關(guān)于建筑門窗五金配件耐久性的分析

林魏新

廣東合和建筑五金制品有限公司 廣東 佛山 528100

前言

門窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開口部位，承擔(dān)著建筑室內(nèi)外的采光，空氣的交換和對流，其必須具備采光、通風(fēng)、保溫隔熱、防塵放水等作用。同時(shí)隨著現(xiàn)代建筑的發(fā)展，門窗在外觀立面造型上的作用也越來越突出，門窗好比建筑物的“五官”，豐富的建筑的立面形式，突出了建筑物的立面美感。正是這樣的環(huán)境下，現(xiàn)代門窗業(yè)也快速的發(fā)展中，門窗的樣式和類型也越來越多。建筑門窗是非承重的維護(hù)結(jié)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)上述的諸多功能，其自身的結(jié)構(gòu)特性是有多重材料組成，或是多重不同的材料復(fù)合而成。建筑門窗的結(jié)構(gòu)特性是由一定剛度的桿件材料組成的桿系結(jié)構(gòu)。在多次的反復(fù)開啟下，門窗五金配件受到不同的力的作用，同時(shí)門窗自身的風(fēng)吹雨淋的使用環(huán)境，對其材料耐久性提出更高的要求。因此門窗五金決定這門窗的成敗，五金配件的耐久性決定門窗的耐久性，乃至影響到建筑物的使用耐久性。

1 門窗五金配件概述

要分析門窗五金耐久性，就必須針對門窗這一構(gòu)件特點(diǎn)展開分析，才能明確門窗五金在使用過程中的特點(diǎn)和環(huán)境，了解其對門窗構(gòu)件乃至建筑物的影響。

1.1 門窗系統(tǒng)

門窗的設(shè)計(jì)首先是建筑物的性能設(shè)計(jì)，以滿足建筑物的功能為目標(biāo)，考慮外觀的美觀大方和抗風(fēng)壓要求，實(shí)現(xiàn)建筑物熱聲光的物理性能。過去的門窗作為單獨(dú)的鼓勵(lì)建筑產(chǎn)品研究，但隨著現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)理念的深入，門窗開始作為一個(gè)系統(tǒng)體系，從材料到安裝工藝，將所有的涉及的部件形成一個(gè)整體。門窗系統(tǒng)是門窗和相關(guān)聯(lián)的一些配套材料以及結(jié)構(gòu)裝配、安裝工藝匯總，如開啟的形式，附件的系統(tǒng)，裝配關(guān)系，部件加工工藝和尺寸要求。其性能除了建筑物基本的物理性能如熱聲光之外，還要防火防盜、具有較高的使用壽命，符合地區(qū)的使用環(huán)境，這些都以來門窗所配套的五金附屬零件的耐久性。

1.2 門窗五金配件

門窗在使用功能的過程中經(jīng)常需要開啟、關(guān)閉，這一過程需要力的傳遞，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外的有組織的通風(fēng)采光，因而與五金配件的質(zhì)量和配置有緊密的聯(lián)系。門窗五金件的產(chǎn)品品種多、加工工藝復(fù)雜。目前市面上的門窗五金類產(chǎn)品很多，隨著現(xiàn)代門窗形式的多樣化和復(fù)雜化，有一萬多類型的部件，三萬多種類型的零件。通常所說的門窗部件包含了建筑門鎖、執(zhí)手、鉸鏈、閉門器、窗鉤、防盜鏈、感應(yīng)啟閉門裝置等。這些門窗構(gòu)件都是服務(wù)于門窗，沒有五金配件，門窗只會變成死窗。

1.3 門窗五金配件的性能

從門窗系統(tǒng)的性能出發(fā)，可以分析得到五金配件的使用受力情況。

從物理指標(biāo)來看，門窗性能包含氣密性、水密性、保溫隔熱、抗風(fēng)等。當(dāng)外平開窗受到正風(fēng)壓時(shí)，門窗的框部受力，反之是負(fù)風(fēng)壓時(shí)，則鎖點(diǎn)受力。如果是內(nèi)開平窗形式，那么在負(fù)風(fēng)壓時(shí)框受力，正風(fēng)壓時(shí)是五金的鎖點(diǎn)受力。

從門窗的機(jī)械性能指標(biāo)來看，門窗需要長期的反復(fù)開啟，這依賴于配件的性能。五金配件的鎖點(diǎn)和鎖座在整個(gè)門窗的四周，緊閉狀態(tài)時(shí)，鎖點(diǎn)和鎖座緊緊地扣在一起，產(chǎn)生強(qiáng)大的密封性，提升門窗性能。而在反復(fù)的開啟中，五金配件則可以滿足平開下懸窗實(shí)現(xiàn)既平開又內(nèi)倒的功能，在推拉折疊門窗中實(shí)現(xiàn)既推拉又折疊的功能。

