转动窗设计.doc

商丘科技职业学院毕业论文 绪论在建筑迅猛发展的今天，作为建造构件最基本元素的窗，其设计不断推陈出新，进入了功能与形式并重的新阶段。越来越多的住宅开发项目开始关注窗的设计，甚至将其作为“打造品牌”、“树立形象”的重要手段。但是，由于窗的设计受到诸多因素的影响，并且各个因素之间又经常相互制约。 转动门窗是继木、铁、铝门窗之后，窗户材质还是塑钢类型的材料最好。在90年代中期被国家积极推广的的一种门窗形式。由于其价格较低，性能价格比较好，现仍被广泛使用。但由于转动门窗制作、安装以中小型企业偏多，在转动门窗的制作安装中尚存在一定的问题。因此，本文欲对转动门窗制作、安装中的几个问题进行探讨。因为转动门和窗的制作很相似，为了叙述方便，本文只讨论转动窗以及其节能利用方面的情况。窗在建筑设计中有着十分重要的地位,它既要满足建筑的基本功能的需求,也要满足人们的审美要求。最初的窗只是墙上通风采光的洞，但随着现代建筑的发展，科技的进步以及新型材料的发明和结构的更新，使得窗在形式和功能等方面都发生了重大变化。当今，窗不仅功能更加合理，并且在形式、节能、构造上也更加完善。生态和高科技结合已经成为今后窗的发展趋势，窗也将更加千变万化。中国工程院院士顾真安、中国科学院广州分院院长陈勇等7位国内权威专家组成的鉴定委员会认为，该项目在机械动力、传感、电机、电路集成等光、机、电及网络远程控制上实现了技术集成，解决了单点转动开窗、智能控制模块网络以及标准连杆电动开启等技术难题，研制成功了多功能高效智能窗；该项目在基于网络的多传感集成、可靠性设计、内置开窗、反扣连杆以及单动作自动手动转换等技术方面具有自主创新性。为了防止烟雾进入消防通道，传统理念都将窗户设计为固定玻璃，但烟雾还是会因人员逃生涌入到消防通道中，这增加了后续逃生人员的危险性。中锋高效智能窗会根据消防楼梯通道内部的烟雾浓度自动开启，让通道内有大量的流通空气，同时让烟雾最大程度地释放到室外，更有效地保护人员安全。在家居建筑里安装中锋高效智能窗，可有效地保护家居安全。我国浴室煤气中毒死亡人数每年都有增长，燃气爆炸事件也时有发生。这一切追根究底是因为房内无法自动通风换气，致使燃气、毒气浓度达到一定程度时产生危险。中锋高效智能窗把过去的被动呼叫报警变为主动控制，当燃气或有害气体泄漏达到0.1%的浓度后，感应器将会自动报警并打开窗户，把可燃、有害气体散发到室外，保护了人身生命安全和家居安全，减少了火灾和爆炸等恶性事故的发生。中锋高效智能窗的风雨感应功能同样具有保护家居的作用。人们再也不需要担心下雨对室内的影响，更不需要担心台风袭击把窗扇吹掉的事情，有效解决了因台风窗扇坠落伤害行人和砸坏物体的安全难题。在风雨和有毒气体泄漏同时存在时，同样能实现有毒气体优先，使窗户保持开启状态。一、转动窗设计1.1关于转动窗的搭接量与中空玻璃厚度的确定 转动窗框与窗扇采用搭接方式进行密封，扇与框的搭接部分称为搭接量。行业标准对搭接量没做规定。对于平开窗，搭接量一般在810mm 之间。如条件允许，搭接量尽量选择大些，这样，在安装和使用中，即使框扇搭接位置少许错位，也能保证框扇之间的密封。采用不同的五金件，也是影响搭接量的因素。若采用普通的执手，框扇搭接量可选择大些，若采用传动执手，框扇之间需要一定的间隙安装传动器，所以搭接量就得小些，否则，安装在扇上的传动器易与窗框相碰，影响窗扇的开关。因此，即使采用同一种型材，搭接量也应该分别确定。如采用大连实德集团生产的60系列塑料型材生产平开窗，不带传动器的平开窗的搭接量定为8mm.这是有些企业所忽视的。对于推拉窗，以常用的扇包框的欧式型材为例，搭接量由窗框凸筋、窗扇凹槽和滑轮尺寸决定的。