第一节 门窗工程概述
在室内装饰工程中,门窗工程是相对的一部分,尤其在今天,大部分的门窗都是在工厂加工好后,直接将成品运至施工现场安装即可,完全在现场制作门窗的情况已很少见了。也正因为如此,门窗的制作逐渐脱离了以手工为主的制造方式,而走向了工业化生产的道路。在此过程中,门窗的结构、材料和工艺都由传统而革新,出现了很多的新的门窗产品。
在我国,以往大多数建筑是采用木门窗和钢门窗(实腹钢门窗、空腹钢门窗)。由于木门窗制作复杂,而且会因气候变化而产生干湿变形、启闭不便、脱榫开裂等缺陷;而钢门窗制作尺寸精度不高致使其密封性能不高,而且易因受潮而产生锈蚀、关闭不严等缺陷。有鉴于此,目前在现代建筑中,木门窗已很少见,而钢门窗则逐渐被淘汰,故在本章介绍的木门窗主要是用于室内或不直接暴露于室外大气中使用的,钢门窗则不予介绍。
自20世纪80年代以来,随着国民经济的发展,相继在建筑中采用铝合金门窗、彩板门窗、塑料门窗等具有良好的开启功能、封闭功能、抗风压功能、抗雨水渗漏功能、保温功能、隔声功能、抗老化性能、尺寸稳定性能和装饰功能的制品,从而使我国的建筑门窗工程跃上了一个新阶段。特别是国家对铝合金门窗、彩板门窗、塑料门窗相继颁布了标准,这就保证了新型门窗能够得到健康的发展。此外,为了适应现代建筑的需要还出现了具有独特功能的门窗,例如特种木门(装饰木门、防火木门、隔声木门)、特种钢门(防火钢门、卷帘钢门)、自动门(感应自动门、圆弧自动门)和旋转电动门等。
在本章中将重点介绍木门窗和铝合金门窗,对于彩板门窗、塑料门窗等只做一般的介绍。
一、门窗分类
1.按材料分:
门:木质、铝合金、塑钢、彩钢
窗:木质、铝合金、塑钢、彩钢
2.按开启方式分:
门:平开门、推拉门、弹簧门、立转门、卷帘门、折叠门
窗:固定窗、平开窗、上悬窗、中悬窗、下悬窗、立转窗、垂直推拉窗、水平推拉窗
3.按功能要求分:
门:普通门、自动门、防盗门、保温门、隔声门
窗:普通窗、百叶窗、防盗窗
二、门窗的一般尺寸
1.民用建筑中门的尺寸
门的宽度:单扇门900~1000mm,双扇门1200~1400mm。
门的高度:一般为2000~2200mm,有亮子的则高度要增加400~500mm。
2.公共建筑中门的尺寸
门的宽度:一般比居住建筑稍大,单扇门为950~1000mm,双扇门为1400~1800mm。
门的高度:一般为2100~2300mm,带亮子的应增加500~700mm。
四扇玻璃外门宽为2500~3200mm,高(带亮子)可达3200mm,可视立面造型与房高而定。
3.窗的一般尺寸
建筑中的窗户,其宽度和高度尺寸往往都遵循建筑模数的规律,常见的尺寸如下:
窗的宽度(整体):600mm,750mm,900mm,1200mm,1500mm,1800mm,2100mm,2400mm,3000mm等等。
窗的高度(整体):1200mm,1500mm,1800mm,2100mm,2400mm等等。
三、门窗物理性能
1.三项基本功能
(1)抗风压性能
抗风压性能分为1~6级。一级为最高级(其测试压力≥3500Pa)、6级为最低级(其测试压力<1500Pa,但≥1000Pa),低于6级的门窗为不合格产品。
(2)空气渗透性能
塑料门窗空气渗透性能分为1~5级。1级为最高级,5级为最低级。其中,平开窗分为1~4级,低于4级为不合格产品。推拉窗分为2~5级,低于5级为不合格产品。
铝合金门窗空气渗透性分为A、B、C三类。A类为高性能门窗、B类为中性能门窗,C类为低性能门窗。
(3)雨水渗漏性能(外部排水腔的设计)