因此，可以說五金配件是門窗的核心，然而長期以來人們對五金配件的認(rèn)知局限，導(dǎo)致的眾多門窗工程的質(zhì)量堪憂。一些設(shè)計(jì)師對門窗五金配件的不重視，在設(shè)計(jì)上也出現(xiàn)諸多的不合理之處。如高層上的大尺寸外開窗。一些生產(chǎn)廠家也不重視，五金配件的生產(chǎn)小、輕、薄，與門窗產(chǎn)品均不能配套。

門窗五金配件的加工精度比其他的附屬零件的精度要高兩個(gè)數(shù)量級，但門窗五金的安裝位置在邊緣部位，所以其微小的尺寸變化也會造成門窗結(jié)構(gòu)的較大變化：如鉸鏈的轉(zhuǎn)軸葉板和合頁的轉(zhuǎn)軸之間的配合間隙對門窗五金件的承受和傳遞力的作用影響很大，設(shè)計(jì)剛度、設(shè)計(jì)配合間隙、設(shè)計(jì)工藝裝配間隙，都會在受力傳力的過程中對門窗整體安裝和框扇安裝的位移控制起到重大影響[1]。

所以，門窗五金應(yīng)被視為門窗工程的核心。

2 門窗五金配件的耐久性

耐久性問題是建筑行業(yè)關(guān)注已久的議題，但一直以來人們關(guān)注的是建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)耐久性，如混凝土、鋼筋、防水材料等，門窗五金配件這樣一個(gè)不起眼的小配件的耐久性問題一直沒有得到重視。門窗五金配件在反復(fù)的開啟閉合中，承受較大的反復(fù)應(yīng)力而容易發(fā)生應(yīng)力疲勞，造成配件的受損。從實(shí)際情況來看，眾多的工程問題中，門窗的五金配件往往都是先于門窗的損壞。

圖1 執(zhí)手耐久性標(biāo)準(zhǔn)

2.1 門窗五金配件的耐久性要求

事實(shí)上，建筑門窗五金件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中早已明確了五金配件的耐久性標(biāo)準(zhǔn)，如《JG/T212-2007建筑門窗五金件通用要求》、《JG/T125-2007建筑門窗五金件合頁(鉸鏈)》、《JG/T215-2007建筑門窗五金件多點(diǎn)鎖閉器》、《JG/T127-2007建筑門窗五金件滑撐》、《JG/T128-2007建筑門窗五金件撐擋》等。

如執(zhí)手包含傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用執(zhí)手、旋壓執(zhí)手、雙面執(zhí)手，是實(shí)現(xiàn)門窗扇啟閉的操縱裝置。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中對執(zhí)手的反復(fù)開啟的耐久性實(shí)驗(yàn)做出了指示，其中要求控制的變形量、實(shí)驗(yàn)的至少次數(shù)，操作的力或力矩等[2]。

插銷是用以在門窗關(guān)閉時(shí)閂住門窗，實(shí)現(xiàn)對門窗扇定位、鎖閉功能的裝置。閉門器則是能將開啟的門扇自動(dòng)關(guān)閉或固定在某個(gè)位置的一種器具。分為單點(diǎn)鎖閉器、多點(diǎn)鎖閉器、傳動(dòng)鎖閉器。其耐久性實(shí)驗(yàn)要求如下圖所示：

圖2 插銷和鎖閉器耐久性標(biāo)準(zhǔn)

合頁又稱之為鉸鏈，是門與門框、窗與窗框的連接件，連接框扇兩個(gè)部分，并能使之活動(dòng)。撐擋用以使開啟的金屬窗扇定位，能使開啟的窗扇固定在一個(gè)預(yù)設(shè)位置的裝置滑撐用于連接窗框和扇窗，支承窗扇、實(shí)現(xiàn)啟閉的多桿件裝置?；喅惺荛T窗扇重量，將重力傳遞到框材上，通過自身的滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

圖3 合頁、滑撐、撐擋、滑輪耐久性標(biāo)準(zhǔn)

2.2 門窗五金配件的耐久性的主要問題

耐腐蝕性能是建筑門窗五金重要性能之一，很容受溫度、濕度和大氣氛圍的影響。

第一是濕度，當(dāng)濕度達(dá)到某一臨界值時(shí)表面形成水膜，腐蝕速度加劇。水分凝聚成液態(tài)水膜，導(dǎo)致腐蝕原電池的機(jī)理的形成。