通常凸筋、凹槽尺寸相同（也有凸筋尺寸大于凹槽尺寸的），为2022mm.扇凹槽尺寸减去滑轮高度，就是扇与下框的搭接量，滑轮高度一般为12mm，则搭接量为 810mm.行业标准要求框扇之间搭接量均匀，那么扇与上框的搭接量也是810mm.推拉窗搭接量的大小影响窗的密封、安全、安装、日常使用等方面。以槽深20mm的型材为例（大连实德集团生产的推拉窗为该尺寸），采用12mm高的滑轮时，扇与框的凸筋（即滑道）根部的间隙为12mm（20mm- 8mm=12mm），这个间隙供窗扇安装和摘取用。安装窗时，窗扇与下框凸筋顶部仅有4mm安装间隙。由于窗框和窗扇制作的尺寸偏差，窗框安装的直线度偏差，以及所采用的滑轮的高度变化，都会使框扇的实际搭接量和安装间隙发生变化。当扇与上框搭接量增大时，安装间隙减小，严重时会使窗扇安装困难，窗与上部密封块摩擦力增大，造成窗扇开启费力；上部搭界搭接量减小时，会使密封性能下降，搭接量太小时，还会增加推拉窗脱落的危险。因此，在搭接量确定时要注意所采用的塑钢型材框凸筋、扇槽深的尺寸变化以及所选用的滑轮、密封块的尺寸的配套性。门窗框、扇尺寸公差的制定和生产工艺规程的制定要幼小的控制搭接量。 中空玻璃因其良好的隔热、隔音性能而越来越多的被采用，其厚度主要由玻璃和中间隔条的厚度决定的。隔条生产厚度一般有6mm，9mm和12mm三种规格（指中空玻璃制成后中间隔条的尺寸）。玻璃一般采用5mm和4mm的，中空玻璃的厚度的选择是由塑料框（固定框）、扇主型材、玻璃压条和玻璃密封胶条三者决定的。中空玻璃选择厚了，无法安装玻璃压条，中空玻璃选择薄了则密封不严，容易透水，玻璃也容易串动。仍然以实德集团生产的60系列固定窗和80系列的推拉窗为例加以分析，实德60系列固定窗安装5mm平玻时，其玻璃压条的厚度为34mm，若安装中空玻璃，用双玻压条的厚度为19mm，其安装玻璃间隙增加15mm，则中空玻璃厚度应为20mm（5mm+15mm=20mm），此时可采用5mm+9mm+5mm（玻璃+隔条+玻璃）的中空玻璃，或4mm+12mm+4mm的中空玻璃，必要时，可采用相应厚度的玻璃密封胶条补偿尺寸的变化。80系列推拉窗，安装单层玻璃时，其单层玻璃压条厚度为20.5mm，而安装双层玻璃压条厚度为7.5mm，采用双层玻璃压条其间隙增加13mm，则中空玻璃总厚度可选用4mm+9mm+5mm =18mm，近似的也可以采用4mm+9mm+4mm=17mm或5mm+9mm+5mm=19mm. 确有必要时，通过改变密封胶条的厚度加以补偿。二、关于窗户太阳热能的利用设计要求：经济合理，新颖别致，有观赏及使用价值，能满足大众的需求。2.1窗户太阳能的意义窗户是建筑必不可少的组成部分，也是建筑外围护结构保温性能最薄弱的部位，因此，窗户作为建筑节能的突破口，在建筑节能设计中占有重要地位。近十年来新技术、新工艺的出现，使窗户结构摆脱了单一的钢木和传统的平板玻璃，涌现出铝合金断热框，塑钢框，低辐射镀膜（Low-e）玻璃和中空窗等各种新型材料和结构。这为降低窗户能耗提供了基础，同时也使窗户热工参数的变化范围更加广泛，性能等级更加丰富，从而，不能再简单的凭窗户的传热系数来评价窗户热工性能的优劣。随着各种节能窗户的出现，窗户的太阳得热系数出现很大差别，并显著影响窗户的热工性能。我国严寒地区冬季气温低，时间长，采暖度日数较大，但冬季日照时间也相对较长，日照百分率比较高，故在建筑中应充分利用太阳能量，特别是南向窗户的太阳辐射。这对于节约采暖能耗，提高热舒适程度，增进人民健康具有重大意义。