鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究

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(1)鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 99 年 12 月.

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(3) PG9904-0244 099301070000G2018. 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 研究主持人：蔡宜中. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 99 年 12 月.

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(5) MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. Research on the Mock-up Test of the aluminium windows. BY TSAI YI-CHUNG Dec , 2010.

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(7) 目次. 目次表次······················································································III 圖次························································································V 摘. 要·················································································· XI. 第一章緒論 ······································································ 1 第一節第二節第三節第四節第五節. 研究緣起與背景 ·················································1 研究目的 ·····························································3 研究內容與方法 ·················································4 用語定義說明 ·····················································5 研究流程 ·····························································6. 第二章門窗概述 ·································································· 7 第一節第二節第三節第四節. 門窗之分類 ·························································7 門窗施工安裝作業注意事項 ···························22 門窗保養維護注意事項 ···································33 小結 ···································································36. 第三章門窗風雨試驗概述 ················································ 37 第一節第二節第三節第四節第五節第六節. 為何需做門窗風雨試驗 ···································37 門窗風雨試驗原理 ···········································39 氣密性試驗 ·······················································40 水密性試驗 ·······················································47 抗風壓性試驗 ···················································55 小結 ···································································60. 第四章門窗風雨試驗分析 ················································ 61. I.

(8) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 第一節門窗風雨試驗案例 ···········································61 第二節門窗風雨試驗依送測門窗型式分析 ···············75 第三節門窗風雨試驗依送測門窗檢測氣密、水密、抗風壓性試驗分析 ·····························································82 第四節各類送測門窗案例優缺點分析 ·······················86 第五節相關鋁窗製造廠、施工廠商及專業人士訪談分析·····················································································92 第六節等壓空間原理設計橫拉窗 ·····························100 第七節針對抗風壓試驗鋁窗之製作方式 ·················108 第八節小結 ·································································111 第五章結論與建議 ···························································113 第一節結論 ·································································113 第二節建議 ·································································116 附錄一期中審查會議評審意見執行現況 ·······················117 附錄二期末審查會議評審意見執行現況 ·······················121 附錄三門窗風雨試驗相關 CNS 標準 ·····························127 參考書目·············································································145. II.

(9) 表次. 表次表 1-1 本所風雨實驗室依據 CNS 規範可進行之風雨試驗2 表 2-1 窗戶依開閉型式分類·············································· 11 表 3-1 雨水入侵原理與解決對策······································ 49 表 4-1 已完成之門窗風雨試驗檢測案例·························· 61 表 4-2 門窗風雨試驗通過案例統計表······························ 75 表 4-3 門窗氣密性試驗測試通過比例······························ 82 表 4-4 門窗水密性試驗測試通過比例······························ 84 表 4-5 門窗抗風壓性試驗測試通過比例·························· 85 表 4-6 各類送測門窗案例優缺點分析······························ 86 表 4-7 送測門窗比例統計表·············································· 92 表 4-8 送測窗戶鋁窗與不銹鋼窗比例統計表·················· 93 表 4-9 訪談相關鋁窗製造廠、施工廠商及專業人士名單94 表 4-10 相關鋁窗製造廠、施工廠商及專業人士訪談分析95. III.

(10) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. IV.

(11) 圖次. 圖次圖 1-1 本所風雨實驗室位置圖 ·····················2 圖 1-2 研究流程圖 ·······························6 圖 2-1 鋁合金製窗已成為高層建築所使用門窗最主要之模式 ···········································8 圖 2-2 以鋁合金製成之鋁擠型 ·····················9 圖 2-3 不同形式處理之鋁擠型 ···················· 10 圖 2-4 鋁擠型之加工裁切機械 ···················· 10 圖 2-5 橫拉窗 ·································· 11 圖 2-6 上下拉窗 ································ 12 圖 2-7 固定窗 ·································· 12 圖 2-8 推射窗 ·································· 13 圖 2-9 推開窗 ·································· 13 圖 2-10 雙推開窗 ······························· 14 圖 2-11 內倒或外倒窗 ··························· 14 圖 2-12 橫軸窗 ································· 14 圖 2-13 直軸窗 ································· 15 圖 2-14 搖窗 ··································· 15 圖 2-15 橫拉窗 ································· 16. V.

