塑钢门窗设计说明

大连第三人民医院二院宗地项目塑钢门窗设计说明一：工程概况1、工程名称：1-7#楼塑钢门窗工程2、栋数；73、设计范围：塑钢门窗制作、安装及保修门窗工程总量二：设计依据：1、大连第三人民医院提供的建筑施工图（电子版）2、{国家建筑标准设计图集}07J6043、{PVC塑料窗}JG/T140-20054、{建筑玻璃应用技术规程}JGJ113-20035、{中空玻璃}GB/T11944-20026、{钢化玻璃}GB/T9963-20027、[浮法玻璃]GB116148、{硅酮建筑密封胶}GB/T14863-929、{聚硫建筑密封胶}JC1483-9210、{建筑外窗采光性能分级及其检验方法}GB/T11976-200211、{住宅装饰装修工程施工规范}GB50210-200112、{建筑外窗抗风压性能分级及其检验方法}GB/T7016-200213、{建筑外窗气密性能分级及其检验方法}GB/T7107-200214、{建筑外窗水密性能分级及其检验方法}GB/T7018-200215、{建筑外窗保温性能分级及其检验方法}GB/T8484-200216、{建筑外窗空气隔声性能分级及其检验方法}GB/T8485-2002、{建筑结构荷载规范}GB50009-200118、{居住建筑节能设计标准}DB2101J01-200619、{建筑装饰工程施工及验收规范}JGJ7320、塑料门窗安装及验收规程]JGJ103-200821、[门，窗用聚氯乙稀PVC型材]GB/T8814-200422、[聚氯乙稀PVC门窗增强型钢]JG/T131-200023、[塑料门窗用密封条]GB12002-8924、[建筑门窗密封毛条技术条件]JG/T635-199625、[聚氯乙稀PVC门窗执手]JG/T124-200026、[聚氯乙稀PVC门窗合叶，铰链]JG/T125-200027、[聚氯乙稀PVC门窗传动器]JG/T126-200028、[聚氯乙稀PVC门窗滑撑]JG/T127-200029、[聚氯乙稀PVC门窗撑挡]JG/T128-200030、聚氯乙稀PVC门窗固定片]JG/T132-200031、《十字槽沉头自攻自钻螺钉》GB/T15856.2-2002三、门窗系统、分格1门窗系统：内开窗、外开门选用实德60系列。2门窗分格：在保证通风量、开启使用方便的前提下，一般设计为开启部位下横框距室内成活地面安全高度为900-1100毫米，门窗设计充分考虑整栋楼的外立面效果，原则为上下垂直，左右水平，且分格线一致。四；门窗功能：1\本工程以户型为单位，主卧室、客厅处采用通内开启窗，特点是可以获得较大的通风量及方便清洗门窗玻璃。其抗风压性能好，多点锁紧，密封防盗，2\卫生间、厨房为不影响室内物品的摆放及方便开启，采用内翻窗。3\通向露台及阳台的门主要采用外开形式。4\开启执手所在高度距室内地面为1650-1850毫米。五：门窗性能1\抗风压性能；是指外窗关闭时在风压作用下不发生损坏和功能障碍的能力它是其他各项物理性能的基础，本工程属C类地区，抗风压性能按GB/T7106-2002中的5级要求设计的，P3≥3.0Kpa,见表1表1建筑外窗抗风压性能分级表分级代号12345678X.X风荷载标准值P3（KN/m2）≥1.0＜1.5≥1.5＜2.0≥2.0＜2.5≥2.5＜3.0≥3.0＜3.5≥3.5＜4.0≥4.0＜4.5≥4.5＜5.0≥5.0表中X.X表示≥5.0时采用具体值，取代分级代号作用于建筑外门窗上的风荷载，为现行国家标准《建筑结构荷载规范》(GB50009)2、规定的围护结构风荷载标准值，按下式计算，且不小于1.5kN/m2：Wk=βgzμsμzW0式中：Wk――围护结构风荷载标准值（kN/m2）βgz――高度Z处的阵风系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009)采用。μs――风荷载体形系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009)7.3.3局部风压体型系数的规定采用。μz――风压高度系数，按照《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定采用。W0――基本风压（kN/m2），按照《建筑结构荷载规范》(GB50009)的规定重现期50年的基本风压采用。3、门窗构件根据受荷情况和支撑条件采用结构力学方法对典型门窗型的主要受力构件进行计算验算。（参照《建筑外窗抗风压性能分级及其检测方法》GB7106－86附录A《建筑外窗抗风压强度计算方法》进行受力计算。）4、门窗构件由风荷载作用力产生的最大挠度值满足下式要求，并且应同时满足绝对挠度值不大于15mm：umax≤[u]式中：umax―――构件弯曲最大挠度值；fkK[u]fkK5、.门窗构件的连接计算符合下式要求：σk≤式中：σk――风荷载（标准值）作用所产生的应力；fk―――材料强度标准值；K―――安全系数。6、材料强度标准值和安全系数符合下表规定：材料应力材料强度标准值fk安全系数K型材抗拉（压）σp0.2（规定非比例延伸应力）1.65抗剪2.84抗挤压1.10钢衬、连接件、钢螺栓、螺钉抗拉（压）Σs1.55抗剪2.67抗挤压1.10不锈钢连接件、不锈钢螺栓、螺钉抗拉（压）σp0.2（规定非比例延伸应力）1.55抗剪2.67抗挤压1.107、作用于十字槽沉头自攻自钻螺钉的拉力和剪力，分别不大于按照《十字槽沉头自攻自钻螺钉》(GB/T15856.2-2002)规定的最小抗拉荷载和最小抗剪荷载除以安全系数K(1.55)。8、作用于框与扇连接五金件的拉力，不超过其产品标准的规定，或不大于生产厂家提供的配件承受的最小荷载值除以安全系数K(1.55)。门窗玻璃的抗风压验算按照现行行业标准《建筑玻璃应用技术规程》(JGJ113-2003)的规定执行。11、门窗抗风压性能检验，在现场抽样试验，按照现行检验标准进行检测，试验定级值（P3）必须大于计算的风荷载标准值。