窗户的得热和失热形式包括：太阳得热、热交换和空气渗透，相对于这些形式各有对应的评价参数，即太阳得热系数SHGC、整窗传热系数UW和空气渗透率L。太阳得热系数（SHGC）定义为透过窗户进入室内的太阳能量与入射到窗户外表面的太阳能量的比值。透过窗户的太阳能量包括：直接透过窗户进入室内的热量，和各层玻璃吸收太阳能量后，作为一个个独立的小热源，向室内的热量。SHGC的理论值为0到1，实际值约在0.15到0.80之间，该值越小，相同条件下，窗户的太阳辐射得热就越少。2.2窗户热工参数计算与能耗计算选取有代表性的9种窗户，利用WINDOW4.12专业窗户计算软件分别计算出它们的整窗传热系数U和太阳得热系数SHGC。U值的计算条件：室外气温-18，室内温度21；风速6.7m/s；无阳光。SHGC的计算条件：室外气温-32，室内温度24；风速3.4m/s；太阳直射783w/m2。玻璃厚度为6毫米.。中空窗结构：6mm玻璃+12mm干燥空气层+6mm玻璃。低辐射镀膜玻璃的膜层位于两层玻璃之间朝外的玻璃上。窗户一律为平开式。计算结果见表1。可以看到，窗户编号从0至8，窗户传热系数U依次降低。表2-1窗户类型及其热工参数 窗户编号玻璃类型窗框U（w/m2k）SHGC0白色单玻铝合金7.490.791白色单玻塑钢4.840.622白色中空玻璃铝合金断热3.700.643白色中空玻璃塑钢2.780.554双层白玻璃木框2.770.565中空茶色玻璃塑钢2.590.426三层白玻璃塑钢2.010.517中空低辐射膜，e=0.2塑钢1.870.528中空低辐射膜，e=0.08塑钢1.700.42注：e表示低辐射镀膜玻璃的远红外发射率。普通一层民宅，建筑面积93平方米（1000平方英尺），窗户平均分布在东西南北四面墙上，窗户总面积占房间建筑面积的15%。对于上述房间，在不改变其它设置的情况下，利用RESFEN3.13软件分别计算出对应于不同城市气象参数和不同窗户热工参数的供暖季窗户能耗。在每次计算中更改窗户的太阳得热系数、传热系数和逐时的气象参数，而其它参数保持不变。由模拟计算可以得到供暖季各朝向每平方米窗户的窗户能耗。窗户能耗为正，表示窗户是散热的；窗户能耗为负，表示窗户是得热的。以白色单玻铝合金窗户（即表1中编号为0的窗户）的能耗为基准，记为H，其它窗户能耗为Hn，定义HR为其他空户相对于基准窗的节能百分比；HR=（H-Hn）/H100%HR代表了节能效果，HR越大，节能效果越好，节能效果最好的窗户定义为1级（仅限于所选的窗户范围内）。2.3计算结果及分析窗户的太阳热系数显著影响窗户能耗稳态的窗户能量平衡方程可以表达为：窗户传热量ER=（太阳得热*窗户传热损失）-空气渗透热损失 =HtFiSHGC-（Ti-To）UW-（Ti-To）L（CP）/AW其中： Ht：供暖季平均太阳辐射强度（W/m2）； Fi：入射角修正系数； SHGC：窗户的太阳得热系数（垂直入射条件下）； UW：窗户传热系数（W/m2/K） Ti：室内温度（ ） To：室外平均温度（ ） L：空气渗透率（m3/S） AW：窗户面积 CP：空气热容（1200J/m3/K）。 ER大于0表示窗户得热；反之，ER小于0表示窗户散热。从式2看出，如果（HtFi）大于（Ti-To），那么太阳得热系数的权系数就大于窗户传热系数的权系数，实际情况也往往是这样故太阳得热系数可以显著影响窗户能耗。2.4能源利用注意事项1应该引入太阳得热系数来评价窗户热工通过以上计算分析可以看出，太阳得热系数了是影响窗户能耗的重要因素。这点，应该引起门窗生产厂家和研究设计人员的关注。目前我国窗户行业对窗户的太阳得热性能还不是很重视，门窗检测对窗户热工性能的标定也只限于窗户的传热系数。