门窗设计及结构计.ppt

1、门窗设计与结构计算,规程条文解读,4.1一般规定,4.1.1 建筑门窗的立面分格和外观效果应根据其所在地区的气候、周围环境以及建筑的高度等因素和建筑物的功能要求合理确定，并明确各项性能指标。 此条主要是针对建筑师的。 常规窗型立面分格参考新近批准的浙江省铝合金门窗标准图集（2010浙J7）。 非常规窗型立面分格与门窗设计师充分沟通。,4.1一般规定,4.1.2 设计文件中，应注明门窗抗风压性能、气密性能、水密性能和保温性能的指标值。必要时还应注明门窗隔声隔热性能的指标值。 门窗抗风压性能、气密性能、水密性能、保温性能：四性检测，为必检项。 隔声性能：四类建筑有要求，住宅、学校、医院、旅馆等建筑

2、中主要用房。 隔热性能：主要考虑遮阳，针对高层塔式建筑和主体朝向为东西向建筑主要居住空间的东、西向建筑外窗 。,4.1一般规定,4.1.3建筑门窗的立面和构造设计由建筑设计单位和专业门窗单位共同负责，并应提供详细的设计计算书、施工图、设计说明及其它设计文件。设计中有选用标准图集的，应注明门窗标准设计图集号和门窗编号，指明门窗种类、系列、规格以及所配的玻璃品种、厚度等。 门窗设计主要有以下三种方式： 1）设计施工一体化，2）先设计后施工招标，3）建筑设计总包 建筑师：负责立面效果及提出性能指标； 门窗设计师：构造细化，材料选用，确保实现性能指标 设计文件包括： 设计计算书：热工计算与结构计算 施

3、工图：平面图、立面图、立面大样图、节点图 设计说明：工程概况、设计的依据及规范、设计原则及指导思想、结构特性及主要性能指标、材料说明、安装及工艺说明、注意事项 其它设计文件,4.1一般规定,4.1.4 建筑门窗的保温隔热性能应符合建筑节能设计标准。 对保温性能，按节能50%要求,传热系数K3.2 w/（mk），具体按建筑类别、外窗朝向、窗墙比来选定。公共建筑节能设计标准DB33/1036-2007,居住建筑节能设计标准DB33/1015-2003 对需要隔热的门窗，铝合金门窗GB/T8478-2008 有相应的遮阳系数分级。 应该采用节能型门窗：主要有铝合金断桥隔热门窗、塑钢门窗、铝木复合门窗

4、（包括铝包木、木包铝）。均为低传导率的型材配合节能玻璃。,4.1一般规定,4.1.5 在快速路、主干路、次干路和支路道路红线两侧50m范围内，新建住宅临街一侧应设计、采用具有空气声隔声性能的建筑门窗。 在快速路和主干路道路两侧50m范围内临街一侧，(RwCtr)要求不小于30dB； 在次干路和支路道路两侧50m范围内临街一侧，(RwCtr)不小于25dB。,4.1一般规定,4.1.6 高层塔式建筑和主体朝向为东西向建筑主要居住空间的东、西向建筑外窗，宜设置外遮阳设施。 此条是对建筑师的建议。 一般而言，外卷帘或外百叶式的活动遮阳实际效果比较好 ，但对外立面影响大。 遮阳措施也可以采用通过各种热

5、反射玻璃和镀膜玻璃、阳光控制 膜、低发射率膜玻璃等 。效果也比较显著，对外立面影响小。,4.1一般规定,4.1.7 7层及以上（含）的建筑外窗宜采用内开启形式。确需采用外开窗或推拉窗时，窗扇必须有防松脱装置。 建设部2003年颁布的全国民用建筑工程设计技术措施（建筑）第10.4.2明确规定“高层建筑不应采用外开窗” 。 具体构造措施有以下建议：外开窗应设置多点锁或可锁闭的执手、设置安全扣，推拉窗的框和扇应有足够的搭接量，同时应设置防盗块。,4.2 建筑门窗物理性能要求,4.2.1 建筑外窗物理性能及试验方法应满足表4.2.1的规定。,4.3 门窗立面设计,4.3.1 建筑门窗立面尺寸，应根据天

6、然采光设计要求的各类用房窗地面积比和建筑隔热节能要求的窗墙面积比等综合因素合理确定。 此条针对建筑师 。 主要考虑民用建筑设计通则、防火规范 、居住及公共建筑节能标准等对门窗的要求,4.3 门窗立面设计,4.3.2 平开门扇的最大宽度不宜超过900mm，最大高度不宜超过2400mm；推拉门扇的最大宽度不宜超过1000mm，最大高度不宜超过2400mm。 门窗扇的宽度和高度取决于配件的承载力和所选门窗系列的截面。,4.3 门窗立面设计,4.3.3 外平开窗扇的最大宽度不宜超过650mm，最大高度不宜超过1500mm；推拉窗扇的最大宽度不宜超过900mm，最大高度不宜超过1800mm。 外平开窗扇