本工程使用的型材根据设计风压及门窗分格尺寸（杆件长度）的不同；选择不同的拼接和加强形式。具体加强形式如下：门窗宽、高大于1.5米，小于1.9米时中挺采用1.5毫米镀锌增强型钢，门窗宽、高大于1.9米，小于2.2米时采用加强中挺配置1.5毫米矩型镀锌增强型钢，门窗宽、高大于2.2米，小于3米时采用加强中挺和1.5镀锌增强型钢。2\气密性能：是指外窗在关闭状态下，阻止空气渗透的能力。本工程门窗采用双道密封型材，框扇搭接处采用三元乙丙（EPDM）密封胶条，玻璃密封室外侧采用优质PVC橡塑胶条，并注中性硅酮密封胶，形成封闭形式的密封结构。同时采用多点锁紧五金配置，内平开扇高度≥1.2米时增加中间锁，增强门窗的气密性能，使之达到GB/T7107-2002中要求的4级水平，见表Ⅱ，q1≤1.5m3/（m·h）。表Ⅱ建筑外窗气密性能分级表分级代号12345单位缝长分级指标值q1(m3/(m.h))≤6.0>4.0≤4.0>2.5≤2.5>1.5≤1.5>0.5≤0.5单位面积分级指标值q2(m3/(m2.h))≤18.0>12.0≤12.0>7.5≤7.5>4.5≤4.5>1.5≤1.53\水密性能：是指关闭着的外窗在风雨同时作用下，阻止雨水渗漏的能力。本工程门窗采用双道密封型材，框扇搭接处采用三元乙丙（EPDM）密封胶条，玻璃密封室外侧采用优质橡塑胶条，并注中性硅酮密封胶，形成封闭形式的密封结构。同时采用多点锁紧五金配置，窗密封胶条保证在窗四周的连续性，形成封闭的密封结构。开启、固定部位设两处排水孔，上边框型材设有气压平衡孔，墙体与窗框间隙填充聚胺酯发泡胶，室外侧四周由其他施工单位刷涂料防水，门窗单位注外墙胶，窗转角拼接处室内外注胶密封，做到防、排水结合，有效的提高门窗的水密性能，使之达到GB/T7108-2002中规定的4级水平，见表Ⅲ，△P≥350Pa。传热系数W/(m2.K)≥5.5≥5.0<5.5≥4.5<5.0≥4.0<4.5≥3.5<4.0分级代号678910传热系数W/(m2.K)≥3.0<3.5≥2.5<3.0≥2.0<2.5≥1.5<2.0<1.5表Ⅲ建筑外窗水密性能分级表分级12345XXXX风压差值ΔP（N/m2）≥100<150≥150<250≥250<350≥350<500≥500<700≥700表中XXXX表示≥700Pa时采用具体值取代分级代号4\保温性能：是指外窗关闭状态下冬季阻止室内热量向室外传递，夏季室外热量向室内传递的能力。影响门窗保温性能的因素有两个：（1）气密性占50%以上，（2）材料的传热系数占50%左右。型材设计为多腔体，提高了型材本身的保温作用，在保证气密性的情况下应尽量降低材料的传热系数K值。本工程窗的气密性能为4级，属高气密性窗。通常窗的传热系数K值越小越好。2006年1月16日执行的[沈阳市居住建筑节能设计（节能65%）的规定]要求民用建筑外窗保温性能即K值≤2.2W/m2·K，本工程选用60系列型材按多腔结构设计，窗框K值约为1.8W/m2·K，整窗K值约为2.05W/m2·K，（K=1.8*0.3+2.3*0.7=2.15）满足设计要求，中空玻璃四周采用铝隔条与玻璃接触，使此处也构成二腔结构，保温性能达到GB/T8484-2002中规定的8级水平。本工程选用的系统窗详见节能计算书。根据图（通风、露点-曲线图）表Ⅳ所示，在室内靠近门窗处20℃，50%舒适湿度的情况下，室外温度为-18℃时60系列窗框及中空玻璃结露。此结露温度为空气静止状态下的估算，当有空气对流时结露温度会有所降低。例如采暖的热量可达到的局部区域，结露的室外温度会大大降低。表Ⅳ建筑外窗保温性能分级表分级代号123455\隔声性能：是指外窗在关闭状态下阻止声音传递的能力。本工程所采用的门窗气密性良好，加之安装中空玻璃，隔声性能达到GB/T8485-2002中的3级水平，见表Ⅴ，Rw≥34dB。所用门窗完全可以满足降低噪音、增加室内舒适度的功能。表Ⅴ建筑外窗空气隔声性能分级表分级代号123456空气声权隔声量Rw(db)≥20<25≥25<30≥30<35≥35<40≥40<45≥456\外观设计：门窗设计是充分考虑整栋楼的外立面效果，一般原则为上下对齐，左右水平，且分格线一致。7\安全性能：在保证门窗抗风压的同时，为了提高门窗在日常使用时的安全性，满足国家发展和改革委员会2004年1月1日下发的建筑安全玻璃管理的规定，通过计算本工程在设计过程中保证了：1、当单块玻璃面积大于1.4㎡时，采用双钢化中空玻璃；2、开启门扇和固定门以及落地窗玻璃，均符合现行行业标准《建筑玻璃应用规程》(JGJ113－2003)中的人体冲击安全规定。3、无室外阳台的外窗台距地面高度小于0.9m时，采用安全玻璃并加设可靠的防护措施。窗台高度低于0.6m的凸窗，计算高度从窗台面开始计算。通过上述技术措施，可满足门窗的抗冲击性能8\采光性能：为满足建筑外窗在漫射光照射下透过光的能力，设计为小开启大固定。视野开阔，门窗采光面积大，通透明亮。经计算门窗的透光折减系数Tr=0.45≤Tr＜0.5为三级，表Ⅵ分级12345指标值0.20≤Tr＜0.300.30≤Tr＜0.400.40≤Tr＜0.500.50≤Tr＜0.60Tr≥0.609\工艺性能：本工程中大窗均拆分为单元窗，并全部在车间加工完成，现场只是拼装组合，真正做到了工厂化加工，提高加工组装质量及安装速度，便于现场管理。六、材料配置说明1、型材：PVC型材选用“实德”60内平开系列，2、增强型钢:选用Q2351.5镀锌3、玻璃：白色透明玻璃采用建筑级浮法原片,中空玻璃基本配置为5+12Ar+5，槽铝式中空玻璃[详细配置见门窗分格大样图]。4、五金配件：山东国强。5、胶条：全部选用“河北汇丰”开启部分为三元乙丙（EPDM）胶条，其弹性及抗老化性能优异；固定部分为PVC胶条。6、密封胶：选用“广州安泰”室外窗框与墙体接触一侧用中性硅酮密封胶密封防水；7：发泡胶：选用“广州安泰”窗框与副框间隙四周采用单组份聚氨酯发泡填充，保温、水兼备。七、制作安装说明1、门窗制作执行国家标准，精度为合格品。