2低传热系数的窗户并不一定最节能对于严寒地区，盲目选用低传热系数同时也是低太阳得热系数的窗户，将造成资金和能源的浪费。反之，把窗户的传热系数和太阳得热系数综合起来考虑，才能选择一个真正适合该地区的具有优越热工性能的窗户。3合理利用太阳能特别是南向窗户的太阳辐射有利于节约能源窗户的太阳得热对于严寒地区窗户能耗有显著影响，合理利用窗户的太阳得热，特别是南向窗户的太阳辐射，有利于节约采暖能耗，节省开支。总之，窗户的热工设计不应该只是被动设防，而要加入主动利用能源的设计思想。为了减少严寒地区采暖供热的热损失和能源消耗，应充分利用太阳能，在进行窗户节能设计时不但要重视其传热系数，也要兼顾其太阳得热系数。三、转动窗的质量问题3.1转动窗的功能性质量 产品功能性质量首先来源于产品的设计质量。整体上看，我国窗业现有两大设计阵营：一是中国传统的窗结构设计和窗型设计；二是九十年代中期引入我国的以欧式窗特别是德国窗结构为主的设计。传统的窗在产业化进程中没有得到长足的发展，已逐步地被淘汰，而以塑钢窗为代表崛起的新一代欧式窗，从结构上满足了基本的使用要求。在国家产业政策的引导下，2000年塑钢窗的产量达到了空前的高度，但此后其市场占有量一直呈下滑趋势，根本的原因是低水平的制造工艺改变了人们对它的认识，当然也和铝合金的改进是分不开的。主流窗的系统设计方面，我国几乎都是学生。塑料窗以veka为代表，铝窗以旭格为代表，木窗以美驰引进的68系列为代表。这三种窗型占据了全部窗市场90。这种系统的设计的质量是国内窗业共享的。看看目前的一些窗企业简介，十有八九是引进了欧洲的技术或设备。表面上看系统的设计质量区别不大，但事实并非如此。首先是对引进系统的理解，其次是对引进系统的改进。一些从不出国门的企业大谈欧式窗的系统，常常会引起一些业内的笑话。如门窗系统中的气压平衡原理，被一些企业拿多道密封向市场推广其优越的密封。有些企业在计算门窗最大允许面积时，只考虑玻璃的抗风压能力，而不计算是否超出玻璃压条最大负荷。只有正确的理解，才有可能进行合理的改进。例如欧式窗中配纱窗的较少，也没有外开，而这种本地化的需求在做一些科学的改进后均可HotTag实现。这种细小的改进使产品的差异化加大，为独特性创造条件。还有一个层面是实用窗型设计，我们业务人员最常抱怨的一名话就是“别人小厂都能这样做我们为什么不能这样做”。欧洲门窗系统设计中对窗型设计有严格的要求，塑钢窗的代表veka公司加工手册中明确规定门的高度应为2200mm，单块玻璃最大允许面积为四个平方，但市场上超过这两个标准的门窗比比皆是。如我们在马路上随便抬头看一眼，就能发现很多窗型设计上的缺陷：分割比例不协调、开启面积不够等等，更有甚者在安全上考虑不周，超大超高的窗型都敢做。门窗的单体跨度一定要计算简支梁的惯性距，扁钢做成横挺想起到加强使用，是毫无作用的。这种常见的设计缺陷在一些有相当规模的企业也相当普遍，不知道他们把客户的满意与安全是如何考虑的！3.2安装和服务质量转动窗的安装行内人士都认为是非常简单，其实也存在诸多问题。如很多企业用四边都打膨胀螺栓的办法固定窗框，这是不科学的。按照欧式门窗的安装方法，左右两端用膨胀螺栓固定，上下应使用连接件固定，这样既保证了结构的稳定，又保证了上下不从连接件处渗入墙体水。铝合金窗体的的安装，有一些还采用铁件螺钉固定和连接，这都是不科学的，没有考虑到铁与铝会发生的电解腐蚀对门窗质量的影响。讲到服务质量，一般都讲的是售后服务质量，这是局限性的理解。服务质量包括不限于和客户接触的全过程。美驰公司自2000年起就把自己定义为服务型企业，用服务统领全局。