黃丹

摘 要：本文主要介紹一種應(yīng)對雙層自循環(huán)單元系統(tǒng)的需要而設(shè)計的簡潔、輕便的內(nèi)開啟結(jié)構(gòu)，既能保證雙層單元的系統(tǒng)功能需要，又能滿足日常清潔工作需求，同時提高視野通透性，且施工簡便、成本低廉。

關(guān)鍵詞：自循環(huán)呼吸；內(nèi)開啟簡潔；3M

1 前言

根據(jù)建筑效果和功能的需要，雙層自循環(huán)單元系統(tǒng)由于其良好的自主呼吸、換氣、散熱等功能，受到越來越多的應(yīng)用。隨著日常使用，中間夾層就會積累一定的灰塵等雜物，需要定期清理，因此內(nèi)層就需要開啟機構(gòu)。傳統(tǒng)的開啟一般按照開啟窗的方式設(shè)計制作，相對成本較高，整體的通透性也受到了一定的影響。因此有必要設(shè)計一種輕便簡潔的開啟結(jié)構(gòu)，既能保證開啟清潔的需要，又能提高視野通透性，同時又能施工簡便、成本低廉。本文中涉及的標準單元尺寸約為1135mm*3900mm，中間循環(huán)層安裝電動遮陽百葉，內(nèi)層為單玻內(nèi)平開扇，開啟扇尺寸為1077mm*2412mm，玻璃配置為8mm鋼化。

2 總體設(shè)計思路

從使用功能上分析，其一是將單元中間夾層的空氣進行一個簡易的隔斷，以便形成一個自主循環(huán)的空氣腔，其二是在間隔一段時間后將其開啟，以便對中間夾層進行清潔，其三是對內(nèi)部電動遮陽百葉的保養(yǎng)維修等。而對其密封性能和開啟頻率要求不高。

如果我們繼續(xù)選用傳統(tǒng)的明框開啟窗扇的結(jié)構(gòu)，其主要構(gòu)成則是開啟邊框加開啟扇框以及必要的開啟附件組成，邊框和扇框的鋁合金部分，寬度尺寸較大，會影響內(nèi)視的通透性效果，同時鋁合金邊框用量也不低，成本很高；而如果采用隱框開啟窗扇結(jié)構(gòu)，雖然可以減少一定的鋁合金用量，但是其視野通透性沒有得到有效的改善，同時需要采用結(jié)構(gòu)膠對玻璃進行粘接，固化周期較長，生產(chǎn)效率低。

3 設(shè)計思路和解決方案

通過上述分析，總體設(shè)計思路為，一是從總體結(jié)構(gòu)上決定采用隱框結(jié)構(gòu)，二是取消開啟邊框，增加內(nèi)視視野通透性，三是取消橫向邊框，進一步減少材料使用，四是簡化開啟附件配置。

設(shè)計思路確認了，那么重點需要解決的也就是以下幾個問題了。

玻璃強度，通過對風(fēng)壓、和室內(nèi)點荷載、線荷載進行計算校核，8mm鋼化玻璃在水平方向能夠滿足強度需要，不需要輔助邊框；而在豎向方向上，由于跨度較大，需要增加鎖點進行強度加強。

轉(zhuǎn)軸強度，開啟扇在開啟狀態(tài)時，受力方式為單邊支撐懸挑結(jié)構(gòu)，經(jīng)計算，合頁軸采用6mm不銹鋼轉(zhuǎn)軸。

玻璃與豎向邊框連接強度，這個是本部分設(shè)計的重點，傳統(tǒng)方式為采用雙組份結(jié)構(gòu)粘接，但是結(jié)構(gòu)膠受設(shè)計寬度和厚度的限制，以及固化周期長的限制，將會大大影響結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工效率。因此我們決定尋求一種能夠滿足性能需要的替代產(chǎn)品。

經(jīng)過調(diào)查和研究，我們決定采用3M公司生產(chǎn)的一款3M·VHBTM雙面膠帶，其產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)、物理性能、質(zhì)保年限、使用壽命等都滿足本工程使用需要。

3M·VHBTM（VeryHighBond）膠帶采用高性能粘劑，具有杰出的長期聚合力。VHB家族的膠帶其剝離強度，拉伸強度均顯著地優(yōu)于普通的壓力敏感膠帶。

VHB膠帶在許多情況下都可代替螺釘、鉚釘、焊接、液體粘劑及其他永久的組裝方式。

VHB膠帶適于粘結(jié)多種各樣的基材，包括大部分金屬、木材、玻璃及塑料、復(fù)合、噴涂表面。

VHB膠帶與傳統(tǒng)機械和膠粘方法相比較，優(yōu)點如下：

可作為結(jié)構(gòu)、半結(jié)構(gòu)性連接。

不破壞連接表面，沒有空出物，沒有焊接變形。

①可防止不同材質(zhì)之間的電位腐蝕。具有完全密封作用。

②粘接接頭的應(yīng)力均勻，有良好的疲勞強度。

③整個粘接面都能承受載荷，因此力學(xué)強度比較高。

可抵消熱膨脹而造成的破壞。

可吸收振動和噪音。

有極好的初粘力，無需固化、攜帶、施工方便。

粘接層厚度均一，定位簡單，節(jié)省工時。

4 連接節(jié)點設(shè)計及說明

4.1 總體內(nèi)視圖下過如下，中間鎖點布置參見圖紙尺寸標注

4.2 局部連接節(jié)點說明

見圖2，8mm鋼化玻璃（2）通過3M膠帶（3）粘接在合頁側(cè)鋁型材豎框（6）上，鋁型材再通過合頁軸（5），將整體開啟扇固定在單元框（1）上，其中中間鎖點（4），用于增加玻璃豎向方向的強度。

見圖3，8mm鋼化玻璃（2）通過3M膠帶（3）粘接在執(zhí)手側(cè)鋁型材豎框（5）上，其中中間鎖點（4），將執(zhí)手側(cè)豎框與單元豎框（1）連接，通過調(diào)整中間鎖點（4）的位置，控制開啟扇的開啟與關(guān)閉。

同時為了避免在日常狀態(tài)下玻璃自重等問題，在合頁側(cè)和執(zhí)手側(cè)的鋁型材豎框的底端分別設(shè)置托板，以便承受玻璃的重力。

5 小結(jié)

本設(shè)計通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，思路創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的扇框結(jié)構(gòu)和連接方式，增加了視野通透性，邊框鋁型材寬度減少了70%；平米鋁型材用量減少了80%；施工周期從7天縮短到1天，減少了86%；單扇產(chǎn)品材料成本和制造成本減少了22%。該結(jié)構(gòu)已經(jīng)順利通過三性實驗測試，在工程上進行了實際的應(yīng)用。同時該技術(shù)也獲得了中華人民共和國國家知識產(chǎn)權(quán)局的“實用新型專利”，授權(quán)公告號CN202913885U，授權(quán)公告日2013.05.01，授權(quán)專利號：201220543225.8。

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