在平開窗上采用等壓腔技術(shù)來實現(xiàn)平開窗向室內(nèi)開啟始見于歐洲;其后,等壓技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于平開門窗和幕墻上,推拉窗目前尚未見使用;其主要功能是在不增加成本的前提下,大幅度地提高了平開門窗和幕墻的水密性能,是門窗幕墻提高水密性能的諸多方法中最為經(jīng)濟和有效的措施。
使用國內(nèi)外現(xiàn)有等壓腔技術(shù),內(nèi)平開窗的水密性能通常在400～500Pa之間。通過對其進(jìn)行技術(shù)分析,找出其缺陷,并提出新的“完全等壓”技術(shù)原理以及其適用范圍,大幅度提高了門窗幕墻的水密性能;通過檢測驗證,內(nèi)平開窗水密性能可達(dá)到800Pa。以下是對等壓腔技術(shù)和水密性能的分析。
一、滲水的必要條件
眾所周知,滲水必須存在以下條件才有可能發(fā)生,缺一不可。
1.存在縫隙。
2.縫隙周邊存在水。
3.縫隙內(nèi)外存在作用力(表現(xiàn)形式為:氣壓差,水的動能,水的勢能,水的表面張力等)。
二、現(xiàn)有等壓腔的技術(shù)原理
1.水、氣密封分別由兩道以上的密封帶來實現(xiàn):外側(cè)密封帶主要防水,內(nèi)側(cè)密封帶主要防氣且內(nèi)側(cè)密封帶縫隙處無水;內(nèi)外側(cè)密封帶之間構(gòu)成等壓腔,由等壓腔下方的排水孔與室外大氣溝通,實現(xiàn)等壓腔的“等壓”。
2.內(nèi)外側(cè)之間的等壓腔內(nèi)的氣壓接近室外,使得室外側(cè)的水在氣壓差作用下滲入等壓腔的量減小來提高水密性能。
3.內(nèi)側(cè)密封帶縫隙處必須實現(xiàn)無持續(xù)性的水,否則水密性能失效。
4.當(dāng)?shù)葔呵粌?nèi)的氣壓加上腔內(nèi)積水的水壓大于室外氣壓時,積水通過排水孔向室外排泄;當(dāng)?shù)葔呵粌?nèi)的氣壓加上腔內(nèi)積水的水壓等于或小于室外氣壓時,積水無法排泄;當(dāng)積水上升到內(nèi)側(cè)密封帶縫隙處時,等壓腔的所有功能失效,從而導(dǎo)致窗的水密性能失效。
三、現(xiàn)有等壓腔技術(shù)局限性的分析
1.從國內(nèi)外現(xiàn)有內(nèi)平開窗的結(jié)構(gòu)分析,為減少進(jìn)入等壓腔內(nèi)的水量,外側(cè)框扇之間的密封膠條通常是完整的,等壓腔與室外大氣之間的通道僅為窗下方的排水孔通常為5×30,排水孔的通道面積較小;當(dāng)室外氣壓變化速度較快時,難以實現(xiàn)同步變化,等壓腔處于不完全等壓狀態(tài),容易產(chǎn)生積水。
2.當(dāng)?shù)葔呵怀霈F(xiàn)部分積水時,通道面積更小,等壓腔與室外大氣存在較大的氣壓差,導(dǎo)致積水上升。
3.當(dāng)積水高度高于排水孔時,通道完全隔斷,此時腔內(nèi)外氣壓差增大,室外滲入的水量增大,等壓腔的“等壓”功能失效;當(dāng)積水沒過內(nèi)側(cè)密封帶時,窗的水密性能失效。
4.如果外側(cè)框扇之間完全不用膠條密封,雖然等壓腔始終處于完全等壓狀態(tài),但由于大量的水從窗扇下方及左右兩側(cè)進(jìn)入等壓腔內(nèi),進(jìn)水量大于排水量,積水沒過內(nèi)側(cè)密封帶,窗的水密性能失效。