在设计理念上注重人性化设计，在销售中，把销售理解为“为用户提供增值服务”，在生产中确立了“下道工序就是用户”的品质观念，在售后方面把被动的提供变为主动的提醒。对于8年前的客户，美驰公司还保持一年两次的联系。总之，产品的服务质量是把其它质量传递给客户的情感纽带。转动窗行业是一个资金及科技含量较高、发展潜力巨大的行业。门窗的需求带来了门窗业的发展，门窗业的发展同时也推动了门窗市场的需求之门。与地板、洁具、瓷砖等行业相比，北京的门窗业尚未形成强有力的领导品牌，虽然北京市场门窗企业达1017家，大多还在低水平的层面竞争。与国际大型门窗公司相比更是相差甚远。如国际上最大的门窗企业一年的产量是300万樘，而北京的门窗业现在还没有产值过亿的企业。这种差距应该引起同行的关注，把品牌与民族情结联系，只有注重品牌经营，开展品牌营销，才能取得深远的发展。 四、窗户安装时的注意问题4.1 关于转动窗的安装常言说：三分制作、七分安装。由于有些建筑施工单位不很了解塑钢窗的安装特点、技术要求，因此，负责门窗安装的塑钢门窗厂应积极和建筑施工单位协调，做好塑钢门窗的制作、安装工作。例如，塑钢窗的安装间隙时如何留的，固定窗的预埋件的位置怎样，预埋件的位置与窗的固定件安装的国家标准不一致（事实上不一致的现象很普遍）怎么办？建筑施工中门窗规格、数量是否与建筑图纸一致。采用发泡剂填充洞口间隙时，是先抹砂浆还是先安装窗，这些都是需要同建筑施工总包单位商讨的。必要时向建筑施工单位提供塑钢窗的安装规范。门窗安装定位的基准线最好与建筑施工采用统一的吊线坠。由于塑钢窗刚性较差，抹灰时易使窗框向内凸起，还应派人检查，在水泥为凝固时及时采取补救措施。4.2 关于伸缩缝的填充一般情况下，钢、木门窗与洞口的间隙是采用水泥砂浆填充的，对塑钢门窗而言，因PVC 塑钢窗框的热膨胀系数远比钢、铝、水泥的大，用水泥填充往往会使塑钢窗因温度变化无法伸缩而变形。因此，应该用弹性材料填充间隙。实际上间隙的填充比较混乱，有用岩棉的、有用水泥砂浆的。在塑钢门窗安装及验收的国家标准中提出，窗框与洞口之间的伸缩缝空腔应采用闭孔泡沫塑料、发泡聚苯乙烯等弹性材料填充。其特意提出闭孔泡沫塑料，是希望填充物吸水率低，岩棉显然是不具备这一特性的。用发泡聚苯乙烯板材在现场填缝是比较费事的，因此，有的门窗厂将其裁成条后绑在窗框上，外面再裹上塑料包布加以保护。填充伸缩缝比较好的方法是采用塑料发泡剂。其具备较好的粘结、固定、隔音、隔热、密封防潮、填补结构空缺等作用。在国外的门窗安装中应用是比较普遍的，目前，在国内也逐渐被采用。因其价格较高，为降低安装成本，一般需要先有建筑施工单位把洞口用水泥砂浆抹好，单边留出5mm左右间隙（其间隙大小视洞口施工质量而定），塑钢窗采用膨胀螺栓定位后，用塑料发泡剂填充其间隙。4.3关于窗框窗扇的较直由于塑料型材的刚度较差。窗框、窗扇易出现弯曲变形的现象，不仅影响美观，也影响窗的密封性能。当窗框、窗扇的四个角焊好后，是很难校正的。因此。校正工作必须在焊接前进行。首先，下好的增强型钢不直的要先校正。对装配完增强型钢的窗框、窗扇构件焊接前要进行检查，其校直的简便方法是将窗框、窗扇构件插入相隔一定距离的两横杆之间，类似杠杆的道理将其扳直。五 安装工艺5.1转动窗安装过程1清理洞口，将灰渣铲平、扫净。2窗框立于洞口，用吊线锤、规尺和水平仪等确定框的安装位置，安装一个固定卡，并作木楔临时定位。必须要保证整栋门窗的水平位置与垂直位置的一致性。3、 调整好窗框水平垂直度，由上而下将框与墙体连接固定，安装连接件定片与膨胀管、自攻螺丝、或射钉。