景觀居高臨下,但風壓卻大的高樓窗戶

鋁窗的結構強度,主要看的是抗風壓性能,而以目前國內的鋁窗工藝來說,抗風壓性能至少都能夠達到280 kgf/m2(約為15 級中颱風力)以上的標準,但這對於位在高樓層的迎風面窗戶來說,強度顯然不夠,主要是因為貼近地表的風速容易受到地貌與地面建物所破壞,因此距地高度愈高,風速被破壞的情況就愈小,相對的風壓強度也就愈大,所以當窗戶的距地高度超過30 公尺時(概約是在七、八層樓高的位置,但各建築物會因樓層挑高的不同,而有異),就屬於「高樓層窗戶」了。


高樓層窗戶的基本產品標準

由於這些高樓層的迎風面鋁窗,須承受較嚴苛的風壓條件,因此選用的鋁窗,其抗風壓性能最好要能夠達到360kgf/m2 以上的標準,如此才能有較佳的安全性,且鋁窗的抗風壓性能愈佳,大風壓來襲時造成的形變量就愈小,發生滲風或漏水的情形就相對較低。在玻璃規格部分,則建議使用總厚度至少在8mm 以上的強化玻璃或膠合強化玻璃(實際的玻璃種類與厚度,仍須依照樓層高度、玻璃尺寸與現地的風壓條件來做計算,以符合環境需要),才能避免玻璃強度不足,在大風壓來襲時發生破裂。


高樓層窗戶設計要點

如果高樓層的迎風面窗戶為寬度超過4 公尺的橫拉窗時,最好能採取多樘鋁窗併接(又稱為「併窗」)的方式來設計,而進出陽台的落地式窗型,高度超過2 公尺時,則最好能採用鋁材有加厚的窗型;如窗扇高度超過2.1 公尺時,則應有氣窗或做開天設計,而落地窗的氣窗在設計時,應確保下層作為進出路徑的活動窗扇,高度不要低於1.9 公尺,以免人員進出時會有壓迫感,且氣窗的高度也不宜太過矮扁,以能安裝啟閉窗扇的把手為最低標準。此外,四片式有開天或氣窗的落地窗,因中腰的跨距較寬,故最好能有加裝隔條的吊管設計,或在中腰鋁材的內側加裝一支鍍鋅鋼材,以強化中腰的支撐強度,並達到降低撓度並避免日後出現下垂的問題。至於窗型設計如為推開窗時,則應採用支撐強度較佳的超重型四連桿,且窗扇不宜過大,以避免開啟中的窗扇被瞬間的大風壓給猛烈拉扯,而出現下垂、變形,甚至脫落的問題。

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2 ─ 所謂的「併窗」,就是將多樘獨立的鋁窗以併接鋁材將其接合在一起,使之成為一組大型的鋁窗;圖中示意,即為三併二拉窗(三組獨立的二拉式橫拉窗併接在一起)。


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3 ─ 有中腰的鋁窗,如果跨距太長,就容易在風壓較大時出現顯著的撓曲,而如果上層的氣窗、玻璃重量過重,日久後,中腰也容易出現下垂變形的問題;因此,中腰跨距太長的窗型,最好能有加裝隔條的吊管設計,或在中腰鋁材的內側加裝一支鍍鋅鋼材(俗稱「襯鐵」),以強化中腰的支撐強度。


此外,高樓層的鋁窗,不論是推開窗或是橫拉窗,都建議應加裝有「開口限制器」,以限制窗扇在開啟時的寬度,進而達到防制兒童意外墜樓的事故

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推開窗(圖右)與橫拉窗(圖左)的開口限制器都具有限制窗扇開啟寬度的功能,此項配件可以慎防幼童因為攀爬、探頭觀望、身體重心不穩而發生墜樓的意外。(圖片提供:亞樂美精品氣密窗)


案例示範A:三面採光的高樓日曬窗  坐 落:新北市板橋區‧ 詹宅

屋主夫妻在預售客變時間內,即委託陳焱騰設計師重新規劃35 坪室內格局。由於三面採光,日照充足,而樓層又位在16 樓,更能享受居高挑遠的景緻。


環境評估:

高樓層受到路面車流的噪音干擾較小,然而卻有著較大的風壓問題,且三面採光,客廳及主臥房的鋁窗又座向朝西,日照雖然充足,但卻有西曬的熱輻射問題,睡眠也會受到影響。


設計對策:

(1) 鋁窗型式無法變動,只能從玻璃規格改變由於社區為新建大樓,建築外觀受到嚴格的管制,無法就外部所能見到的窗型、塗裝、玻璃色澤進行變更;此外,因建商所採用鋁窗的玻璃溝槽僅為16mm,在無法安裝複層玻璃的情形下,建議將建商所配的8mm 單層玻璃, 全數更換為5mm+5mm 膠合強化玻璃,以提高玻璃強度,減緩大風壓時的形變,並藉由膠合玻璃的夾膜來降低熱源的傳導,使室內的燥熱情形獲得一些改善。


(2) 善用窗簾,減少光照程度受到社區管委會的規範,玻璃無法變更為遮光性較好的色板玻璃或半反射玻璃,因此,在咖啡桌旁的觀景窗採用了百葉窗簾,隨時擁有柔和光影效果;客廳的落地窗則採用雙層紗簾,維持日照通透卻不刺眼。


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案例示範B:引光納氣的大樓窗設計 坐 落:台中市‧瑞柏盛辦公大樓

瑞柏盛辦公大樓為中部知名建築公司的企業總部,位處台中市南屯區,因建築造型別具特色,且有地景上的顯著性,堪為該區地標。


環境評估:

辦公大樓因四面空曠,為不折不扣的大風壓環境區域;在設計時除需考量鋁窗的結構強度外,窗型也必須要能營造良好的採光及視覺效果,而鋁窗的色系還要能與建築物外觀相互搭配,不會有搶了建築風采或給人視覺撩亂之感。


設計對策:

(1) 框體採用低調的消光塗裝由於建築物以淡雅的淺色系為主體,因此鋁窗塗裝特別選用了「鋁本色鋼珠艷消」,此種塗裝保留了鋁材的金屬原色,加以鋼珠微粒的拋光霧面處理,使其具有內斂的典雅質感,並與建築物的淡雅外觀完美結合。


(2) 窗扇採「非等比式」的大小配規劃

本案窗戶在外牆結構上佔有相當比例的面積,使得每一樘窗戶的開口都相對較大。然而,空曠區域所面臨的風壓條件較為嚴苛,因此在窗型規劃時,部分窗型採用了大小配的二片式窗扇設計( 一片窗扇較大,一片窗扇較小),取代原本應為三片或四片式的等比式窗扇,如此除能以大片的窗扇來保留較佳的景觀效果外,由於窗扇片數相對減少,所以窗扇與窗扇間的疊合鋁料數量,也會減少一至二處,這樣大風壓來襲時,從疊合料位置發生滲風、口哨聲、漏水的風險性,也就降低了。


(3) 把手降高設計

由於窗戶的開口較大,為確保人員的安全,因此鋁窗的下層多設計為不能開啟的固定窗,以使鋁窗能有一個適當且安全的距地高度;而為了便利窗扇的啟閉,把手位置亦特別做了降高處理,讓把手的使用不會受到窗扇高度偏高的影響,而有不好操作的問題。

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作者: 左大鈞  

出版社:風和文創 

出版日期:2019/10/21


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