門窗作為建筑外圍護結構的組成部分，無論是高檔建筑、還是普通住宅，都給予了不同的建筑功能和要求，如要滿足建筑效果、防雨、采光、通風、視野、保溫隔熱、隔聲等多種功能，才能為人們提供舒適、寧靜的室內環(huán)境，實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展的要求。鋁合金門窗是現(xiàn)在應用最廣泛的一類門窗，本文就如何設計出滿足建筑要求和功能的鋁合金門窗提出一此思路和看法。

一、門窗的建筑設計

門窗是建筑的單元，是立面效果的裝飾符號，最終體現(xiàn)出建筑的特點。盡管不同建筑對門窗的設計有不同的要求，門窗大樣分格千變萬化，但我們還是可以找尋出一些規(guī)律。

1．門窗立面分格要符合美學特點，分格設計時，要考慮如下因素

(1)分格比例的協(xié)調性。就單個玻璃板塊來說，長寬比接近黃金分格比是美的，不宜設計成正方形和長寬比達1:2以上的狹長矩形。

(2)門窗立面分格既要有一定的規(guī)律，又要體現(xiàn)變化，在變化中求規(guī)律；分格線條疏密有度；等距離、等尺寸劃分顯示了嚴謹、莊重、嚴肅；不等距自由劃分則顯示韻律、活潑和動感。

(3)至少同一房間、同一墻面門窗的橫向分格線條要盡量處于同一水平線上，豎向線條盡量對齊。

(4)門窗立面設計時要考慮建筑的整體效果要求，比如建筑的虛實對比、光影效果、對稱性等。

2．門窗顏色的選配(包括玻璃和型材的顏色)

門窗的顏色的選配是影響建筑最終效果的重要一環(huán)。在確定顏色時要與建筑設計師、業(yè)主等多方共同商定，最終要有建筑設計師的簽字確認。

3．門窗的個性化設計

可以根據(jù)顧客的不同愛好和審美觀點，設計出獨特的門窗造型。

4．門窗的通透性

門窗立面在主視部位的視線高度范圍內(1.5m～1.8m左右)最好不要設置橫框和豎框，以免遮擋視線。有些門窗需要采用高透光率的玻璃或者要求具有較大的開闊視野，便于觀看室外風景。

5．門窗的采光和通風

門窗的通風面積和活動扇數(shù)量要滿足建筑通風要求；同時門窗的采光面積也應滿足《建筑采光設計標準》(GB/T50033-2001)的規(guī)定和建筑設計圖的要求?！豆步ㄖ?jié)能設計標準》(GB 50189-2005)第4.2.4條規(guī)定：建筑外窗每個朝向的窗墻面積比均不應大于0.70。當窗墻面積比小于0.40時，玻璃的可見光透射比不應小于0.4。

二、門窗安全性設計

1．門窗鋁型材壁厚要求

2．門窗玻璃安全設計

(1)玻璃的選擇：玻璃厚度經(jīng)計算確定，并不宜小于5mm。建筑下列部位的門窗必須采用安全玻璃(鋼化玻璃或夾層玻璃)：

(a)7層及7層以上建筑外開窗；

(b)面積大于1.5㎡的窗玻璃；

(c)玻璃底邊離最終裝修面小于500mm的落地窗；

(d)與水平夾角小于75°傾斜屋頂且距室內地面大于3m的傾斜窗；

(e)玻璃面積大于0.5㎡的有框玻璃門；

(f)無框玻璃門應采用厚度不小于10mm的鋼化玻璃。

(2)玻璃與槽口搭接量和其它配合尺寸應符合《鋁合金窗》(GB/T8479)中表5和表6的規(guī)定。

(3)玻璃與鋁合金框槽應采用橡膠墊片柔性接觸。

(4)玻璃應進行機械磨邊處理，磨輪的目數(shù)應在180目以上。

3．五金配件的選擇和設計。

4．推拉門窗窗扇與上下框導軌搭接量應不小于10mm，并且必須安裝防脫落塊和防撞塊等安全措施，防止窗扇掉落和開啟時碰撞傷人。

5．建筑外墻面玻璃窗活動扇下框距室內地面高度應不低于900mm。特殊情況下如果低于900mm時應采取其它防護安全措施(如增加防護欄桿等)。

6．鋁合金門窗連接固定采用的螺釘、螺栓必須采用優(yōu)質不銹鋼制品，以防止電化腐蝕產(chǎn)生螺釘松動。不銹鋼螺釘盡量采用機制螺紋，盡量避免使用自攻釘，螺釘連接最好設計成受剪狀態(tài)。

7．門窗應與墻體可靠連接固定

門窗與墻體連接方法主要有鋼附框連接、燕尾鐵腳焊接連接、燕尾鐵腳與預埋件連接、固定鋼片射釘連接、固定鋼片金屬膨脹螺栓連接等幾種。燕尾鐵腳厚度應≥3mm。固定鋼片厚度≥1.5mm，寬度≥15mm。所有燕尾鐵腳和固定鋼片表面應進行熱浸鍍鋅處理。門窗連接固定點間距一般在300mm～500mm之間，不能大于500mm。

