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摘要：外平开窗作为主流运用的窗（词条“窗”由行业大百科提供）型之一，其结构设计（词条“结构设计”由行业大百科提供）的合理性直接影响到整窗的性能及外视效果。所以在保证产品性能的前提下，如何优化外平开窗结构设计提升其外视效果作为本文主要探究内容。
关键词：外平开窗;产品性能;外视效果
1 引言
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的逐步提高，人们对居住环境的要求也逐步提高。而且国家对于节能减排的要求也在加强加深，从“双碳”目标既定以来，各地的减碳政策也开始逐渐施行。目前，断桥铝门窗（词条“断桥铝门窗”由行业大百科提供）市场为国内门窗市场主流之一，所以断桥铝合金窗产品本身上也肩负着多方面的需求。未来的断桥铝合金窗产品市场也会将以绿色低碳以及人性化、智能化为趋势。而作为断桥铝合金窗（词条“铝合金窗”由行业大百科提供）重要组成部分的外平开窗，如何通过其结构的搭配转换来满足使用需求就尤为重要。
2 产品要求
断桥铝合金外平开窗的产品要求主要为规范要求、性能要求和其他要求这三大项。不同的产品要求影响产品的结构搭配及设计，而结构设计的根本目的也是在满足相关要求的前提下做到降低成本。
2.1规范要求
断桥铝合金外平开窗需满足其产品标准GB/T 8478-2020《铝合金门窗》规定，还应满足JGJ 214-2010《铝合金门窗工程技术规范》及其应用相关的国家和地方标准等。部分地方标准对外平开窗提出了针对性的要求：如原北京地方标准DB11/1028-2013《居住建筑门窗（词条“建筑门窗”由行业大百科提供）工程技术规范》4.9.3条要求七层(含七层)以上建筑严禁采用外平开窗，标准改版后(2021版)其5.4.1条对外平开窗五金配置提出要求明确外平开窗应安装滑撑。上海市DG/TJ 08-2242-2017《民用建筑外窗应用技术规程》3.0.8条规定七层及七层以上民用建筑不宜采用外平开窗。当确需采用外平开窗时，承重五金应牢固固定（词条“固定”由行业大百科提供），且应采取有效的防儿童坠落及防开启扇坠落的措施，并通过试验验证及技术论证。3.0.9条规定超高层建筑严禁使用外平开窗。3.0.10也明确规定了外平开窗开启扇尺寸及重量。
从规范要求上来说部分地方对于外平开窗的使用要求严格，然而严苛的标准要求也是基于对人民生命财产的保护角度出发。因为外平开窗在未关闭状态下受强风作用可能发生坠落风险，危及人民生命财产安全。
从产品结构应用角度上北京、上海地方标准也提出了玻璃压条需在室内安装的要求，运用到外平开窗结构上开启加固定分格形式需增加转接框来翻转玻璃压条，后续结构类型将详细分析。
2.2性能要求
断桥铝合金外平开窗性能要求根据标准要求确定。其中GB/T 8478-2020《铝合金门（词条“门”由行业大百科提供）窗》规定了各项性能要求，根据外窗产品类型(普通型、保温型、隔热（词条“隔热”由行业大百科提供）型、保温隔热型、隔声型、耐火型)不同的选择均有不同的要求。还需根据实际地方标准或项目要求最终确认其性能指标。
2.3其他要求
其他要求归结于工程项目要求、甲方要求、业主要求等，主要体现为除门窗产品性能要求以外的，如：颜色、外观样式、产品看面尺寸等要求。
3 结构类型
断桥铝合金外平开窗主要组成有：边框、转接框、中梃、假中梃、外开扇、玻璃压条等。产品应用过程中业主或甲方往往在意外平开窗添加转框后，固定与开启连接位尺寸宽度较大影响采光及外视效果。而通过结构的不同转变影响外视效果的主要有边框、转接框、中梃和外开扇。在满足产品要求情况下通过改变产品结构减小连接位看面尺寸，如采用Z字中梃、拼接框梃等方案。
3.1边框、转接框
断桥铝合金外平开窗边框可根据窗型风格和五金配置选择不同的边框形式，主要表现形式为标准三腔断桥组合形式。区别在于五金槽口的配置方案不同，如图3.1左图左图采用“C槽”五金槽口可配置合页与滑撑，右图采用“平槽”五金槽口只能采用滑撑，而平槽边框因不能配置玻璃压条只适用于单开启外平开窗。转接框安装位置不同槽口可选择不同，转接框安装开启位可选择C槽或平槽，转接框安装固定位则需采用C槽用于安装玻璃压条。
3.2 拼接框梃、Z字中梃
拼接框梃与Z字中梃是通过产品结构的变化转变外平开窗开启与固定悬臂方向从而实现开启和固定方向的转变。如图3.2，相对普通的增加转接框进行固定和开启位转换，拼接框梃采用框、梃悬臂分解设计，通过不同位置的组合添加来完成转接，这样的好处是可以将整套边框及中梃统一为相同型材（词条“型材”由行业大百科提供），通过螺钉连接不同位置的悬臂从而实现内外侧悬臂方向的转变。而Z字中梃是通过切分边框并与之连接形成左右悬臂的不同转变来完成转接。
4 结构设计组合