塑料门窗雨水渗透性能分为1~6级。1级为最高级,其测试压力为值为≥600Pa时,以雨水不进入室内为符合相应级数。6级为最低级,其测试压力为值为≥100Pa,且<150Pa,低于6级数值为不合格产品。
铝合金雨水渗透性能也分为A、B、C三类,A类为最高,C类为最低。
2.门窗的隔声性能
铝合金门窗与塑料门窗隔声性能指标有差异。铝合金门窗分为1~4级,1级为最好,其测试值应≥40dB,4级为最低,其测试值为≥25dB。而塑料门窗的隔声性能指标分为1~3级,1级为最好,其测试值应≥35dB,3级最低,其测试值为≥25dB。
3.门窗保温性能
铝合金门窗保温性能指标分为1~3级,1级为最好,3级为最低。塑料门窗保温性能指标为1~4级,1级为最好,4级为最低。
4.门窗的启闭性能
门窗的启闭性能指标规定为启闭力<50N。
第二节 木门窗
在建筑中采用木门窗的历史悠久。尽管随着历史的发展,相继出现了实腹钢门窗、空腹钢门窗、铝合金门窗、塑料门窗、彩板门窗等一系列材质的门窗,但木门窗以其独特的质感、天然的纹理,仍然在建筑围护结构中占有一席之地。特别是在科学技术飞速发展的今天,人们崇尚回归自然,在一些高档建筑物中,采用优质木材制作的门窗并不鲜见,这反而衬托出建筑物具有的高贵、典雅的气质,特别是以名贵树种制作的具有中、西古典风格的装饰性很强的门窗,更显示出其无可替代的特点。
用于制作木门窗的树种通常采用红松、白松、樟子松、陆均松、杉木、四川红杉等不易变形而耐久的品种和水曲柳、柞木、白皮榆、核桃楸和柳桉等质地较硬、花纹美丽的品种。
木材作为一种天然材料,用其做成的门无冰冷感,自然温和,纹理美观,而且木材易于加工,所以对于制作异型门窗或独特造型风格的木门窗提供了可能。木门窗的缺点是易受天气的影响而使木质的门框、门扇产生变形而影响启闭,因此一般在室内环境中使用。
一、木门的基本构造
传统木门(实木镶板门)通常由以下部分组成:门框、门扇和亮子(透气窗、么窗)。
1.门框的组成:上框、边框、中横框、中竖框。
2.门扇的组成:上冒头、中冒头、下冒头、边梃和门芯板组成。
3.亮子的组成:上亮框和玻璃。
二、木窗的基本构造
木窗主要由窗框、窗扇、上亮组成。
1.窗框的组成:上边框、下边框、中横框、中竖框、框梃。
2.上亮的组成:上亮框和玻璃。
3.窗扇的组成:窗扇上冒头、窗扇下冒头、窗棂(ling)、窗扇梃。
三、木制门框、门套的构造及安装
1.门框、门套的构造
传统的门框很简单,主要由上框、边框、中横框、中竖框四种构件组成,全部采用实木制作,主要起到固定门和门启闭位置的作用,仅仅是一种功能性的建筑构件,并不美观。随着材料和工艺的发展,以及人们对空间装饰效果越来越多的关注,传统的门框工艺逐渐演变成门套的概念,材料的选用也逐渐以人造板为主,使之在满足功能的基础上,与门的装饰相呼应,追求建筑立面整体协调统一的效果。
门套一般由门套线、侧板和挡位框三部分组成,其中门套线的造型最为丰富,可以根据需要被设计成多种样式。门套的主要功能一是固定门并门的启闭位置;二是保护门洞阳角;三是装饰作用,装饰作用主要体现在门套线的造型变化上,其饰面材料往往与门板统一。
2.门套的施工工艺
门套施工工艺的重点:
(1)与墙体的连接通常用圆钉木楔法,将木垫块先与墙体连接牢固,而后基层(通常采用细木工板)和面层的饰面板再与该木垫块连接;
(2)门套平直的调整方法:通过左右两侧、不同高度位置的若干楔形木块来调整,调整到平直后,截去木块多出的部分,其余部分保留并与门套基层板材钉牢。
(3)铰链和门锁的位置都必须加装垫块。
(4)在安装门套线时,注意留出门铰链的安装位置。