7、宽度不宜过宽，过宽有以下隐患： 易产生窗扇掉角现象； 不方便使用，开启轨迹超过人的手臂，窗扇开不到位，同时使人产生不安全感； 窗玻璃室外侧的清洁困难。,4.3 门窗立面设计,4.3.4 门窗的立面开启构造形式(如外平开、推拉、上悬、立转、内平开下悬等)、开启面积比例和安装型式，应根据各类用房使用特点具体确定，必须满足房间自然通风导引风路的要求，并保证启闭、美观、维修方便和安全性。 窗扇的开启应方便使用、安全和易于清洁。,4.4门窗结构设计,4.4.1 作用于门窗上的风荷载标准值，根据现行国家标准GB 50009建筑结构荷载规范的有关规定按下式计算： wk =gzS1z w0 wk风荷载标准值（

8、kN/m2）； gz阵风系数； s1局部风压体型系数；可折减 z风压高度变化系数； w0基本风压（kN/m2），50年一遇 注意：参照门窗产品分级标准和浙江省实际情况，门窗设计所用的风荷载标准值wk计算值小于1.0 kN/m2时按1.0 kN/m2采用。,4.4门窗结构设计,4.4.2 门窗杆件应根据受荷情况和支承条件采用结构力学弹性方法计算内力和挠度，计算方法参见JG/T 140-2005 未增塑聚氯乙烯塑料窗附录D(建筑外窗抗风压强度、挠度计算方法)确定。不同种类门窗的主要受力杆件应符合表4.4.2的规定。 表中：u挠度设计值； u主要受力杆件弯曲相对允许挠度值。,4.4门窗结构设计,4.

9、4门窗结构设计,D.4 计算弯矩、剪力得出弯曲应力与剪切应力。 D.5计算挠度。,4.4门窗结构设计,4.4.3 玻璃厚度、面积应经计算确定或按规范选用，计算或选用方法应符合JGJ 113建筑玻璃应用技术规程的规定。 两种方法：计算确定或按规范选用 玻璃强度设计值：应考虑玻璃的种类系数、玻璃强度位置系数、荷载类型系数以及玻璃厚度系数。 荷载类型系数一般取短期荷载 。,4.4门窗结构设计,4.4.4 进行玻璃的设计选用时还应考虑下列情况必须采用安全玻璃。 1. 7层及7层以上建筑物外开窗； 2. 单块玻璃面积大于1.5m2； 3. 门玻璃和固定门玻璃； 4. 距离可踏面高度900 mm以下的窗玻

10、璃； 5. 倾斜窗、天窗及易遭受撞击、冲击而造成人体伤害的其他部位窗。 安全玻璃 ：指符合现行国家标准的钢化玻璃、夹层玻璃及由钢化玻璃或夹层玻璃组合加工而成的其他玻璃制品。 常见安全玻璃的种类： 1）单片钢化玻璃，双钢化中空玻璃 2）夹层玻璃（可以是平板玻璃、半钢化玻璃、钢化玻璃） 3）铯钾防火玻璃,4.4门窗结构设计,4.4.5 材料的重力密度可按表4.4.5采用。,4.4门窗结构设计,4.4.6 门窗用玻璃的长期强度设计值可按表4.4.6采用。 当玻璃用于屋面或与水平面夹角小于75时，按此值选取。一般情况下可按建筑玻璃应用技术规程JGJ 113-2009的表4.1.8短期荷载下玻璃强度设计

11、值取值。,4.4门窗结构设计,4.4.7 铝合金型材的强度设计值可按表4.4.7采用。,4.4门窗结构设计,4.4.8 材料的弹性模量可按表4.4.8采用。 弹性模量：材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系，其比例系数称为弹性模量。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小 。 EA,EI,4.4门窗结构设计,4.4.9 作用于框与扇连接件的力的设计值，应不大于配件承受力的设计值。 注意螺钉的公称直径 4.4.10 隐框窗、半隐框窗所用的硅酮结构密封胶粘结宽度Cs和粘接厚度ts的设计，应符合JGJ 102玻璃幕墙工程