(12) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖 2-16 推開窗 ································· 17 圖 2-17 推開窗 ································· 18 圖 2-18 橫拉窗 ································· 19 圖 2-19 推射窗 ································· 20 圖 2-20 推射窗開啟 ····························· 20 圖 2-21 雙推開窗 ······························· 21 圖 2-22 雙推開窗開啟 ··························· 21 圖 2-23 預留孔(MO) ····························· 24 圖 2-24 固定片以鋼釘固定於 RC 牆上 ·············· 25 圖 2-25 固定片以鋼釘固定於 RC 牆上 ·············· 26 圖 2-26 鋼骨建築的固定片以焊接處理 ············· 27 圖 2-27 鋼骨建築的固定片以焊接處理 ············· 28 圖 2-28 以雷射水準儀定位確保施工品質 ··········· 29 圖 2-29 以雷射水準儀定位確保施工品質 ··········· 30 圖 2-30 併料之氣密條 ··························· 31 圖 2-31 併料之氣密條 ··························· 32 圖 2-32 落地鋁窗上的輥輪屬消耗品 ··············· 34 圖 2-33 落地鋁窗上的輥輪須定期檢查 ············· 35 圖 3-1 將艙門關起即成一密閉之測試艙 ············ 41. VI.

(13) 圖次. 圖 3-2 測試艙加壓之鼓風機組 ···················· 42 圖 3-3 測試門窗漏氣量之空氣流量計 ·············· 43 圖 3-4 量測測試艙壓力之低壓傳感器 ·············· 44 圖 3-5 通氣量線圖 ······························ 46 圖 3-6 門窗水密試驗順序 ························ 51 圖 3-7 試艙內噴水架 ···························· 52 圖 3-8 門窗水密試驗進行 ························ 53 圖 3-9 量測水流量之水流量計 ···················· 54 圖 3-10 門窗抗風壓性試驗位移計裝設 ············· 57 圖 3-11 量測測試艙壓力之高壓傳感器 ············· 58 圖 3-12 門窗風雨試驗之 LabVIEW 儀控軟體 ········· 59 圖 4-1 各類門窗送測案例比例 ···················· 76 圖 4-2 橫拉窗測試通過比例 ······················ 77 圖 4-3 推開窗測試通過比例 ······················ 78 圖 4-4 推射窗測試通過比例 ······················ 79 圖 4-5 固定窗測試通過比例 ······················ 80 圖 4-6 不銹鋼門測試通過比例 ···················· 81 圖 4-7 門窗氣密性試驗測試通過比例 ·············· 83 圖 4-8 門窗水密性試驗測試通過比例 ·············· 84. VII.

(14) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖 4-9 門窗抗風壓性試驗測試通過比例 ············ 85 圖 4-10 連動把手迫緊前 ························· 90 圖 4-11 連動把手迫緊後 ························· 91 圖 4-12 送測門窗比例統計 ······················· 92 圖 4-13 送測窗戶鋁窗與不銹鋼窗比例統計 ········· 93 圖 4-14 橫拉窗較易漏水處 ······················ 100 圖 4-15 橫拉窗導入外部氣流形成等壓空間 ········ 101 圖 4-16 橫拉窗中間直料內的等壓空間 ············ 102 圖 4-17 出風口細部詳圖 ························ 103 圖 4-18 黃色點線為內扇窗戶兩條從上到下之氣密條將中間直料內的等壓空間包覆住······················ 104 圖 4-19 鋁擠型上挖洞導入外部氣流 ·············· 105 圖 4-20 鋁擠型上挖洞導入外部氣流 ·············· 106 圖 4-21 溝槽下的外氣吹到盡頭，由三個孔洞吹到溝槽上保持與外部氣流等壓 ··························· 107 圖 4-22 於鋁窗疊合料內填塞ㄇ型鍍鋅鐵件 ········ 108 圖 4-23 鋁擠型進時效爐加熱強化其強度 ·········· 109 圖 4-24 鋁窗中柱、橫檔相對位置 ················ 109 圖 4-25 鋁窗疊合料相對位置 ···················· 110. VIII.

(15) 圖次. 圖 4-26 鋁窗對接料相對位置 ···················· 110. IX.

(16) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. X.