不同的风格需要不同的型材来进行拼接组装，那么怎样合理的组装方案可满足产品要求又能节省成本。采用一开启一固定的日字风格窗型(如图4.1所示)做模拟对比，对比结构组合后产品看面及用料情况。通过不同的料型组合可分为四种类型分别为：转接框配置在开启侧(如图4.2所示)、转接框配置在固定侧(如图4.3所示)、拼接框梃配置方案(如图4.4所示)、Z字中梃配置方案(如图4.5所示)四种方案，通过节点图直观对比可以看出增加转接框中梃位置看面尺寸不论转接框是在开启侧还是固定侧均为161mm，变化的是开启侧边部及固层侧边部尺寸。不采用转接框的拼接框梃方案与Z字中梃方案所有看面尺寸是一致的。通过对比计算四种方案，可以得出从窗框面积占比数据得出转接框在固定侧窗框面积占比最大且重量最高，而拼接框梃与Z字中梃方案想比较窗框面积占比一致，但整窗重量拼接框梃方案又高于Z字中梃方案。(如表4.1)
5 结构设计组合加工问题
不同的结构设计对于加工组装的要求也是不相同的，用模拟的四种外平开窗形式从加工工艺所涉及的问题做对应分析。
5.1 转接框安装在开启侧
转接框安装在开启侧是比较常规的外平开窗应用方案(见图4.2)，分析它的加工特点及相关注意事项。从材料利用方面考虑，一般固定位置大于开启位置，所以转接框安装在开启侧可以节省材料。从产品结构上考虑，固定侧为常规边框/中梃加扣条结构，而开启侧增加了转接框需注意转接框的排水通道设置，由转接框外侧引流至边框外侧再由排水孔排出腔外。而排水孔的设计也从一定程度上破坏了结构气密性，所以转接框与边框连接的气密性设计至关重要。
5.2 转接框安装在固定侧
转接框安装在固定侧方案一般采用形式为开启侧较大，固定侧较小时(见图4.3)。这样配置方案既可以提高材料利用率也可以一定程度上增加整窗采光面积。同转接框安装在固定侧与开启侧排水通道设置方法一致，同样需注意转接框与边框/中梃连接位置的气密性设计。
5.2 拼接框梃
拼接框梃方案在实际应用较少，主要原因就是加工比较复杂(见图4.4)。因为需要采用通用框梃结构加工成框架体系，根据开启和固定的分格按照悬臂方向做相应拼接。这种产品方案在批量加工时会增加较多拼接打螺钉的工序，较多的拼缝破坏了产品结构的完整性，容易造成漏水、漏气问题从而破话整窗气密性与水密性影响整窗性能。
5.3 Z字中梃
Z字中梃的方案应用可以很大程度上节省材料以及降低开启与固定位置的看面尺寸(见图4.5)。Z字中梃的应用主要难度在加工工艺，因为采用Z字中梃结构等于把开启侧边框与固定侧边框翻转，这样固定与开启分界位置边框需断开，边框固定侧与开启侧均与Z字中梃相连。这种连接工艺增加了边框与中梃连接拼缝，且破坏了整体横/竖边框的连贯性，连接组装工艺控制不到位极易造成整窗气密、水密的丧失。
6 外平开窗安装
铝合金门窗行业内经常听到“三分制作七分安装”的说法，不探究说法的正确与否，但可以看出门窗的上墙安装至关重要。安装的工艺工法有多种多样，根据不同建筑类别、不同项目要求等，可分为：干法安装、湿法安装、外挂式安装、洞口内安装(内嵌式、半内嵌式)等。从上文提到的四种外平开窗结构设计方法来看，对安装的影响有哪些。常规采用附框的安装方式，窗框下方与结构安装关系较大，不同结构需考虑窗框与附框的稳定连接。常规产品方案为转接框在开启侧，这样四周边框小面在室内侧边框大面在室外侧。转接框在固定侧时四周边框大面在室内侧边框小面在室外侧，这样需注意边框与附框的有效连接以及固定位的排水设计。拼接框梃边框四周为相同边框，是通过改变拼接悬臂来实现转换，所以对安装方法无影响。Z字中梃因开启侧与固定侧边框翻转，影响门窗安装调整件的选配因边框小面及边框大面在固定侧和开启侧翻转，这样不能保证槽口的完整性这样且破坏了边框上下的完整性，容易造成渗水、漏水现象。
7 结论
通过结构类型、结构设计组合、结构设计组合加工、外平开窗安装综合分析可得。四种方案优缺点明显。拼接框梃与Z字中梃产品方案的应用可以提高材料的利用率，并且减小外平开窗开启侧与固定侧中间转换尺寸，提升采光通透性。但缺点就是加工工艺复杂且不可控，容易影响整窗产品性能。采用转接框方案虽然一定程度上造成材料使用以及看面尺寸的增加，但可以有效保证整窗性能，简化加工工艺。所以根据实际情况应用选择不同的外平开窗结构类型以对应不同的产品需求才是正确的选择。
参考文献
[1] GB/T 8478-2020《铝合金门窗》
[2] GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》
[3] JGJ 214-2010《铝合金门窗工程技术规范》
[4] DG/TJ 08-2242-2017《民用建筑外窗应用技术规程》
[5] DB11/ 1028-2013《居住建筑门窗工程技术规范》
[6] DB11/T 1028-2021《民用建筑节能门窗工程技术标准》
作者单位：北京和平铝业有限公司