(5)注意各台阶处的收口处理,不允许最后有基材或板材断面的暴露。
(6)门安装位置的宽度应比门宽多出约10mm的余量,以利门的安装和使用。
3.可调节的成品门套
由于不同的建筑门洞,其尺寸不可能完全相同,因此,通常情况下门套的制作和安装全部在装修现场作业,不仅加工效率低,而且品质不稳定。近些年来,在工业化生产的背景下,一种可调节侧板宽度的成品门套被设计出来,这种门套具有一个可伸缩的侧板结构,使门套的工厂批量化生产称为可能,不但生产效率得到提高,其品质也得到了极大的提升。
四、木制门扇的主要类型及构造
木制门扇的主要类型有镶板门和平板门(即蒙板门),不同类型的门,其装饰效果、内部结构和所用材料均有所不同。门的厚度尺寸通常为35~60mm之间,常用的有35、44、57等,室内房间门厚度一般偏小,而入户门厚度则偏大。
1.镶板门:
镶板门是指由门边梃和上、中、下冒头组成框架,中间镶嵌板材的一种门。根据材料和工艺的不同有实木镶板门、人造板镶板门和中间镶嵌玻璃的木框玻璃门。
(1)实木镶板门
实木镶板门是传统的木门形式,是以实木方材为框架,中间再镶嵌以实木芯板而做成的木门,成品表面需涂饰油漆以起到保护和装饰的作用。
实木镶板门的基本构件有:上冒头、中冒头、下冒头、门边梃和门芯板。其中,门芯板以插槽形式与其四周的部件衔接,但其位置并不固定死,槽口内均留有伸缩余量以减缓木材的湿胀干缩对门带来的破坏。其余各部件之间均以涂胶榫接合为主。造型上,门芯板可以是平的,也可以是凸起的,分别具有不同的装饰效果,可视设计要求而定。
由于全部采用天然木材制作,实木镶板门给人以自然环保,宁静温馨的感受,深受众多人的喜爱。然而,天然木材不可避免的湿胀干缩现象,在长时间的使用过程中,或多或少地都会影响到门的平直度,出现门板变形,开裂的情况,在使用中带来诸多不便。
(2)人造板镶板门
为了避免天然木材湿胀干缩导致门扇变形的缺点,在现代装修工艺中通常采用人造板来替代实木制作镶板门。人造板性能均一,不易变形,且使用人造板可以提高木材的利用率。
制作镶板门常用的人造板材主要有:细木工板、中密度板、胶合板、饰面板等。人造板镶板门的外观样式同实木镶板门,但内部结构却完全不同,其常见结构如下:
1)以细木工板整板为门芯材,结构稳定,平整,为实心门。
2)以木方或细木工板条为龙骨,制作出空心框架,再两面附板形成门面凹凸造型。此门为空心门,质量略轻。(由于需用两张5厘板作基层以控制结构,因此虽然空心,但价格并不一定比上一种实心门做法便宜。)
在具体工程中,所用到的收口线条、人造板的厚度、种类都可以根据设计要求灵活变化。面层起装饰作用的饰面板,也可以用镜子、不锈钢板、布料软包,甚至是石材等材料来装饰,不同的材料仅仅是其与基层的连接方法不同,门内部结构都相同。
(3)木框玻璃门
木框玻璃门是一种特殊的镶板门,只不过这种门中间镶嵌的不是板材而是玻璃,可以是透明的白玻璃,也可以是磨砂、喷砂、喷漆玻璃、花纹玻璃、冰花玻璃等不同品种的玻璃,所嵌玻璃通常为3~6mm厚(特殊种类的玻璃会厚一些,如冰花玻璃)。
当然,在同一扇门上也会同时出现镶嵌玻璃和木板,甚至是百页的情况,这种门多用于厨卫空间,或一些需要半隔断效果的办公空间。木框玻璃门的结构如下图。
2.平板门:
(1)传统平板门
传统平板门熟称蒙板门,它的特点就是表面为一个平整的平面。由于表面完全遮盖了里面的结构,所以这种门可以是空心的也可以是实心的。