(17) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：門窗、鋁窗、氣密、水密、抗風壓、風雨試驗一、研究緣起台灣都會地區之建築朝向高層化、精緻化設計發展，其門窗構件與構法從設計、製造及安裝施工等各階段技術管控關係密切。為確保建築物門窗整體性能達到設計標準及規範要求，並降低建築物門窗在面對強風豪雨可能發生之危害，及提高日常氣密性、水密性、抗風壓性能，乃需進行門窗風雨試驗，以檢測確認其各項物理性能合乎安全標準。通常會做門窗風雨試驗的案例大部份為高層建築，因為當建築物高度增加，其所受風力影響越大。且國內颱風頻仍，這一兩年來颱風伴隨的降雨強度較往年更大，故風雨所造成之災害甚難估計。因此，在面對高層建築風雨問題時，做好建築物門窗風雨試驗，保障其安裝後之安全性、可靠性及舒適性至為重要。有鑑於此，行政院核准建置「內政部建築研究所實驗設施設置計畫」，本所特別興建「風雨實驗室」。本所性能實驗中心之風雨實驗室於 2006 年正式對外接受業界人士風雨試驗委託檢測服務，主要針對門窗、帷幕牆進行風雨試驗。二、研究方法及過程本實驗室之門窗風雨試驗相關檢測項目皆已獲 TAF 認證通過，至今門窗風雨測試艙，所接受廠商相關之風雨試驗委託檢測案已有百件，顯見此項試驗相當受到國內業界重視。本研究現今將相關檢測案例做深切之比較分析研究，應能使國內門窗之設計、製造品管或施工技術更上層樓。本研究案之研究目的如下：（1）使門窗設計者明瞭設計方面之缺失，以提供改善建議。. XI.

(18) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. （2）藉由門窗風雨試驗相關案例檢討，明瞭其於工廠製造品管問題，以增進其工廠製造品質。（3）於現場施工技術方面，根據各案例之問題，研擬有關門窗現場施工注意事項。三、重要發現本研究針對已完成之「門窗風雨試驗」案例，分析比較其相關性能與缺失，並與鋁窗製造廠、施工廠商及專業人士作重點訪談，藉以強化國內鋁窗設計、製造及施工各方面之專業能力，可得到下述重要發現： 1.. 鋁窗設計方面：. （1）推開窗與推射窗其氣密水密性均相當良好，一旦關緊把手，四周的氣密條即產生迫緊，幾乎不會漏水。但必要考量若採用三連動或四連動把手時，雖可使氣密條更加強其迫緊性能，然而因經常性的迫緊，亦會加速氣密條彈性疲乏致使老化，降低推開窗與推射窗之氣密水密性。（2）推開窗與推射窗如果施作在高層建築時，須注意其連桿強度。否則因高樓風大，當窗戶打開時，很可能將整樘推開窗掀掉，造成公共危險，故必須因應樓層高度考量其設計與施作方式。越高的樓層，鋁窗設計連桿所能開啟的角度要越小，連桿強度需更加強，以防強風掀掉整樘窗危及公共安全。（3）國人習慣使用橫拉窗，是因其使用方便的緣故。為防止發生漏水情況，一般橫拉窗業者會將氣密條加厚，是屬於”圍堵方式＂。橫拉窗因要左右推拉，若其氣密條太厚，將導致橫拉窗不易被推拉；但若氣密條較薄，橫拉窗雖然容易推拉，可是其水密性卻不好，非常容易漏水。所以橫拉窗業者必須將氣密條的厚薄設計製作精確，才能符合使用性能（不漏水、易推拉）。（4）運用等壓空間原理所設計之橫拉窗，是現今世界趨勢。以等壓空間原理設計之橫拉窗，就如同古代大禹治水，以”疏導”的方式排除溝槽積水，也是最有效的方式。橫拉窗若能運用等壓空間原理（詳第四章第六節），可強制使溝槽較難進水；無須以增加氣密條厚度，用”圍堵”的方式防範溝槽積水，. XII.