12、技术规范的规定。 进行计算，且粘结宽度Cs不小于7mm，粘接厚度ts不小于6mm，粘结宽度应该大于粘接厚度，但不宜大于粘接厚度的2倍。,4.5 气密性能设计,4.5.1 气密性能设计指标应符合下列规定： 1. 浙江省居住建筑16层的门窗的气密性能4级（在10Pa压差下，单位缝长空气渗透量q1应2.5m3/(mh),且单位面积空气渗透量q2应7.5m3/（m2h）；7层及以上的门窗的气密性能6级（在10Pa压差下，单位缝长空气渗透量q1应1.5m3/(mh)，且单位面积空气渗透量q2应4.5 m3/（m2h）。 2. 公共建筑门窗的气密性能6级（在10Pa压差下，单位缝长空气渗透量q1应1.5m

13、3/(mh),且单位面积空气渗透量q2应4.5m3/（m2h）。,4.5 气密性能设计,4.5.2 气密性能构造设计要求： 1. 在满足自然通风要求的前提下，适当控制门窗可开启扇与固定部分的比例； 2. 合理设计门窗缝隙断面尺寸与几何形状，提高门窗缝隙空气渗透阻力； 3. 采用耐久性好的硅酮密封胶或橡胶条进行玻璃镶嵌密封和框扇之间的密封； 4. 推拉门窗框扇采用摩擦式密封时，应使用密度较高的硅化密封毛条、采用中间加胶片的硅化密封毛条或软质橡胶密封条，确保密封效果； 5. 平开门窗框扇密封胶条应采用三元乙丙橡胶条或硅橡胶条。 6. 密封胶条和密封毛条应保证在门窗四周的连续性，形成封闭的密封结构。

14、 7. 平开扇高度大于900mm时, 应采用多点执手。,4.6 水密性能设计,4.6.1 水密性能设计指标P按抗风压性能设计指标的0.1倍设计，但最小不得低于150 Pa。 4.6.2 当有特殊要求时，建筑设计可提出具体的水密性能指标。,4.6 水密性能设计,4.6.3 水密性能构造设计要求： 1. 宜采用等压原理及压力平衡设计门窗的排水系统，确保玻璃镶嵌槽以及框与扇配合空间形成等压腔； 2. 对于不采用等压原理及压力平衡设计的门窗结构，应采取有效的多层密封防水措施和结构防水措施，实现水密性能设计要求； 3. 排水槽的尺寸、数量、分布应保证排水系统的畅通，槽宽宜为5mm，长度宜为2040mm。

15、对有纱轨的推拉窗，内、外排水槽一般宜各开两个（内排水槽在室内侧、外排水槽在室外侧），内、外排水槽应错开设置，分别开在外窗关闭时没有窗扇的扇轨上。无纱轨的推拉窗不可设置内排水槽。面积大于3.5m2的门窗宜适当增加排水槽，并在室外侧配置防风盖； 4. 门窗型材构件连接和附件装配缝隙以及门窗框与洞口墙体安装间隙均应有防水措施； 外门窗框或副框与洞口之间的间隙应采用弹性闭孔材料填充饱满，并使用密封胶密封；外门窗框与副框之间的缝隙应使用密封胶密封。,4.6 水密性能设计,推荐使用等压原理。,4.6 水密性能设计,4.6.4 门窗洞口外墙体应有排水措施，门窗洞口上沿应做滴水线或滴水槽，滴水槽的宽度和深度均

16、不应小于10mm。外窗窗台面应做散水坡度。 门窗出现问题最多的不是门窗本身的水密性，而是门窗与上下沿口交接处出现渗漏。,4.7保温隔热性能设计,4.7.1 门窗的保温性能设计，应符合国家建筑节能设计标准的有关规定。 针对本省目前可以参考的现行的国家及地方的节能设计标准有： 1）民用建筑热工设计规范GB 50176-93 2）公共建筑节能设计标准GB 50189-2005 3) 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2001 4）建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T151-2008 5) 公共建筑节能改造技术规范JGJ176-2009 6）公共建筑节能设计标准DB33-1036-200

17、7 7）居住建筑节能设计标准DB33/1015-2003,4.7保温隔热性能设计,4.7.2 门窗隔热构造设计要求： 1. 铝合金门窗提高保温性能，应采用隔热铝型材； 2. 玻璃宜采用热反射中空玻璃或遮阳型LOW-E中空玻璃； 3. 门窗玻璃镶嵌缝隙及框与扇开启缝隙，应采用具有柔性和弹性的密封材料密封。 隔热铝型材两种形式：穿条式 、浇注式,4.7保温隔热性能设计,4.7.3 本省属于夏热冬冷地区，建筑外窗、外门的面积不宜过大。新建建筑（窗墙比小于0.25的建筑、教室、厂房除外）K值应3.2 W/K。 本条对新建建筑传热系数的最低要求做了一般规定。同时应满足公共建筑节能设计标准DB33-103

