简易内开启扇设计

黄丹

摘 要：本文主要介绍一种应对双层自循环单元系统的需要而设计的简洁、轻便的内开启结构，既能保证双层单元的系统功能需要，又能满足日常清洁工作需求，同时提高视野通透性，且施工简便、成本低廉。

关键词：自循环呼吸；内开启简洁；3M

1 前言

根据建筑效果和功能的需要，双层自循环单元系统由于其良好的自主呼吸、换气、散热等功能，受到越来越多的应用。随着日常使用，中间夹层就会积累一定的灰尘等杂物，需要定期清理，因此内层就需要开启机构。传统的开启一般按照开启窗的方式设计制作，相对成本较高，整体的通透性也受到了一定的影响。因此有必要设计一种轻便简洁的开启结构，既能保证开启清洁的需要，又能提高视野通透性，同时又能施工简便、成本低廉。本文中涉及的标准单元尺寸约为1135mm*3900mm，中间循环层安装电动遮阳百叶，内层为单玻内平开扇，开启扇尺寸为1077mm*2412mm，玻璃配置为8mm钢化。

2 总体设计思路

从使用功能上分析，其一是将单元中间夹层的空气进行一个简易的隔断，以便形成一个自主循环的空气腔，其二是在间隔一段时间后将其开启，以便对中间夹层进行清洁，其三是对内部电动遮阳百叶的保养维修等。而对其密封性能和开启频率要求不高。

如果我们继续选用传统的明框开启窗扇的结构，其主要构成则是开启边框加开启扇框以及必要的开启附件组成，边框和扇框的铝合金部分，宽度尺寸较大，会影响內视的通透性效果，同时铝合金边框用量也不低，成本很高；而如果采用隐框开启窗扇结构，虽然可以减少一定的铝合金用量，但是其视野通透性没有得到有效的改善，同时需要采用结构胶对玻璃进行粘接，固化周期较长，生产效率低。

3 设计思路和解决方案

通过上述分析，总体设计思路为，一是从总体结构上决定采用隐框结构，二是取消开启边框，增加內视视野通透性，三是取消横向边框，进一步减少材料使用，四是简化开启附件配置。

设计思路确认了，那么重点需要解决的也就是以下几个问题了。

玻璃强度，通过对风压、和室内点荷载、线荷载进行计算校核，8mm钢化玻璃在水平方向能够满足强度需要，不需要辅助边框；而在竖向方向上，由于跨度较大，需要增加锁点进行强度加强。

转轴强度，开启扇在开启状态时，受力方式为单边支撑悬挑结构，经计算，合页轴采用6mm不锈钢转轴。

玻璃与竖向边框连接强度，这个是本部分设计的重点，传统方式为采用双组份结构粘接，但是结构胶受设计宽度和厚度的限制，以及固化周期长的限制，将会大大影响结构设计和施工效率。因此我们决定寻求一种能够满足性能需要的替代产品。

经过调查和研究，我们决定采用3M公司生产的一款3M·VHBTM双面胶带，其产品技术参数、物理性能、质保年限、使用寿命等都满足本工程使用需要。

3M·VHBTM（VeryHighBond）胶带采用高性能粘剂，具有杰出的长期聚合力。VHB家族的胶带其剥离强度，拉伸强度均显著地优于普通的压力敏感胶带。

VHB胶带在许多情况下都可代替螺钉、铆钉、焊接、液体粘剂及其他永久的组装方式。

VHB胶带适于粘结多种各样的基材，包括大部分金属、木材、玻璃及塑料、复合、喷涂表面。

VHB胶带与传统机械和胶粘方法相比较，优点如下：

可作为结构、半结构性连接。

不破坏连接表面，没有空出物，没有焊接变形。

①可防止不同材质之间的电位腐蚀。具有完全密封作用。

②粘接接头的应力均匀，有良好的疲劳强度。

③整个粘接面都能承受载荷，因此力学强度比较高。

可抵消热膨胀而造成的破坏。

可吸收振动和噪音。

有极好的初粘力，无需固化、携带、施工方便。

粘接层厚度均一，定位简单，节省工时。

4 连接节点设计及说明

4.1 总体内视图下过如下，中间锁点布置参见图纸尺寸标注

4.2 局部连接节点说明

见图2，8mm钢化玻璃（2）通过3M胶带（3）粘接在合页侧铝型材竖框（6）上，铝型材再通过合页轴（5），将整体开启扇固定在单元框（1）上，其中中间锁点（4），用于增加玻璃竖向方向的强度。

见图3，8mm钢化玻璃（2）通过3M胶带（3）粘接在执手侧铝型材竖框（5）上，其中中间锁点（4），将执手侧竖框与单元竖框（1）连接，通过調整中间锁点（4）的位置，控制开启扇的开启与关闭。

同时为了避免在日常状态下玻璃自重等问题，在合页侧和执手侧的铝型材竖框的底端分别设置托板，以便承受玻璃的重力。

5 小结

本设计通过结构优化，思路创新，改变传统的扇框结构和连接方式，增加了视野通透性，边框铝型材宽度减少了70%；平米铝型材用量减少了80%；施工周期从7天缩短到1天，减少了86%；单扇产品材料成本和制造成本减少了22%。该结构已经顺利通过三性实验测试，在工程上进行了实际的应用。同时该技术也获得了中华人民共和国国家知识产权局的“实用新型专利”，授权公告号CN202913885U，授权公告日2013.05.01，授权专利号：201220543225.8。

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