平板门主要由竖枋(竖向木方)、横枋(横向木方)、正面饰面板、反面饰面板和边部收口线条组成。其中竖枋和横枋构成门扇内骨架,骨架中间可以留空,也可以填充各种适当的材料,如蜂窝纸、瓦楞纸、小木条等等。在安装门锁的位置上需附加木方,保证门锁安装牢固。横枋和竖枋间常用榫连接,但后来逐渐改为用骑马钉连接;饰面板通过钉与白乳胶与骨架连接,表面的钉眼用腻子补平,最后以浑水漆罩面。
传统平板门由于饰面层板材太薄(往往为一层三夹板),经过一段时间的使用后,往往能看出内部的骨架痕迹,形成不雅的“排骨档”,因此这种简易粗糙的工艺已经逐渐被淘汰了。
(2)人造板平板门
随着人造板在装饰工程中的迅速普及,平板门的现代制作工艺中也运用了大量的人造板材,新的材料导致其内部结构发生了相应的变化。
这种平板门以人造板材构造门扇内骨架,可以是实心的,也可以是空心的,空心骨架中还可以填充各种其他材料。在安装门锁的位置上需附加木方,保证门锁安装牢固。构成骨架的横枋、竖枋间以骑马钉连接,基层板材、面层板材与骨架间通过白乳胶和钉子连接。
与传统平板门相比,人造板平板门的饰面板层较厚,往往为两层,能达到12~15mm的厚度,而传统平板门则只有3~6mm厚。因此,门的表面平整度、隔音保温性能、变形问题都较传统平板门要好。
——工艺拼花门
工艺拼花门是在人造板平板门的基础上发展出来的一种具有丰富装饰效果的平板门类型,门的表面往往被设计成各种式样的平面拼花形式。这种拼花可以是不同纹理或颜色的木材形成的图案,也可以是不同材质形成的特殊对比效果——如工程中常见的拉丝不锈钢、镜子、布艺、石材与木材饰面板等材料的的相互组合拼饰。
工艺拼花门的关键在于用不同的表层饰面材料在同一基层上拼贴出各种效果的图案,大多数饰面材料与基层的连接都是通过胶结合,但胶粘剂的品种视不同的饰面材料而异。
在拼贴形成图案的过程中,工艺处理的难点在于不同饰面材料间的衔接问题,一般有三种处理方法,一种是平拼、一种是留缝,第三种是采用嵌条的方法来解决不同材质间的过渡问题。平拼法通常不被采用,因为很难做到将两块表面平齐的材料的边部衔接的天衣无缝,这对施工操作人员的工艺要求很高,往往很难达到理想的效果,或者会花费大量的工时;留缝处理时,由于门板的面积还不到2平方米,选用3mm的缝隙或2mm的缝隙会带来绝然不同的视觉效果,因此,缝隙的具体宽度要视设计要求而定,通常情况下,设计师多数选择3mm的宽度,另外,留缝的地方自然会显出基层板材来,这时可以用黑漆或白漆勾描一遍,使之成为一条装饰缝;第三种嵌条的方法是在两者留出的缝隙里嵌入表面略高的第三种材料,作为一种过渡,同时也是一种装饰。
五、木制窗户
由于近年来各种新材料的不断涌现,建筑窗户应用传统木制材料制作的情况越来越少,通常只随设计的需要而出现在一些追求传统氛围的室内空间,以装饰为主要目的,而淡化了作为窗户的实用性。因此,木窗的形式和构造基本还停留在传统榫卯工艺的基础上,并没有太大的变化,对此不再做详细介绍。
六、木制门窗常用五金
五金间是门窗安装和使用过程中不可缺少的配件,五金件的优劣将直接影响到门窗的使用质量。在此,我们简单列举一些门窗的常用五金件,五金的具体参数请参考其它相关资料。
(1)铰链
(2)门锁和拉手
(3)门吸(门碰)
(4)移门导轨和滑轮
(5)闭门器
(6)地弹簧
(7)观察眼
第三节 铝合金门窗
一、铝合金材料简介
1.铝合金材料的发展
基于铝合金材料具有轻质、高强、容易加工成型、型材尺寸精度高、耐热性好、耐腐蚀性好、美观大方的综合物理化学性能,故早在20世纪初,铝合金就作为装饰材料而应用于建筑中。特别是在第二次世界大战之后,随着金属材料大量地由军用转向民用,铝合金在建筑中的使用也越来越广泛。尤其是在金属的粘接技术、焊接技术、表面处理技术迅速发展的今天,世界上许多国家已从采用铝合金材料用于建筑的内装修发展到建筑的门、窗、幕墙,甚至用于建筑的结构构件。在发达国家采用铝合金材料应用于建筑的门窗和幕墙是很普遍的,在建筑上的消耗量已占总产量的26%~30%。