5.國外有一種帶單向閥的排水孔蓋傳入國內(nèi),認(rèn)為既起排水和裝飾作用,又可在室外壓力較大時關(guān)閉排水孔,提高窗的密封性能。殊不知恰恰是單向閥使得等壓腔的功能失效:室外壓力較大時關(guān)閉排水孔,等壓腔與大氣無法接通,腔內(nèi)氣壓無法隨著室外氣壓的變化而變化,使得腔內(nèi)外壓力差增大,導(dǎo)致水更容易從縫隙處滲入。這是一個典型的似是而非的案例,說明了我們在學(xué)習(xí)國外技術(shù)時應(yīng)該采用“揚棄”的科學(xué)方法,而非盲目的全盤接受。
四、完全等壓技術(shù)
通過以上分析可以得出這樣一種結(jié)論:國內(nèi)外現(xiàn)有的等壓腔技術(shù)實際上是一種不完全等壓技術(shù),未能充分發(fā)揮等壓腔技術(shù)應(yīng)有的作用。下面介紹我司發(fā)明的“完全等壓”技術(shù)的原理及其應(yīng)用:
1.水、氣密封仍然分別由兩道以上的密封帶來實現(xiàn):內(nèi)側(cè)密封帶主要防氣且內(nèi)側(cè)密封帶縫隙處無水;外側(cè)密封帶主要防水,但將具有鷹嘴結(jié)構(gòu)的上框兩端的膠條各切割下80～10Omm,使等壓腔在任何時候都與室外的大氣相通,實現(xiàn)真正意義上的“等壓腔”,此舉是“完全等壓”技術(shù)的關(guān)鍵所在。
2.增大排水孔面積或增加排水孔數(shù)量:在高風(fēng)壓強降雨地區(qū),如果等壓腔內(nèi)的進(jìn)水量大于排水孔的出水量,必然會使積水高度上升;當(dāng)積水沒過等壓膠條時,水密性能失效。所以,增大排水孔面積或增加排水孔數(shù)量在高風(fēng)壓強降雨地區(qū)是必須的,建議每扇窗開兩個排水孔。
3.采用“完全等壓”技術(shù)后,即使積水高度高于排水孔,頂端的通道仍然保證等壓腔與大氣相通,等壓腔的“等壓”功能仍然存在;隨著腔內(nèi)積水的增高,在較高水壓的作用下(水壓與積水高度成正比),以較高的速度將積水從排水孔處排出,從而提高了內(nèi)平開窗的水密性能,等壓腔的排水功能得到充分的發(fā)揮。
4.我司的新產(chǎn)品DN58系列平開窗采用了“完全等壓”技術(shù),在進(jìn)行波動加壓水密性能檢測時可達(dá)到800Pa。
五、采用“完全等壓”技術(shù)的利與弊
1.“完全等壓”
技術(shù)使等壓腔始終處于“等壓”狀態(tài),并充分發(fā)揮了等壓腔的排水功能,大幅度提高了平開窗的水密性能。
2.在炎熱的夏季, “等壓腔”形成的煙∷囪效應(yīng),將等壓腔內(nèi)的熱量排出窗外,減輕了空調(diào)荷載,具有節(jié)能效果。
3.在北方寒冷的冬季, “等壓腔”形成的煙囪效應(yīng),將等壓腔內(nèi)的熱量排出窗外,增加了取暖的能耗;故“完全等壓”技術(shù)不適用于降雨量少、風(fēng)壓低的寒冷地區(qū)。
六、結(jié)束語
我國的鋁合金門窗幕墻行業(yè)發(fā)展至今已近四十年,產(chǎn)品以及技術(shù)上一直步發(fā)達(dá)國家的后塵,產(chǎn)品性能和技術(shù)鮮有突破和超越,是因為國內(nèi)對引進(jìn)的產(chǎn)品和技術(shù)大都是“全盤接受”使然。
我們在引進(jìn)產(chǎn)品和技術(shù)時,應(yīng)該考慮到任何產(chǎn)品或技術(shù)都有可能存在瑕疵或局限性,應(yīng)對其技術(shù)進(jìn)行消化和吸收,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行完善和創(chuàng)新,惟有如此,我們的產(chǎn)品和技術(shù)才有可能達(dá)到國際先進(jìn)水平甚至是國際領(lǐng)先水平。