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平推窗問題太多?正真的原因在這里!

發表時間:2019-10-19    來源:不詳    瀏覽次數:743

   近兩年來,一種從國外傳來的新型窗型——平推窗悄然出現,頗受業主、建筑師的喜歡,頗有成為市場主流的趨勢。可是,在越來越多項目中,這種窗型并沒有想象的那么優秀,反而在實際工程中出現了這樣那樣的問題,這是怎么回事?是本身這種窗型的問題還是我們自身走入誤區?查閱能找到的相關資料,并且和有關人員也在網上經過熱烈的討論,現在對自己的思考進行總結,請各位同行指正。

   事先說明的是,雖然整套平推窗系統從國外傳來,但在國內的平推窗所用五金,型材,開啟等都已和國外有了很大不同(這點大家在下文中可以明顯的看出),因此,本文討論只局限于國內范圍。


什么是平推窗?

   目前因為此窗型太過新穎的緣故,整個平推窗系統沒有相關標準、規范,也沒有具體定義,為方便使用,這里先大概定義一下:

   是指安裝有平推鉸鏈,能將窗扇沿所在立面法線方向平行開啟或關閉的窗戶。

   其中的關鍵五金-平推鉸鏈(英文為Parallel Opening hinges,直譯為平行開啟鉸鏈)有不同規格,但國內用的大多如下(俗稱單X 型):

  

▲平推鉸鏈尺寸圖


▲平推鉸鏈尺寸圖


平推鉸鏈開啟示意圖


平推鉸鏈關閉示意圖


   這種單 X 型平推鉸鏈安裝在窗戶的四周,當窗戶開啟的時候,窗扇將不是如合頁或摩擦鉸鏈一樣沿窗一側的單軸或多軸共同作用的軌跡轉出去,顧名思義,而是整個窗扇平移出去,如下圖:

 

開啟狀態(框扇已簡化) 


關閉狀態(框簡化,扇已隱去)


平推窗的優點

   綜合來說,平推窗的主要優點是明顯的:

   1. 利于采光。和一般的外開(平開或上懸)窗型不同,只要是在開啟扇正面范圍內,無論太陽具體是在哪個角度,都會有部分陽光直接透過開啟縫隙進入,而不會產生完全玻璃遮擋的情況;


   2. 利于通風。因為開啟扇四周都有空隙,進出空氣可方便形成循環,增大換氣量和新風量;


   3. 便于消防排煙。同樣因為開啟扇周圍有空隙,不會阻礙排煙。


   4. 立面整齊。因為窗扇是整個平推出去,所以不會像外懸或平開那樣與周圍有一定的角度,產生立面效果差異(如反光不一致等)。正因為有以上優點(特別是第2 條,因為SARS 的影響,現在通風量、新風量要求往往會很嚴格),所以很多項目特別是寫字樓項目的業主,建筑師越來越青睞這種窗型,以前單一的外懸窗占據幕墻開啟扇的情況也漸漸有了變化。


平推窗的缺點

   盡管有以上優點,但是,在實際使用過程中,特別是對大尺寸的平推窗,大多數的使用者都有過這樣的感覺:這個窗戶怎么這么難開難關!


那么,這些缺陷的原因是?我們逐步來分析!

   1. 平推鉸鏈自身結構設計的問題:

   大家都知道,窗戶的啟閉力與使用五金件的種類有著直接密切的關系。而內平開窗及內開內倒窗在窗戶在啟閉過程中,窗扇沿合頁軸線方向做轉動;而外開窗所用的摩擦鉸鏈(滑撐)因為不同桿件之間牽制的情況較為復雜,可以簡化看做是平動與轉動的相互作用,而平推窗的運動則是純粹的平動,完全靠使用者的力量克服窗扇自身重力產生的摩擦力,沒有任何助力設計機構,所以使用合頁的窗戶最省力,滑撐窗次之,平推窗最費力。國外正規系統的辦法是,使用電動開窗機帶動窗扇移動,電機本身產生的推拉力可達數百到上千牛,所以無論使用者力氣大小,使用者只需按動開關,即可輕松開關窗戶。


   2. 使用方式的問題:

   如前所言,正規系統的平推窗是以開窗機勻速開關,而國內則完全依靠人力來操作,具體做法是在窗扇兩側的中間安裝兩個把手,依靠使用者的臂力將窗扇拉近或者推出,這樣的造成的問題是,因為平推窗移動過程中必須平行于所在立面,因此使用者必須兩手用同樣的力、同樣的速度才能將窗戶啟閉,否則容易造成窗扇沿一定角度扭曲,影響啟閉,但實際上,因為正常人左右臂力不等,而且五金操作方式和人體習慣姿勢相悖,使用起來非常別扭,不符合人體工程學。筆者曾見過某工程一個物業拽一邊,兩個人喊著號子關窗的情景。 


平推窗啟閉操作方向示意圖


   3. 平推鉸鏈的變形問題

   如果嚴格按照規范的安裝流程,在工廠里按照正確的尺寸對應位置,將框扇精確裝好,這個問題并不明顯,但實際上出于運輸,安裝,成本等環節方面的考慮,國內的門窗廠大多是在車間里裝好框和平推鉸鏈,而到現場掛扇,這就導致現場工人為了便于操作,經常先掛上下部分的扇,再騰出手來固定左右的平推鉸鏈,整個過程中因為窗扇重力下平推鉸鏈自身的變形,這就導致的左右的


   平推鉸鏈產生虛裝配,即只能承擔部分或者完全不承擔窗扇的重量,而底部的平推鉸鏈承受了窗扇的絕大部分重量。 


只裝了上下平推鉸鏈的示意圖


   那么裝在底部的平推鉸鏈是否能擔當此重任呢?答案是明顯的,不行。平推鉸鏈這種結構從力學上講是類似一端固定,一端懸臂的失穩結構,當懸臂端受力的話就會產生比較大的變形,嚴重的話會造成中間的X 形桿件斷裂。筆者對此做了有限元分析,當懸臂一端受力 100N(即約10KG)的時候。變形量如圖:


   圖中顯示變形量達到36mm 之大!需要說明的是,因為所用軟件原因,筆者只能將平推鉸鏈作為一個整體零件來計算,考慮到實際五金其中各種鉚接處的縫隙及緩沖,實際變形量應該更大。有限元分析作為一種有效的輔助工作,其結果具體定量數值往往只供參考,但定性結果還是很有意義的。


   因這種變形是在重力方向下沉,開啟的時候將會有一個把窗戶向上提的分力(這個力很大,相當于把窗扇往上抬),這樣的操作將會更大大加重窗戶的啟閉難度,而嚴重的話剪力會造成五金件斷裂!


   4. 鎖具問題

   國外成熟的平推窗系統的鎖具系統要求是非常高的,實際上是完全定制的,與常規的平開五金完全不同,如下圖。這種鎖點鎖座開啟鎖閉時,扇上鶴嘴形鎖點是固定的,框上圓柱形鎖座上下移動,滑入鎖點底部,所以在此過程中開啟扇是完全不受力,不會影響其穩定性。 


鎖點鎖座示意圖


總結

   迄今為止,平推系統已經在國外使用了多個項目,其表現很成熟,但在國內出于成本,技術難度等多方面考慮,可以說已經將原系統大大簡化到甚至“山寨”的地步。一方面事故不斷,現在已經有項目平推鉸鏈斷裂,門窗廠家賠錢了事的工程案例出現,另一方面,平推窗沒有標準,規范約束,因此怎么做的都有,而兩者交融的后果,只會形成一次又一次的惡性循環。特別是開啟力操縱力的問題,平推窗畢竟不是健身器械,不能讓使用者每次都像鍛煉身體般開關窗戶。如果用國家標準《GB 9158-88 建筑用窗承受機械力的檢測方法》中“移動力不超過50N”來要求,恐怕國內現做的多個項目中的大多數平推窗都不合格。


   總體來說平推窗的系統應該說對型材,五金,加工,安裝等各個環節都有比一般窗型嚴格多的要求,對于這種新窗型只有深刻了解揚長避短,才能作出真正的好窗,而不至于鉆法規漏洞,為了利益越做越爛,把這種窗型扼殺在搖籃里。


   人們常說,因為中國的特別國情,國外的門窗和五金系統到中國來往往會水土不服,會有這樣那樣的問題,所以需要改變和調整。我們也已習慣自己動手改來改去,有的時候甚至是盲目的“硬湊”,但這些改變是否就改得適合中國國情呢?是否丟掉了原系統的精髓呢?是否會有隱患呢?


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