2、门窗安装执行JGJ103-2008塑料门窗安装及验收规程，采用干法安装，且符合JGJ103-2008之规定塑钢门窗框与外墙洞口之间软连接采用聚氨酯发泡剂，装饰面之间外采用中性硅酮耐候胶密封，宽度、深度≥5毫米。3门窗制作缩尺原则：窗框外侧距工程结构洞口尺寸减100毫米玻璃与框之间的含量及间隙满足规范要求，支撑块和定位块与接触材料相容。5门窗边框作贴膜保护，现场施工时做好成品保护。八、对本方案图纸的说明1本方案为大连第三人民医院1-7#楼塑钢门窗工程的方案设计。2本图纸只做为方案使用，实际施工时需同甲方及设计院共同确定门窗分格,大样及制做尺寸后再进行制做加工。九、本方案附表：1、门窗分格大样图。2、门窗典型节点构造图。3、安装锚点图。4、抗风压校核报告表。5、建筑门窗热工性能计算书设计单位：大连鸿广铝塑门窗建筑门窗热工性能计算书I、计算依据：《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26-95《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134-2001《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》JGJ75-2003《民用建筑热工设计规范》GB50176-93《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008《居住建筑节能设计标准意见稿》[建标2006-46号]《玻璃幕墙光学性能》GB/T18091-2000《建筑玻璃可见光、透射比等以及有关窗玻璃参数的测定》GB/T2680-94II、计算的环境边界条件：设计或评价建筑门窗定型产品的热工参数时，所采用的环境边界条件应统一采用JGJ/T151-2008规定的计算条件。2、计算实际工程所用的建筑门窗热工性能所采用的边界条件应符合相应的建筑设计或节能设计标准。3、各种情况下都应选用下列光谱：S(λ)：标准太阳辐射光谱函数（ISO9845-1）D(λ)：标准光源光谱函数（CIED65，ISO10526）R(λ)：视见函数（ISO/CIE10527）。4、冬季计算标准条件应为：室内环境温度：Tin=20℃室外环境温度：Tout=-20℃内表面对流换热系数：hc,in=3.6W/m2.K外表面对流换热系数：hc,out=16W/m2.K室内平均辐射温度：Trm,in=Tin室外平均辐射温度：Trm,out=Tout太阳辐射照度：Is=300W/m25、夏季计算标准条件应为：室内环境温度：Tin=25℃室外环境温度：Tout=30℃内表面对流换热系数：hc,in=2.5W/m2.K外表面对流换热系数：hc,out=19W/m2.K室内平均辐射温度：Trm,in=Tin室外平均辐射温度：Trm,out=Tout太阳辐射照度：Is=500W/m26、计算传热系数应采用冬季计算标准条件，并取Is=0W/m2。门窗周边框的室外对流换热系数Hc,out应取8W/(m²·K),门窗周边框附近玻璃边缘(65mm内)的室外对流换热系数Hc,out应取12W/(m²·K)。7、计算遮阳系数、太阳能总透射比应采用夏季计算标准条件。8、抗结露性能计算的标准边界条件应为：室内环境温度：Tin=20℃室外环境温度：Tout=0℃或-10℃或-20℃室内相对湿度：RH=30%、60%室外对流换热系数：20W/(m²·K)9、计算框的太阳能总透射比gf应使用下列边界条件qin=α*Isqin：通过框传向室内的净热流（W/m2）α：框表面太阳辐射吸收系数Is：太阳辐射照度(Is=500W/m2)10、设计或评价建筑门窗定型产品的热工参数时，门窗框与墙的连接界面应作为绝热边界条件处理11、整窗截面的几何描述整窗应根据框截面的不同对窗框分段，有多少个不同的框截面就应计算多少个不同的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交处的传热不作三维传热现象考虑。如上图所示的窗，应计算1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6、7-7七个框段的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。两条框相交部分简化为其中的一条框来处理。计算1-1、2-2、4-4截面的传热时，与墙面相接的边界作为绝热边界处理。计算3-3、5-5、6-6截面的传热时，与相邻框相接的边界作为绝热边界处理。计算7-7截面的传热时，框材中心线对应的边界作为绝热边界处理。12、门窗在进行热工计算时应进行如下面积划分：窗框面积Af：指从室内、外两侧可视的凸出的框投影面积大者玻璃面积Ag：室内、外侧可见玻璃边缘围合面积小者整窗的总面积At：窗框面积Af与窗玻璃面积Ag之和13、玻璃区域的周长Lψ是门窗玻璃室内、外两侧的全部可视周长的较大值14、当所用的玻璃为单层玻璃，由于没有空气层的影响，不考虑线传热，线传热系数ψ=0.15。一、门窗基本信息地区类型:严寒地区C区所在城市:辽宁大连窗墙面积比范围:窗墙面积比≤0.2建筑物体形系数:体形系数≤0.3型材厂家:大连实德塑料异型材门窗系列:60内平开玻璃规格:5+12A+5门窗类型:平开窗门窗结构:单层窗窗型尺寸:窗宽W(mm):1500窗高H(mm):1500窗型样式:二、窗框传热系数Uf计算1、窗框面积计算：窗框面积计算示意图如下：(1)平开类窗框面积计算示意图：(2)推拉类窗框面积计算示意图(3)该门窗的窗框由以下截面组成序号窗框名称窗框类型室内投影面积Afi室内表面面积Adi室外投影面积Afe室外表面面积Ade传热系数Uf(W/m2·K)1型材两腔式塑钢型材0.3000.3500.3000.3502.2(4)窗框室内总投影面积Afi(m2)ΣAfi=0.300=0.300(5)窗框室外总投影面积Afe(m2)ΣAfe=0.300=0.300(6)窗框总面积Af(m2)Af=max(ΣAfi,ΣAfe)=max(0.300,0.300)Af=0.3002、窗框的传热系数计算(Uf)：可以通过输入数据，用二维有限元法进行数字计算，得到窗框的传热系数。