(19) 摘要. 藉此通過水密試驗。因此較優秀的鋁窗廠商，會以等壓空間原理設計橫拉窗，而非增加氣密條厚度。較優秀的等壓空間橫拉窗甚至在 10 分鐘水密試驗時間內，室內溝槽不進半滴水。（5）在水密試驗時，鋁窗廠商如果為了防止橫拉窗溝槽進水過多，而於室外側多設計排水孔，雖可加強排水，但也可能因排水不及，橫拉窗溝槽進水會因為風壓而由排水孔倒灌上來，導致漏水情形。 2.. 鋁窗製造方面：. （1）鋁窗製造過程如下：鋁窗製造廠先向鋁擠型廠進鋁擠型料，再依照建商需求製造鋁窗。不同來源的鋁擠型料，若其鋁合金材質成分較差，會影響其抗風壓試驗強度。（2）廠商製造大型景觀窗時，在較長的空心中柱、橫檔、疊合料或對接料內，會填塞ㄇ型鍍鋅鐵件，增加其強度以抗風壓。但是，鍍鋅鐵件經過一段時間，亦可能產生銹蝕情形，恐使鋁擠型料因而產生氧化現象，影響其強度暨美觀情形，其分析請詳第四章第七節。較注重商譽的鋁窗製造廠，會在需要抗風壓的中柱、橫檔、疊合料或對接料內，不但加厚其鋁擠型厚度，並且還進「時效爐」加熱，運用這兩步驟，既可強化其鋁窗的強度，更可減少鋁擠型材料應力集中、減少鋁擠型材料變形，雖然成本增加，亦為其維護品牌所需做的。（3）國內鋁窗製造廠，為維護自家品牌與信譽，皆由自己的製造廠生產，不委由代工廠製造。故其鋁窗品質與委由代工廠生產之鋁窗相比較，測試通過率較高。（4）但某些品牌的鋁窗、會因建案地區不同，而委由當地所配合的代工廠製造，因品管較難掌控，所產製之鋁窗較常有良莠不齊情形。（5）然而有些廠牌門窗、雖委由其各地區的代工廠製造，較優質的代工廠也可能因其品管較嚴謹，仍可通過測試。但當由較劣質的代工廠製造時，就很有可能無法通過風雨試驗測試。 3.. 鋁窗施工方面：. （1）於鋁窗製造廠組裝完成之鋁窗，運送至工地現場需要施工安裝，其過程包含：運送、儲存、運搬、預埋與安裝等工作程序；各個環節必須緊緊相扣，. XIII.

(20) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 才有辦法將施工安裝作業圓滿達成。（2）鋁窗施工須與現場營造廠工程相互做密切配合，方能控制施工進度。一般現場營造工程，會先留鋁窗安裝預留孔(MO)，鋁窗業者須檢查預留孔(MO) 與鋁窗之寬度及高度尺寸，其與各邊間隙應為 15mm-25mm（視鋁窗設計圖面調整）。開口尺寸若有偏差時，須由營造業者負責，整修預留孔(MO)合適鋁窗施工。（3）鋁窗之玻璃，其嵌入窗樘溝槽之尺度須足夠（一般約 7~8mm，視鋁窗設計圖面調整）。且 silicone 不能只打表面，施打 silicone 時，須壓入使其進入溝槽內部，完整膠封之，否則風壓過大晃動玻璃，亦會導致鋁窗滲水。（4）完成鋁窗安裝後，預留孔(MO)與鋁窗窗框間之防水措施仍須由營造業者負責。因為有時營造業者、因防水層及此防水層背面之水泥砂漿填充不確實，而造成空洞現象，為造成鋁窗窗框與混凝土面縫隙漏水的主因。因此不可將縫隙漏水的責任歸咎於鋁窗業者，而必須是由營造業者負責，確實再一次把防水層、及此防水層背面的水泥砂漿填充做好，才可能不發生縫隙漏水情況。四、主要建議事項（1）立即可行建議：加強並落實民間業界確實施做各類門窗風雨試驗之能力主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：無雖然國內鋁窗業各自有其門窗風雨測試機，能做到自製自測程度。但因國內「門窗風雨試驗」，必須是依據其技術規範與國家標準，對其整體系統性能進行測試，攸關國人生命安全，故必須審慎進行之。本實驗室可以不斷累積測試經驗與數據，提供業界參酌，並用以強化台灣鋁窗業者研發更優質的產品，以期達到防範於未然之目的，並幫助廠商能做出更優質的門窗，更提昇我們的居住品質。本實驗室可將各類門窗風雨試驗案例之比較分析研究，舉辦全省講習，使國內「門窗風雨試驗」經驗得以分享交流，使民間業界普遍知道門窗風雨試驗的重要性，相關流程及試驗地點等。. XIV.