我国在建筑业中应用铝合金起步较晚,铝合金门窗应用于建筑始于20世纪70年代末期,到80年代中期,由于国内大兴高档厅、堂、馆所等建筑,并大量地采用铝合金门窗和铝合金玻璃幕墙,从而使铝合金型材的生产得到了巨大发展。尽管近些年彩板门窗、塑料门窗已在现代建筑中广泛应用,但铝合金门窗仍占有一定的份额,特别是在感应电动门、圆弧自动门、旋转电动门等幅面较大的金属门中更是常见,以铝合金型材构建的幕墙则是司空见惯。
2.铝合金材料的特性
铝合金门窗具有良好的综合性能:
(1)轻质高强。铝合金的密度仅为钢材的1/3,而且由于是空腹薄壁型材,故具有良好的力学性能,如抗弯、抗压、刚度和尺寸稳定性等。如A类(高性能窗)平开窗的抗风压强度值为3000~3500Pa。
(2)优良的气密性、水密性。铝合金门窗具有优良的气密性、水密性,因此,铝合金门窗更适宜用于多台风、多暴雨、多尘砂地区的建筑。
(3)良好的保温、隔声性能。与其它金属门窗相比,铝合金门窗的保温性能较好,I级的传热阻值为0.50㎡·K/W,即使Ⅲ级的传热阻值也达到0.25㎡·K/W,而空腹钢窗则没有保温性能的要求。铝合金门窗的隔声性能一般要求在25~40dB。铝合金门窗可以满足建筑在保温、隔声方面的特殊要求。
(4)耐候性好。由于铝合金门窗的框、扇型材表面均经过阳极氧化及电解着色处理,目前又多采用阳极氧化后进行电泳涂漆处理,这使得厚度约7μm以上的氧化膜层、漆膜层具有良好的耐腐蚀性和耐候性,经久耐用。
(5)优良的装饰性、使用性。由于铝合金型材的加工尺寸精度高,所以使用中不易变形,启闭方便灵活。而且型材表面经过氧化着色或电泳涂漆后,可着成银白、古铜、暗红、金色、琥珀色、中灰色和黑色等光泽柔和的色彩,特别是铝合金表面经氧化镀膜后,其氧化膜耐磨、不褪色、不脱落、光洁而无需油饰,这使得铝合金门窗具有优良的装饰性。
但值得指出的是,由于铝合金是良导体,故易形成“冷桥”,不利于保温和节能,尽管现已在门窗型材的结构上采取一些措施,能达到要求的效果,但难度较大,成本较高,在这方面与塑料门窗相比还是望尘莫及的,这使得铝合金门窗的应用还是有一定的局限性。
3.铝合金门窗型材的加工
铝合金门窗是采用铝合金坯段,在400~500℃下送人挤压成型机,使其产生塑性变形而成型材,然后将型材进行表面处理,使表面产生具有良好的耐腐蚀性和装饰性的膜层。再经锯切、打孔、铣槽、攻丝等工序拼装成门窗的框、扇,然后再装配连接件、密封件、五金件等组装成门窗。
二、铝合金门窗系列
铝合金门窗根据门窗框主要型材宽度(或厚度)的不同,可以分成各种型号。
1.门的类型:
(1)50系列、55系列、70系列平开铝合金门
(2)70系列、90系列推拉铝合金门
(3)70系列、100系列铝合金地弹簧门
2.窗的类型:
(1)40系列、50系列、70系列平开铝合金窗
(2)55系列、60系列、70系列、90系列、90—Ⅰ系列推拉铝合金窗
尽管铝合金门窗的大小尺寸及样式有所不同,但同类铝合金门窗采用的铝型材的形状基本相同,所采用的节点方法和施工工艺也基本相同。因此,我们主要介绍具有代表性的90系列推拉窗和100系列平开门的制作和安装工艺。
3.常见的铝合金门窗代号:
| 门的种类 | 代号 | 窗的种类 | 代号 |
| 平开铝合金门 | PLM | 平开铝合金窗 | PLC |