在没有详细的计算结果可以应用时，可以按以下方法得到窗的传热系数：窗框类型：塑钢型材<两腔式塑钢型材>窗框材料窗框类型传热系数:Uf(W/m2·K)聚氨脂带有金属加强筋，净厚度<=5mm2.8PVC腔体截面从室外到室内，单腔结构2.5PVC腔体截面从室外到室内，两腔结构2.2PVC腔体截面从室外到室内，三腔结构2.0PVC腔体截面从室外到室内，四腔结构1.7PVC腔体截面从室外到室内，五腔结构1.5该门窗各窗框传热系数列表：序号窗框名称窗框类型传热系数Uf(W/(m2·K))1型材两腔式塑钢型材2.2三、窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数计算(ψ)：窗框与玻璃边缘结合处的线传热系数(ψ)，主要描述了在窗框、玻璃和间隔层之间交互作用下的附加热传递。线性热传递系数ψ，主要受间隔层材料传导率的影响。在没有精确计算的情况下，可采用下表数据，来估算窗框与玻璃结合处的线传导系数ψ。窗框与单层玻璃边缘结合处的线传热系数很小，计算时默认为0。各类窗框、中空玻璃的线传热系数窗框材料双层或三层玻璃未镀膜充气或不充气的中空玻璃双层或三层玻璃采用LOW-E镀膜充气或不充气的中空玻璃塑料窗框0.040.06带热断桥的铝合金窗框0.060.08无热断桥的铝合金窗框00.02注意：这些数据用来计算低辐射的中空玻璃，即：Ug<=1.3W/(m2.K)各玻璃板块查询上表后，各玻璃板块的线传热系数如下：序号玻璃板块名称窗框类型玻璃块板类型Af玻璃面积(m2)玻璃边缘长度(m)线传热系数(W/m·K)1玻璃塑料窗框双层玻璃2.2506.0000.04(玻璃排列顺序由室外到室内，分别为第一层、第二层、第三层)四、玻璃传热系数(Ug)计算：按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009附录C1、<玻璃>的传热系数计算：1)<玻璃>基本信息：玻璃板块面积：2.250(m2)：玻璃板块类型：双层玻璃第一层玻璃种类：普通玻璃第一层玻璃厚度：5.0(mm)第一层校正发射率：0.837第一气体层气体类型：空气第一气体层气体厚度：12.000第一气体层气体温度：10第二层玻璃种类：普通玻璃第二层玻璃厚度：5.0(mm)第二层校正发射率：0.8372)<中空玻璃间隔层气体：空气>普朗特准数Pr计算：按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-8气体的动态粘度μ：0.001kg/(ms)气体的比热С：1008J/(kg.K)气体的热导率λ：0.024W/(m.K)按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009表D.0.3Pr=μ*С/λ=0.7113)<中空玻璃间隔层气体：空气>格尔晓夫数Gr计算：按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-7气体的动态粘度μ：0.001kg/(ms)气体的密度ρ：1.232kg/m3气体平均绝对温度Tm：283K气体的间隙前后玻璃表面的温度差ΔT：15K气体的间隔层厚度s：0.012m按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009表D.0.3及C.0.5Gr=9.81*S3*ΔT*ρ2/(Tm*μ2)=4397.6464)<中空玻璃间隔层气体：空气>努塞尔准数Nu计算：格尔晓夫准数Gr：4397.646普朗特准数Pr：0.711A和n是常数：垂直空间，A=0.035，n=0.38；水平空间，A=0.16，n=0.28；倾斜45度，A=0.1，n=0.31；按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-6Nu=A*(Gr*Pr)n=0.745由于：Nu=1<1所以，努塞尔准数取1。即：Nu=1按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-65)<中空玻璃间隔层气体：空气>气体导热系数hg计算：努塞尔准数Nu：1气体的热导率λ：0.024W/(m.K)气体的间隔层厚度s：0.012m按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-5hg=2.086)<中空玻璃间隔层气体：空气>气体辐射导热系数hr计算：斯蒂芬-波尔兹曼常数σ：5.67*10-8间隔层中两表面在平均绝对温度Tm下的校正发射率ε1、ε2：ε1：0.837ε2：0.837平均绝对温度Tm：283K按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-4hr=4*σ*(1/ε1+1/ε2-1)-1*Tm3=3.6997)<中空玻璃间隔层气体：空气>气体间隔层的导热率hs计算：气体辐射导热系数hr：3.699气体导热系数hg：2.08按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-3hs=hg+hr=5.7798)<玻璃>多层玻璃系统的内部传热系数计算：气体间隔层的导热率hs：5.779第一层玻璃的厚度dm：0.005m第二层玻璃的厚度dm：0.005m玻璃的热阻rm：1m.K/W按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-21/ht=Σ1/hs+Σdm*rm=0.1839)<玻璃>玻璃传热系数计算：玻璃的室外表面换热系数he：23.0玻璃的室内表面换热系数hi：8.0多层玻璃系统的内部传热系数ht：0.183按照《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009C.0.2-11/U=1/he+1/ht+1/hi=0.351<玻璃>的传热系数Ug=2.844W/(m2.K)五、整窗传热系数计算(Ut)：1、整窗面积计算(At)：窗框面积Af=0.300玻璃面积：Ag=2.250m2At=ΣAf+ΣAg=2.552、整窗传热系数计算(Ut)：各玻璃块板的面积：Ag(m2)各玻璃块板的传热系数：Ug(W/m2·K)各窗框的面积：Af(m2)各窗框的传热系数：Uf(W/m2·K)各玻璃块板与窗框相结合边缘的周长：lg(m)各玻璃块板与窗框相结合边缘的传热系数：ψg(W/m2·K)Ut=(ΣAg*Ug+ΣAf*Uf+Σlψ*ψ)/At=2.9该门窗整窗传热系数2.9<=该门窗的允许整窗传热系数=3.2。