(21) 摘要. （2）中長期建議：增加本實驗室之門窗風雨試驗測試艙主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：無因本實驗室是 TAF 認證實驗室，亦屬政府國家級實驗機構，所出具報告之公正性、正確性及可靠性，能滿足業界所需之專業檢測服務。因屬政府國家級實驗機構，堅持不與民爭利原則，從不做宣傳廣告，但是已在國人心中建立起口碑與好評。然因應目前國內建商多朝向豪宅、或精緻化建築發展，許多門窗測試需求分至沓來。若有足夠經費與人員配合，可增加本實驗室之門窗風雨試驗測試艙，就不致產生廠商須排隊等待許久之問題。. XV.

(22) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. XVI.

(23) 摘要. Abstract Keyword: Doors and windows, aluminium windows, air p e r m e a b i l i t y,. watertightness,. wind. resistance,. mock-up. test 1. Forward Nowdays we know Taiwan’s high buildings develement towards the high level and exquisitely design. Then the doors. and. windows’components. ,. constructions. from. designing, makeing and constructing which have to be controlled carefully . For reducing the high buildings’ aluminium windows can face the strong storms’ damages. Especially last two years the domestic typhoons are so frequently.And. the. rainfalls. of. the. typhoons. have. followed larger than the past years. In order to guarantee the aluminium windows can fit for the globally safety standard of the high buildings.That is. the. reason. why. we. have. to. make. air. p e r m e a b i l i t y,. watertightness, wind resistance of its are important.So, to make. the. mock-up. test. of. the. aluminium. windows. is. necessary. In view of this, our national institute especially builds 'laboratory accept tests of industry’s trials.From 2006 our national institute laboratory formally serve to trials of the doors and windows, curtain walls.. XVII.

(24) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 2. Investigation Method and Procedures Our. national. institute. laboratory. and. test. relevant. projects and all already obtain TAF authentication to pass in. doors. and. windows. trials. in. this. laboratory.. This. research will measure the case to make deep comparison analysis. It hould be able to make the design, manmade or construction. technology. of. the. domestic. aluminium. windows attain a higher goal. The research purpose of this research case is as follows: The tests of the manufacturer, this obvious test is analogous. to. being. paid. attention. to. by. the. domestic. industry. (1) Make the aluminium windows designer understand the. disappearance. of. the. design,. by. offering. and. improving proposing. (2) Test relevant cases and make a evaluate with the aluminium windowsand to test, understand it is in charge of the question in factory manmade, make quality in order to promote its factory. (3) In the construction technology, according to the question. of. every. cases,. research. and. draft. the. on-the-spot construction attentive matters of relevant the aluminium windowsand to test. The procedures of researching these already finished cases,. then. to. analyze. and. compares. its’s. relevant. performances and lacks of the window factories of the aluminium windowsand testing and constructing in the manufacturer and professional personage to do the key interviews.. XVIII. And. to. strengthen. the. domestic. aluminium.

(25) 摘要. design of windows,to make and construct the professional ability. 3. Major Findings From. the. laboratory. equipments. ,the. Mock-up. and. instruments. test. of. the. of. our. aluminium. windowsands are already found out in this research. (1). The. Casement. Window. and. The. Projected-out. Window its＇ s air permeability and watertightness, are both well. (2). In. skyscraper. and. high. buildings. must. pay. attention to the Casement Window and The Projected-out Window their connecting rod intensity. Otherwise because the high building wind is heavy, when the window is opened, will probably be pushed the whole windows. (3). The. Horizontal. Sliding. Window. of. balance – presure design is a trend of the world now. 4. Suggestions （ 1 ） S h o r t - Te r m S u g g e s t i o n s : T o f i r m l y s t r e n g t h e n and implement our folk industries＇ ability of making the mock-up test of the aluminium windows. Though windows. our. have. domestic. industries’. its. machines.. test. of. the. aluminium. Theycan. make. by. themself for examining. But because the domestic ' the mock-up according. test. of. the. aluminium. to. its. technical. windows. specification. ', and. must. be. national. standards. And it concerns with the all people’s life and security,. so. we. must. carry. on. it. scrupulously.. This. XIX.

(26) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. laboratory can accumulate the test experiences and datum constantly, offer to the industries to consider. （ 2 ） M e d i u m a n d L o n g - Te r m S u g g e s t i o n s : I f i t ＇ s possible to increases this laboratory. cabin to test of the. Mock-up test of the aluminium windows. Because. this. laboratory. is. TAF. authentication. laboratory, also the the national experiment organization of. the. government. country. class.. this. laboratory’. test. report is identified fairness, exactness and dependability. For. satisfing. the. professional. detection. service. that. gradually is increacesing the test needs of domestic folk industries.. XX.