| 推拉铝合金门 | TLM | 推拉铝合金窗 | TLC |
| 地弹簧铝合金门 | DHLM | 固定铝合金窗 | GLC |
| 固定铝合金门 | GLM | 固定铝合金天窗 | GLTC |
| 折叠铝合金门 | ZLM | 上悬铝合金窗 | SLC |
| 平开自动铝合金门 | PDLM | 中悬铝合金窗 | CLC |
| 推拉自动铝合金门 | TDLM | 下悬铝合金窗 | XLC |
| 圆弧自动铝合金门 | YDLM | 保温平开铝合金窗 | BPLC |
| 卷帘铝合金门 | JLM | 立转铝合金窗 | LLC |
| 旋转铝合金门 | XLM |
| 品种 | 阳极氧化、着色 | 电泳涂漆 | 粉末喷涂 | 氟碳喷涂 |
| 厚度 | AA15 | B极 | 40~120μm | ≥30μm |
1.主要零部件名称
(1)窗框零部件:窗框上滑、窗框下滑、窗框侧框;
(2)窗扇零部件:窗扇上横、窗扇下横、光企(窗扇边框)、勾企(带钩窗扇边框);
(3)其它零部件:滑轮、玻璃、毛条、密封条、勾锁、铝角件;
2.立面图及剖面图
3.主要节点构造
(1)窗框上滑与窗框侧框的连接
通过自攻螺钉穿过窗框侧框后连接到窗框上滑顶部的固紧槽来连接。图中的碰口胶垫用来填充连接后的露空部分。
(2)窗框下滑于窗框侧框的连接
通过自攻螺钉穿过窗框侧框后连接到窗框下滑底部的固紧槽来连接。
(3)窗扇边框与窗扇上横的连接
首先要将窗扇边框进行切口处理,然后将窗扇上横插入后通过铝角件(即角码)相连接。铝角件安装在窗扇上横上部的空腔内。
(4)窗扇边框与窗扇下横的连接
仍然先要将窗扇边框进行切口处理。在此处,安装于窗扇下横的滑轮即是一个的功能配件,同时又起着连接窗扇边框与窗扇下横的作用。注意连接顺序:先将滑轮与窗扇下横连接,再将窗扇边框通过自攻螺钉连接到滑轮上。
在下图中,左侧上部的两个滑轮固定螺钉即用来连接滑轮和窗扇下横,右侧边部的两个滑轮固定螺钉再将窗扇边框连接到滑轮上,使其三者固定为一体。同时,右侧窗扇边框上有个调节孔,可使螺丝刀得以通过而可以调节滑轮上的调节螺钉,在将组装好的整片船扇安装到窗框上时,需要调节该调节螺钉,以使滑轮向内缩进,待窗扇就位后,再将滑轮调出,这样窗扇就可在轨道上滑动而不会脱轨了。
(5)窗扇玻璃的安装
如果是一般平开窗的小块玻璃,可用双手操作,如果单块玻璃尺寸较大,可用玻璃吸盘。玻璃嵌装的方法,一般有以下三种方法:
A:一种是用橡胶条挤紧,然后再在橡胶条上面注入玻璃胶(硅酮系列密封胶);
B:另一种是用1cm左右长的橡胶块,将玻璃挤住,然后注入密封胶,注入深度不宜小于5mm,胶的色彩宜与型材氧化膜的色彩相同。
C:第三种是用塔形密封橡胶条压卡于玻璃内外挤紧,表面不再注胶。
其中玻璃胶是一种挤出后凝固成型材料,它的优点是不会老化且不受封口形状的,缺点是如窗玻璃破损后,更换玻璃较麻烦,需将原玻璃一点一点的铲切下来。而塔形橡胶材料是一种预成型材料,它的优点是拆装方便,缺点是胶条老化后,容易从封口处掉出。
具体选择哪一种方法,应根据材料类型、安装环境、及玻璃的面积和重量等情况综合考虑。对于一般的铝合金窗玻璃的安装,采用较多的是第三种方式。
(6)毛条的安装
毛条安装在窗户各零部件的交接处,起到阻挡灰尘、防止漏风的作用。毛条数量总共14条,分长短两种,其中窗扇上有10条,窗框上有4条,横向毛条通常为长毛条(即安装在窗扇上下横中的),纵向毛条通常为短毛条(即安装在勾企和窗框侧框上的6条)。毛条在安装时只需通过万能胶或玻璃胶局部粘贴即可。