该门窗的整窗传热性能满足要求。六、遮阳系数计算：该类地区门窗的遮阳系数不做要求。七、可见光透射比(τt)计算：标准光源透过门窗构件成为室内的人眼可见光与投射到门窗构件上的人眼可见光，采用人眼视见函数加权的比值。各玻璃板块的面积：Ag(m2)门窗总面积：At(m2)玻璃可见光透射比：0.71τt=(ΣAg*τv)/At=0.626八、结露计算：标准计算条件：室内环境温度Tin=20℃室外环境温度Tout=-10℃，-20℃室内相对湿度：RH=30%、50%、70%室外风速：V=4m/s1、室内空气的饱和水蒸汽压(Es)计算：空气温度为0℃时的饱和水蒸汽压E0为：6.11HPa室内环境温度t为：20℃当t>0℃时，a、b参数分别取：a=7.5，b=237.3Es=E0*10(a*t/(b+t))=23.3892、空气的水蒸汽压(e)的计算：空气相对湿度f为：0.60室内空气的饱和水蒸汽压(Es)：23.389e=f*Es=14.0333、空气结露点温度(Td)计算：在相对湿度f=0.60下，空气的水蒸汽压e：14.033室内空气的水蒸汽压(E)：14.033当t>0℃时，a、b参数分别取：a=7.5，b=237.3Td=b/(a/lg(e/6.11)-1)=12.0044、室内玻璃表面温度(Tpj)计算：1)玻璃板块：<玻璃>的室内表面温度(Tpj)计算：室内环境温度Tin：20室外环境温度Tout：0玻璃传热系数Ug：2.844玻璃室内表面换热系数hbi：8Tpj=Tin-(Tin-Tout)*Ug/hbi=12.001空气结露点温度12.004℃<=该玻璃板块的玻璃表面温度Tpj=12.001℃。该玻璃板块不结露。设计单位：大连鸿广铝塑门窗二〇一〇年九月二十二日建筑外窗抗风压性能计算书I、计算依据《建筑玻璃应用技术规程JGJ113-2009》《钢结构设计规范GB50017-2003》《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T7106-2008》《建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006版)》《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料门JG/T180-2005》《未增塑聚氯乙烯(PVC-U)塑料窗JG/T140-2005》《建筑门窗术语GB/T5823-2008》《建筑门窗洞口尺寸系列GB/T5824-2008》《建筑外门窗保温性能分级及检测方法GB/T8484-2008》《建筑外门窗空气声隔声性能分级及检测方法GB/T8485-2008》《聚氯乙烯(PVC-U)门窗增强型钢JG/T131-2000》《门、窗用未增聚氯乙烯(PVC-U)型材GB/T8814-2004》II、设计计算一、风荷载计算1)工程所在省市：辽宁2)工程所在城市：大连市3)所在地类型：C类(有密集建筑群的城市市区)4)门窗安装最大高度z(m)：45米5)建筑平面形状：正多边形平面(包括矩形)6)门窗安装位置：墙面7)建筑的体形类别：封闭式的建筑8)门窗类型:内平开窗型材厂家:实德门窗系列:60系列内平开玻璃规格:4+12A+49)窗型样式:10)窗型尺寸:窗宽W(mm):1000窗高H(mm):20001围护结构的风荷载标准值计算:(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.1.1-2)Wk=βgz*μsl*μZ*w0Wk:风载荷标准值βgz:阵风系数μsl:局部风压体形系数μZ:风压高度变化系数w0:基本风压1.1基本风压(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)规定,采用50年一遇的风压，但不得小于0.3KN/m²)经计算，基本风压W0=0.65kN/m²1.2阵风系数(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.5.1)经计算，阵风系数βgz=1.941.3风压高度变化系数(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.2.1)经计算，变化系数μZ=.0.931.4风荷载体型系数(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.3.3)当建筑为封闭式时，其体形系数=外表面体形系数+内表面体形系数当建筑为敞开式时，其体形系数=外表面体形系数外表面系数=外表面正压+外表面负压正压区(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)7.3.1)负压区——对墙面，取1.0；——对墙角边，取1.8；——对屋面局部部位(周边和屋面坡度大于10°的屋脊部位)，取2.2；——对檐口、雨篷、遮阳板等突出构件，取2.0。注：对墙角边和屋面局部部位的作用宽度为房屋宽度的0.1或房屋平均高度的0.4，取其小者，但不小于1.5m。