固定件距框两头距离为180左右，固定件之间的距离不应超过500，窗框与墙体连接点一般上下左右不少于8个。4、 窗框安装完毕，进行自检，并做好检查记录，检查合格后方可打发泡剂，框下方一般不打发泡剂。5、 土建外粉结束，打好窗框四周的防水胶，严防渗漏。扇与玻的安装： 做好外框的清理，确保具备符合扇的安装条件。扇投入窗框中后，调整扇的水平度、垂直度，保证与框的搭接量均匀、规范。 安装好门窗各种配件，保证门窗开启灵活、安全。5.2转动窗安装注意事项1、 推拉窗安装时，通常先固定框，然后再将扇安装在框上，所以推拉框顶部的密封胶未固定，等扇安装后再作螺丝固定。若需月牙锁，锁座也在扇玻璃安装好后再固定在扇上。2、 安装过程中严禁使用锐器或其他金属硬件碰击门窗。3、 妥善保管好门窗的附件如玻璃压条、连接型材等，以防丢失和损坏。4、 窗的连接一般连接用自攻钉连接两个窗框，螺丝之间的距离未500左右，且每边不少于三个，此种连接主要用于低层建筑或窗外框具有两边靠墙的连接。质量管理体系、目标及措施。所有的产品质量、工程质量都要达到合格标准，消除不合格产品及工程，多创优良产品及工程。 无出厂质量合格证明的原材料，一律不准使用，不合格产品不能应用于工程项目。 按国家规范及合同规定组织生产、安装，一律不准降低质量标准。 安装完毕要做好清洁整理工作，门窗表面上的保护膜在验收合格交付使用后方可揭下。若有油污可用水溶性洗涤剂清洗。六、选择窗材应考率的因素要选择型材，先要了解塑钢窗所选用得PVC型材。PVC型材式塑钢窗质量与档次的决定性因素，好的PVC型材应该是合理设计的多腔体，壁厚，配方中含抗老化、防紫外线助剂，从外表上看应该是表面光洁、颜色青白。中低档的型材是白中泛黄，这种颜色防晒能力差，使用几年后会越变越黄直至老化、变形、脆裂，其原因就是型材配方中含钙太多。考虑到目前大多数房子的窗户面积较大及高层建筑较多，所以型材的壁厚应选择大于2.5毫米，内腔为三腔结构（具有封闭的排水腔和隔离腔、增强腔）的型材，这样才能保证窗户使用几十年不变形。另外这样的型材不易变色、不易老化。七、结论 塑钢转动窗生产安装中的问题还有很多，本文在这里不一一列举。其实，有些问题解决起来并不十分困难，愿意通过本文的讨论，使一些企业，特别是一些刚接如此行业的中小型企业有所收益，从而促进塑钢转动窗这一产业健康发展。踉踉跄跄地忙碌了两个月，我的毕业论文课题也终将告一段落。虚荣的成就感在没人的时候也总会冒上心头。但由于能力和时间的关系，总是觉得有很多不尽人意的地方，譬如自己有可能有一些偏激，可是，我又会有点自恋式地安慰自己：做一件事情，不必过于在乎最终的结果，可贵的是过程中的收获。以此语言来安抚我尚没平复的心。两年充实的生活告诉我，民族需要掌握先进理念、具有国际视野、熟悉具体环境的实战先锋；也告诉我，只有不断经历考验、挫折、甚至失败，才能逼近我们最终的理想。生于斯时，长于斯境，唯有以双倍的努力、十倍的耐心、百倍的豪情和千倍的执着来完成原赋的使命。参考文献1 Windows和dalighting集团大厦技术项目能源和环境司细胞淋巴瘤大学伯克利分校，美国窗4.1，1994。2 罗比米切尔，乔黄，Dariush Arasteh，罗伯特沙利文RESFEN 3.1，19993刘泉海，陈因等，电力电子技术，重庆重庆大学出版社20044PLC应用开发技术与工程实践，人民邮电出版社，20055 王也仿，可编程控制器应用技术，机械工业出版社20086 江华生 李鸣 高素萍等 .基于PLC的步进电机控制技术J.自动化技术与应用,2006.第25卷第10期，557 王晓明电动机的单片机控制 M 北京: 北京航空航天出版社，200213