18、6-2007和居住建筑节能设计标准DB DB33/1015-2003的规定。,4.8隔声性能设计,4.8.1 对有隔声要求的门窗，隔声性能指标的确定应符合下列规定： 1. 空气声隔声性能(RwCtr)不小于30dB （快速路和主干路道路两侧50m范围内临街一侧）； 空气声隔声性能(RwCtr)不小于25dB （次干路和支路道路两侧50m范围内临街一侧）。 2. 如对隔声性能有更高要求，应根据建筑物各类用房允许噪声级标准和室外噪声环境情况，合理确定门窗隔声性能指标。 玻璃的合理选用 门窗玻璃镶嵌缝隙及框、扇开启缝隙处理。 门窗框与洞口墙体之间的安装缝隙处理 。,4.8隔声性能设计,4.8.2 门

19、窗隔声构造设计要求： 1. 提高门窗隔声性能，宜采用中空玻璃、夹层玻璃或单层厚玻璃； 2. 门窗玻璃镶嵌缝隙及框与扇开启缝隙，应采用具有柔性和弹性的密封材料密封。,4.9防雷设计,4.9.1 金属门窗防雷设计,应符合GB 50057建筑防雷设计规范的规定。一类防雷建筑物其建筑高度在30m及以上的外门窗，二类防雷建筑物其建筑高度在45m及以上的外门窗，三类防雷建筑物其建筑高度在60m及以上的外门窗应采取防侧击雷和等电位保护措施，与建筑物防雷系统可靠连接。,4.9防雷设计,4.9.2 门窗防雷构造设计应符合下列规定： 1. 门窗外框应与主体结构的避雷引下线进行可靠连接； 2. 门窗外框与防雷连接件

20、连接处，应先将其非导电的表面处理层除去，再与防雷连接件连接； 3. 防雷连接导体可采用热浸镀锌处理的直径不小于10mm圆钢或254扁钢，导体应与建筑物防雷装置和窗框防雷连接件进行可靠的连接，采用焊接时焊缝长度不小于100mm。,4.9防雷设计,4.9.3 建筑主体结构的避雷引下线由土建施工单位提供。 明确了避雷引下线的设置方，明确了建筑防雷的主体。,4.10其它安全性设计,4.10.1 开启门扇、固定门以及落地窗的玻璃，必须符合JGJ 113建筑玻璃应用技术规程中的人体冲击安全规定。 4.10.2 推拉窗用于外墙时，必须有防止窗扇向室外脱落的装置。,4.10其它安全性设计,4.10.3 有防盗

21、要求的建筑门窗，可采用夹层玻璃和可靠的门窗锁具，门窗扇应有防止从室外侧拆卸的装置。 推拉门窗扇易从室外拆卸，应设防盗块；平开窗宜设安全扣。 4.10.4 儿童或室内其他人员易从窗户跌落室外的部位，窗的开启扇宜采用带钥匙的窗锁、执手等锁闭器具，或者采用铝合金花格窗、花格网、防护栏杆等防护措施。 4.10.5 安装在易于受到人体或物体碰撞部位的玻璃应采取适当的防护措施。对于碰撞后可能发生高处人体或玻璃坠落的情况，必须采用可靠的护栏。,4.11 设计试验验证,4.11.1 试验验证 1 单扇高度大于1800mm的外窗、单扇宽度大于1000mm的外门在安装前应进行抗风压性能设计校核和试验验证。 2 组

22、合窗应在安装前进行组合窗的抗风压性能设计校核和试验验证。 3 隔热铝合金型材当门窗构件长度超出2000mm时,应检测其在室内外温差20的作用下导致的弯曲变形值，弯曲变形绝对值应不大于2.5mm。 为满足设计需要，住宅建筑中大量使用了飘窗、落地窗等大规格外窗及外门，一般高度在1800mm以上的外窗和宽度在1000mm 以上的外门窗，其密封性能、抗风压性能及五金件的配置要求较高，因此需要进行设计试验。 规范鼓励新技术和新的门窗型式，但对于超常规的产品一定要经过认真设计，并且进行试验验证。本条对需要进行设计验证的条件进行了规定。,门窗常见问题分析及解决方案,一个完善合理的门窗应该具备的条件： 1、一定的结构强度以确保安全：构件强度和连接强度。 2、优异的水密性能 3、优异的气密性能 4、较优的保温隔热性能 5、较优的隔声性能,门窗常见问题分析及解决方案,门窗常见问题,门窗常见问题分析及解决方案,门窗常见问题分析及解决方案,门窗常见问题分析及解决方案,连接强度不足处理 角连接、 T字