经计算，风载荷体形系数μsl=1.501.5风荷载标准值计算Wk=βgz*μsl*μZ*w0经计算，风荷载标准值Wk=1.492围护结构的风荷载设计值计算(按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006版)3.2.5)分项系数一般情况下取1.4,对标准值大于4kN/m²的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3W=分项系数*Wk经计算，风荷载设计值W=2.033二、门窗主要受力杆件的挠度、弯曲应力、剪切应力校核:1校验依据：1.1挠度校验依据：根据JGJ103-2008塑料门窗工程技术规程及条文说明1)单层玻璃，夹层玻璃：fmax/L<=1/1202)双层玻璃，中空玻璃：fmax/L<=1/180其中：fmax:为受力杆件最在变形量(mm)L:为受力杆件长度(mm)1.2弯曲应力校验依据：σmax=M/W<=[σ][σ]:材料的抗弯曲应力(N/mm²)σmax:计算截面上的最大弯曲应力(N/mm²)M:受力杆件承受的最大弯矩(N.mm)W:净截面抵抗矩(mm³)1.3剪切应力校验依据：τmax=(Q*S)/(I*δ)<=[τ][τ]:材料的抗剪允许应力(N/mm²)τmax:计算截面上的最大剪切应力(N/mm²)Q:受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力(N)S:材料面积矩(mm³)I:材料惯性矩(mm^4)δ:腹板的厚度(mm)2主要受力杆件的挠度、弯曲应力、剪切应力计算：因建筑外窗在风荷载作用下，承受的是与外窗垂直的横向水平力，外窗各框料间构成的受荷单元，可视为四边铰接的简支板。在每个受荷单元的四角各作45度斜线，使其与平行于长边的中线相交。这些线把受荷单元分成4块，每块面积所承受的风荷载传递给其相邻的构件，每个构件可近似地简化为简支梁上呈矩形、梯形或三角形的均布荷载。这样的近似简化与精确解相比有足够的准确度，结果偏于安全，可以满足工程设计计算和使用的需要。由于窗的四周与墙体相连，作用在玻璃上的风荷载由窗框传递给墙体，故不作受力杆件考虑，只需对选用的中梃进行校核。2.1竖梃的挠度、弯曲应力、剪切应力计算:构件“竖梃”的各受荷单元基本情况如下图：构件“竖梃”的由以下各型材(衬钢)组合而成，它们共同承担“竖梃”上的全部荷载：(1).衬钢:钢衬/60T-60截面参数如下：惯性矩：19836.29抵抗矩：1276.76面积矩：505.35截面面积：99.00腹板厚度：1.5(2).塑钢:平开中梃/P60T-76A1截面参数如下：惯性矩：498286.66抵抗矩：15104.09面积矩：7559.98截面面积：766.76腹板厚度：2.52.1.1竖梃的刚度计算1.钢衬/P60K-60的弯曲刚度计算D(N.mm²)=E*I=206000*19836.290=4086275740.000钢衬/P60K-60的剪切刚度计算D(N.mm²)=G*F=79000*99.000=7821000.0002.平开中梃/P60T-76A1的弯曲刚度计算D(N.mm²)=E*I=2200*498286.660=1096230652.000平开中梃/P60T-76A1的剪切刚度计算D(N.mm²)=G*F=2060*766.760=1579525.6003.竖梃的总弯曲刚度计算D(N.mm²)=5182506392.000竖梃的总剪切刚度计算D(N.mm²)=9400525.6002.1.2竖梃的受荷面积计算1.左的受荷面积计算A(mm²)=(2700-500)*500/4=275000(梯形)2.右的受荷面积计算A(mm²)=(2700-500)*500/4=275000(梯形)3.竖梃的总受荷面积计算A(mm²)=5500002.1.3竖梃所受均布荷载计算Q(N)=Wk*A=1.452*550000/1000=798.6002.1.4竖梃在均布荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算2.1.4.1在均布荷载作用下的挠度计算1.钢衬/P60K-60在均布荷载作用下的挠度计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:Q钢衬/P60K-60=Q总*(D钢衬/P60K-60/D总)=798.600*(4086275740.000/5182506392.000)=629.675本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Fmax(mm)=Q*L³/(76.8*D)=629.675*1350³/(76.8*4086275740.000)=4.9362.平开中梃/P60T-76A1在均布荷载作用下的挠度计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:Q平开中梃/P60T-76A1=Q总*(D平开中梃/P60T-76A1/D总)=798.600*(1096230652.000/5182506392.000)=168.924本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Fmax(mm)=Q*L³/(76.8*D)=168.924*1350³/(76.8*1096230652.000)=4.9362.1.4.2在均布荷载作用下的弯矩计算1.钢衬/60T-60在均布荷载作用下的弯矩计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:Q钢衬/P60K-60=Q总*(D钢衬/P60K-60/D总)=798.600*(4086275740.000/5182506392.000)=629.675所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*629.675=881.546本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Mmax(N.mm)=Q*L/8=881.546*1350/8=148760.8872.