(1)鋼附框適用于門窗與各種墻體的連接，安裝精度高，連接可靠，但成本較高。

(2)門窗與鋼結構的連接可采用燕尾鐵腳焊接連接方法。燕尾鐵腳與鋼結構的連接用鋼條或鋼角碼焊接調節(jié)。

(3)門窗與輕質墻體的連接宜采用燕尾鐵腳與預埋件焊接連接方法。燕尾鐵腳與預埋件之間用鋼條或鋼角碼焊接調節(jié)。

(4)門窗與鋼筋混凝土墻體的連接可用固定鋼片(或燕尾鐵腳)射釘或金屬膨脹螺栓連接等。當采用固定鋼片連接固定門窗時，門窗四周邊框與墻體之間的縫隙應采用水泥砂漿塞縫。水泥砂漿塞縫能使門窗外框與墻體牢固可靠地連接，并對門窗的框料起著重要的加固作用。當縫隙采用聚胺脂泡沫填縫劑或其它柔性材料填塞時，固定鋼片應采用燕尾鐵腳代替，以保證門窗與墻體的連接固定可靠度。

(5)門窗與磚墻的連接可用固定鋼片(或燕尾鐵腳)金屬膨脹螺栓連接。在磚墻上嚴禁采用射釘固定門窗。同鋼筋混凝土墻體一樣，當采用固定鋼片時縫隙應采用水泥砂漿塞縫，當縫隙采用聚胺脂泡沫填縫劑或其它柔性材料填塞時，應采用燕尾鐵腳固定。

三、鋁合金門窗的防水密封設計

1．鋁合金門窗水密性能最低控制指標

鋁合金門窗水密性能最低指標可按下式取值且不小于250Pa(即鋁合金門窗的水密性能不能低于3級指標)：

P=k×μz×μs×W0

式中P：水密性設計取值（Pa）；

w0：基本風壓（N/㎡）；

μz：風壓高度變化系數(shù)；

μs：體形系數(shù)，可取1.2；

k：系數(shù)，沿海熱帶風暴和臺風地區(qū)k值取0.3，其它地方取0.25。

2．門窗結構防水設計

(1)鋁合金門窗結構設計時積極采用等壓原理，是提高門窗防水密封性能的最有效途徑。

(2)活動扇與窗框的搭接量不能過小。平開窗活動扇與窗框的搭接量不宜小于7mm。

(3)盡量采用平開型門窗結構形式，少用或不用推拉型門窗結構形式。由于推拉型門窗活動扇與上下滑軌間存在較大縫隙、且相臨的兩個窗扇不在同一個平面上，兩個窗扇之間沒有密封壓緊力存在，僅僅依靠毛條進行重疊搭接，而毛條之間存在縫隙，密封作用非常微弱，所以推拉門窗防水密封性能很差。而平開型門窗窗扇和窗框間均設有2～3道密封橡膠膠條密封，在窗扇關閉鎖緊后密封橡膠條壓得很緊，而且中間空腔很容易形成等壓腔，因此可以設計出密封性能非常優(yōu)越的門窗。

(4)門窗安裝玻璃的鋁合金玻璃壓線宜設計在室內方向，避免玻璃壓線與窗框之間的細微縫隙滲水。

(5)推拉類型門窗下滑室內側要設計足夠高的擋水板，否則當室外雨水有一定壓力時，雨水將越過擋水板流入室內。

(6)門窗活動扇上部應設置披水板，下部設置排水孔。

(7)組合門窗盡量減少外露拼縫，因為細微縫隙無法采用密封膠密封而產(chǎn)生滲漏。因結構原因無法避免外露拼縫時，則拼縫處型材兩接觸面形成90°，便于注密封膠密封。

3．門窗四周與墻體結構之間的縫隙處理

洞口周邊的墻體質量好壞及其尺寸的精確與否，對門窗防水性能有極其重要的影響。所以洞口周邊墻體應盡可能采用混凝土結構，盡量避免劣質砌體的使用。門窗與洞口墻體周邊的標準間隙應控制在25mm之間，其最大尺寸不應超過40mm，最小不小于15mm，否則應進行修整后方可進行門窗的安裝。

目前鋁門窗外框與墻體的縫隙填塞主要有兩種方法：

(1)水泥砂漿填塞法。這是施工最簡單、應用最廣泛的一種方法。水泥砂漿填縫時要注意以下問題：

(a)注意對門窗型材的保護，防止施工時其它材料(如水泥砂漿和墻體涂料)對鋁型材表面的污染，只有在室內外墻體表面裝飾完畢后，才能取掉鋁型材裝飾面的保護膠帶；

(b)對門窗外框型材與水泥砂漿接觸的內表面涂防腐漆以防止水泥砂漿在凝固過程中對鋁材的腐蝕；

(c)要控制水泥砂漿的配比，保證水泥砂漿的質量；

(d)在水泥砂漿中要添加防水劑提高水泥砂漿的防滲漏性能；

(e)填縫時要飽滿，不允許出現(xiàn)空谷現(xiàn)象或和產(chǎn)生裂縫；

(f)填縫完畢后，窗框四周與其它材料的交接部位要注防水密封膠。

(2)聚胺脂泡沫劑填塞法。采用此方法在填塞前，縫隙四周要用水潤濕，擠出的聚胺脂泡沫劑與水分子發(fā)生化學反應后才能發(fā)泡膨脹填滿縫隙。

如果墻體是輕質墻或磚墻，由于門窗周邊墻體因質量問題可能存在細小裂紋和縫隙而發(fā)生滲水現(xiàn)象。此時可在門窗邊框四周的外墻面300mm范圍內，增涂二道防水涂料以減少雨水滲漏的機會。

4．密封膠條的選擇

密封膠條要選用彈性較好、耐紫外線、耐老化、永久變形小、耐污染性能優(yōu)良的密封材料，如氯丁橡膠、三元乙丙熱固性橡膠或熱塑性橡膠、硅橡膠等。

5．玻璃與鋁合金框槽四周采用密封膠條連續(xù)擠塞安裝后，室外側還需要注密封膠。

6．門窗洞口上部應設置滴水線，下部室外窗臺板應設置向外坡水斜面。