012.04.15

[2]田志平.門窗配套件對(duì)提高塑料門窗抗風(fēng)壓性能的探討.浙江建筑.2012.10.25

[3]馮偉剛.塑料門窗節(jié)能關(guān)鍵要素探討.門窗.2007.6.20