平开中梃/60T-76A1在均布荷载作用下的弯矩计算按弯曲刚度比例分配荷载分配荷载:Q平开中梃/P60T-76A1=Q总*(D平开中梃/P60T-76A1/D总)=798.600*(1096230652.000/5182506392.000)=168.924所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*168.924=236.493本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Mmax(N.mm)=Q*L/8=236.493*1350/8=39908.1932.1.4.3在均布荷载作用下的剪力计算1.钢衬/P60K-60在均布荷载作用下的剪力计算按剪切刚度比例分配荷载分配荷载:Q钢衬/P60K-60=Q总*(D钢衬/P60K-60/D总)=798.600*(7821000.000/9400525.600)=664.415所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*664.415=930.181本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Qmax(N)=±Q/2=930.181/2=465.0912.平开中梃/P60T-76A1在均布荷载作用下的剪力计算按剪切刚度比例分配荷载分配荷载:Q平开中梃/P60T-76A1=Q总*(D平开中梃/P60T-76A1/D总)=798.600*(1579525.600/9400525.600)=134.184所受荷载的设计值计算:Q=1.4*Q=1.4*134.184=187.858本窗型在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载Qmax(N)=±Q/2=187.858/2=93.9292.1.5竖梃在集中荷载作用下的挠度、弯矩、剪力计算2.1.6竖梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的总挠度校核2.1.6.1钢衬/P60K-60总挠度校核2.1.6.1.1钢衬/P60K-60总变形计算F总=F均布+ΣF集中=4.936+0=4.9362.1.6.1.2钢衬/P60K-60挠跨比计算挠跨比=F总/L=4.936/1350=0.0030.003<=1/120钢衬/60T-60的挠度符合要求。2.1.6.1平开中梃/P60T-76A1总挠度校核2.1.6.2.1平开中梃/P60T-76A1总变形计算F总=F均布+ΣF集中=4.936+0=4.9362.1.6.2.2平开中梃/P60T-76A1挠跨比计算挠跨比=F总/L=4.936/1350=0.0030.003<=1/120平开中梃/P60T-76A1的挠度符合要求。2.1.7竖梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗弯曲强度校核2.1.7.1钢衬/60T-60抗弯曲强度校核2.1.7.1.1钢衬/P60K-60总弯矩计算M总=M均布+ΣM集中=148760.887+0=148760.8872.1.7.1.2钢衬/P60K-60弯曲应力计算σmax=M/Wσmax:计算截面上的最大弯曲应力M:受力杆件承受的最大弯矩W:净截面抵抗矩=148760.887/1276.760=116.514116.514<=215钢衬/P60K-60的抗弯强度满足要求。2.1.7.1平开中梃/P60T-76A1抗弯曲强度校核2.1.7.2.1平开中梃/P60T-76A1总弯矩计算M总=M均布+ΣM集中=39908.193+0=39908.1932.1.7.2.2平开中梃/P60T-76A1弯曲应力计算σmax=M/Wσmax:计算截面上的最大弯曲应力M:受力杆件承受的最大弯矩W:净截面抵抗矩=39908.193/15104.090=2.6422.642<=37平开中梃/P60T-76A1的抗弯强度满足要求。2.1.8竖梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的抗剪切强度校核2.1.8.1钢衬/P60K-60抗剪切强度校核2.1.8.1.1钢衬/P60K-60总剪力计算Q总=Q均布+ΣQ集中=465.091+0=465.0912.1.8.1.2钢衬/60T-60剪切应力计算τmax=(Q*S)/(I*δ)τmax:计算截面上的最大剪切应力Q:受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力S:材料面积矩I:材料惯性矩δ:腹板的厚度=465.091*505.350/(19836.290*1.500)=7.8997.899<=125钢衬/60T-60的抗剪切能力满足要求。2.1.8.1平开中梃/P60T-76A1抗剪切强度校核2.1.8.2.1平开中梃/P60T-76A1总剪力计算Q总=Q均布+ΣQ集中=93.929+0=93.9292.1.8.2.2平开中梃/P60T-76A1剪切应力计算τmax=(Q*S)/(I*δ)τmax:计算截面上的最大剪切应力Q:受力杆件计算截面上所承受的最大剪切力S:材料面积矩I:材料惯性矩δ:腹板的厚度=93.929*7559.980/(498286.660*2.500)=0.0010.001<=23平开中梃/P60T-76A1的抗剪切能力满足要求。2.1.9竖梃在均布荷载和集中荷载共同作用下的受力杆件端部连接强度校核2.1.9.1竖梃单端所承受的最大剪切力设计值Q=1.4*Q总/2=1.4*798.600/2=559.001(N)2.1.9.2受力杆端部焊缝的剪切应力τ=(1.5*Q)/(δ*Lj)τ:型材端部焊缝的剪切应力Q:受力杆件单端所承受的最大剪切力设计值Lj:焊缝计算长度δ:连接件中腹板的厚度(2倍型材壁厚)=2*2.500=5.000=(1.5*559.001)/(5.000*70)=2.3952.395<=35竖梃的端部焊缝抗剪切能力满足要求。