第二是溫度，高溫高濕時(shí)，氣溫升高加速腐蝕，潮濕時(shí)間逾長，腐蝕也愈嚴(yán)重。

第三是大氣污染，空氣中的有害氣體和粉塵如二氧化硫等氣體以及氯化物和其他酸、堿、鹽顆粒本身就具有腐蝕性。

門窗五金件一旦發(fā)生腐蝕門窗的整體性能降低，尤其對于追求高性能的系統(tǒng)門窗而言，不僅影響產(chǎn)品美觀，而且直接導(dǎo)致門窗的氣密性、水密性、抗風(fēng)壓及保溫節(jié)能等性能降級。

鎖具也是五金之一，其耐用度一直以來也備受關(guān)注。我國現(xiàn)行的鎖具的耐用度的標(biāo)準(zhǔn)和國際上對比有很大的差距，這也是鎖具質(zhì)量較低，用戶需要長期更換鎖具的原因之一。

檢驗(yàn)項(xiàng)目 我國標(biāo)準(zhǔn) 美國標(biāo)準(zhǔn) 英國標(biāo)準(zhǔn)球形門鎖執(zhí)手開啟A級：20萬次B級：10萬次1級：80萬次2級：40萬次3級：20萬次50萬次插芯門鎖執(zhí)手開啟 10萬次 80萬次 50萬次插芯門鎖開啟呆舌 5萬次1級：25萬次2級：15萬次3級：10萬次A級：6萬次B級：10萬次

首先是盲目減小材料的厚度，如球形門鎖鎖舌上的保險(xiǎn)柱壁厚太薄，幾千次循環(huán)就斷裂。其次是件材料機(jī)械性能不符合要求，如外裝門鎖開啟呆舌的動(dòng)作是靠撥桿撥動(dòng)滑塊.滑塊帶動(dòng)呆舌伸縮，兩個(gè)關(guān)鍵零件材質(zhì)幾千次循環(huán)就被磨掉一截。第三是門鎖的結(jié)構(gòu)零件設(shè)計(jì)存在應(yīng)力集中點(diǎn)，試驗(yàn)中很快破壞，有的插芯門鎖零件設(shè)計(jì)不合理，彈簧反復(fù)彎折幅度過大，減小了彎曲的半徑造成不到1萬次的循環(huán)就發(fā)生斷裂。

3 門窗五金配件的耐久性的提升措施

門窗五金配件的耐久性對門窗構(gòu)件十分重要，一旦發(fā)生損壞，就容易導(dǎo)致門窗系統(tǒng)整體性能的降低，因此提升門窗耐久性十分重要。

首先當(dāng)然是提升工藝標(biāo)準(zhǔn)，從國標(biāo)和其他國家的標(biāo)準(zhǔn)對比來看，我國的生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)要求較低，這導(dǎo)致了很多產(chǎn)品的檢驗(yàn)不合格。在完善國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)檢測手段的同時(shí)，積極地向國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范靠攏，從而提升工藝質(zhì)量。

其次是在生產(chǎn)技術(shù)上提升，采用耐蝕性較好的材料，耐蝕性好的不銹鋼一般是在鋼中含有鉻、鎳、鈦等成分構(gòu)成，采用金屬鍍膜或非金屬涂膜來避免腐蝕。增加絕緣層或非金屬涂層，能有效地防止出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕。電鍍珍珠鉻是市場中廣泛使用的一種處理工藝，硬度高，耐磨性好，外觀文雅、大方、漂亮。另外，螺絲表面鍍鉻層是易損壞的部位，在安裝完成后用玻璃膠將螺絲密封，避免螺絲在空氣中氧化。

第三是在平常的使用中及時(shí)地對五金配件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不要用濕手開啟門鎖。開啟門鎖或轉(zhuǎn)動(dòng)門鎖把手時(shí)，不要用力過猛。經(jīng)常檢查旋緊螺栓、定位軸、風(fēng)撐、地彈簧，合頁、門鎖等經(jīng)?；顒?dòng)的五金配件，發(fā)生松動(dòng)時(shí)要立即擰緊，不要在門扇上懸掛過重的物品且避免銳器磕碰、劃傷。

參考文獻(xiàn)

[1] 張娟娟,林召烽.國標(biāo)和歐標(biāo)在建筑門窗五金件耐腐蝕性能方面的差異比較[J].門窗,2017,(12):17-18.

[2] 孫波.對開啟五金風(fēng)荷載靜力計(jì)算的一點(diǎn)探討[J].門窗,2012,(08):42-44.