2.1.9竖梃综合抗风压能力计算在均布荷载和集中荷载作用下总受荷面积计算：A=550000+0/20/2=550000该受力杆件在风荷载作用下，可简化为承受矩形均布荷载根据:L/120=(q*A)*L³/(76.8*D)q(N/mm²)=76.8*D/(L²*120*A)=76.8*5182506392.000/(1350²*120*550000)*1000=3.308(kPa)3该门窗的综合抗风压能力为:Qmax=3.308N/mm²(按《建筑外窗抗风压性能分级表》GB/T7106-2008)建筑外窗抗风压性能分级表分级代号123456789分级指标P31.0<=P3<1.51.5<=P3<2.02.0<=P3<2.52.5<=P3<3.03.0<=P3<3.53.5<=P3<4.04.0<=P3<4.54.5<=P3<5.0P3>=5.0综合抗风压等级为:5级各受力杆的挠度、抗弯能力、抗剪能力校核结果一览表名称长度挠度允许值校核结果弯曲应力许用值校核结果剪切应力许用值校核结果钢衬/P60K-6013500.0030.008是116.5215是7.8125是平开中梃/P60T-76A113500.0030.008是2.637是0.00123是三、玻璃强度校核1风荷载计算：风载荷标准值Wk(kPa):1.452风载荷设计值W(kPa):2.0332.1单元<左>承载力极限状态设计1)玻璃板块短边:B(mm)=5002)玻璃板块长边:H(mm)=13503)玻璃类型:浮法玻璃4)玻璃总厚度:8mm2.2玻璃板块长宽比b/a系数计算玻璃板块短边边长a(mm):500玻璃板块长边边长b(mm):1350b/a=2.7002.3玻璃板的风荷载设计值计算玻璃类型:浮法玻璃(按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-20095.2.2)W=Wk*1.4=2.033Wk=1.4522.4玻璃承载力极限状态计算1)按长宽比2.250计算的玻璃最大许用跨度L(mm)=k1*(W+k2)^k3+k4(按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-20095.2.2)根据玻璃类型:浮法玻璃、玻璃厚度:10、长宽比:2.250,从《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009附录C中查得：k1:3459.4k2:0.240505k3:-0.7255k4:9.6=3459.4*(2.033+(0.240505))^-0.7255+(9.6)=1916.0162)按长宽比3计算的玻璃最大许用跨度L(mm)=k1*(W+k2)^k3+k4(按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-20095.2.2)根据玻璃类型:浮法玻璃、玻璃厚度:10、长宽比:3,从《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009附录C中查得：k1:2054.7k2:-0.24051k3:-0.4881k4:-28.8=2054.7*(2.033+(-0.24051))^-0.4881+(-28.8)=1516.5833)用插值法计算长宽比为2.700时的玻璃最大许用跨度L(mm)=1676.356玻璃跨度a:500<=玻璃最大许用跨度L:1676.356因此，玻璃满足承载力极限状态设计要求。2.5玻璃正常使用极限状态[L/t]计算1)按长宽比2.250计算的玻璃单位厚度跨度限值[L/t]L/t=k5*(Wk+k6)^k7+k8(按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-20095.2.3)根据玻璃长宽比:2.250,从《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009附录C中查得：k5:222.19k6:-0.1k7:-0.3556k8:0.29=222.19*(1.452+(-0.1))^-0.3556+(0.29)=176.0582)按长宽比3计算的玻璃单位厚度跨度限值[L/t]L/t=k5*(Wk+k6)^k7+k8(按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-20095.2.3)根据玻璃长宽比:3,从《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2009附录C中查得：k5:204.68k6:-0.1k7:-0.3335k8:-0.05=204.68*(1.452+(-0.1))^-0.3335+(-0.05)=164.2423)用插值法计算长宽比为2.700时的玻璃最大许用跨度[L/t]=168.9682.6玻璃实际跨度厚比[a/t]计算[a/t]=500/10=50[a/t]:50<=[L/t]:168.968因此，玻璃满足正常使用极限状态设计要求。3.1单元<右>承载力极限状态设计1)玻璃板块短边:B(mm)=5002)玻璃板块长边:H(mm)=13503)玻璃类型:浮法玻璃4)玻璃总厚度:10mm3.2玻璃板块长宽比b/a系数计算玻璃板块短边边长a(mm):500玻璃板块长边边长b(mm):1350b/a=2.7003.3玻璃板的风荷载设计值计算玻璃类型:浮法玻璃(按《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-20095.2.2)W=Wk*1.4=2.033Wk=1.4523.4玻璃承载力极限状态计算1)按长宽比2.250计算的玻璃最大许用跨度L(mm)=k