(27) 第一章緒論. 第一章緒. 論. 第一節研究緣起與背景台灣都會地區之建築物現今朝向高層化及精緻化發展，已成為台灣都會區之趨勢。其門窗構件與構法，從設計、製造及安裝施工等各階段技術管控關係密切。為確保建築物門窗整體性能達到設計標準及規範要求，並降低建築物門窗於強風豪雨時可能發生之危害，及提高日常氣密性、水密性、抗風壓性能，乃需進行門窗風雨試驗，以檢測確認其各項物理性能。通常會做門窗風雨試驗的案例大部份為高層建築，因為當建築物高度增加，其所受風力影響越大；且國內颱風頻仍，每年造成之風雨災害甚難估計。因此，在面對高層建築風雨問題時，預先做好建築物門窗風雨試驗，來保障其安裝後之可靠性、安全性至為重要。有鑑於此，行政院核准建置「內政部建築研究所實驗設施設置計畫」，本所特別興建「風雨實驗室」。本所性能實驗中心之風雨實驗室於於 2006 年正式對外接受風雨試驗委託檢測服務，主要針對門窗、帷幕牆進行風雨試驗。本實驗室位於成功大學台南縣歸仁校區(成大航空太空科技研究中心) 內，鄰近高鐵台南車站（約 3 公里），位於國道一高與二高之間，可由國道一高或二高轉 86 號東西向快速道路，於大潭/武東/歸仁交流道往歸仁方向下去，約 400 公尺即達本校區大門口，交通非常方便。. 1.

(28) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖1-1 本所風雨實驗室位置圖資料來源：本研究整理本實驗室包含帷幕牆風雨測試艙及門窗風雨測試艙各一座，其實驗室之相關檢測項目如下，皆已獲得財團法人全國認證基金會（TAF）認證通過：表1-1 本所風雨實驗室依據 CNS 規範可進行之風雨試驗. 尺寸. 檢測項目及參考標準. 門窗風雨測試艙. 帷幕牆風雨測試艙. 寬 3m × 高 3m 抗風壓性試驗 CNS 11526 A3235 氣密性試驗 CNS 11527 A3236 水密性試驗 CNS 11528 A3237. 寬 10m × 高 12m 氣密性性能試驗 CNS 13971 A3366 正負風壓結構性性能試驗 CNS 13972 A3367 動態水密性性能試驗 CNS 13973 A3368 靜態水密性性能試驗 CNS 13974 A3369 層間變位性能試驗 CNS 14281 A3381. 資料來源：本研究整理. 2.

(29) 第一章緒論. 第二節研究目的為提升門窗之性能品質與安裝的可靠性、安全性，國際間均訂定有相關的性能試驗標準，一般常用的標準有美國建築製造協會 AAMA 的標準或 ASTM，日本 JIS 的標準等，我國則有 CNS11524、11526~8 等門窗性能檢測試驗標準。門窗風雨試驗涵蓋 CNS11526~8 三個試驗項目，分別為 CNS 11526（2003）門窗抗風壓性試驗法、CNS 11527（2004）門窗氣密性試驗法及 CNS 11528（2004）門窗水密性試驗法。而依據 CNS11524 門窗性能試驗法通則，若執行上述三個試驗項目，其順序分別為（1）氣密性試驗、（2）水密性試驗、（3）抗風壓性試驗。本實驗室之門窗風雨試驗相關檢測項目皆已獲 TAF 認證通過，至今於門窗風雨測試艙接受廠商相關之風雨試驗委託檢測案已有百件，顯見該試驗相當受到國內業界重視。若將相關檢測案例做深入之比較分析研究，應能使國內門窗之設計、製造品管或施工技術更上層樓。其研究目的如下：（1）使門窗設計者明瞭設計方面之缺失，以提供改善建議。（2）藉由門窗風雨試驗相關案例檢討，明瞭其於工廠製造品管問題，以增進其工廠製造品質。（3）於現場施工技術方面，根據各案例之問題，研擬有關門窗現場施工注意事項。. 3.

(30) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 第三節研究內容與方法門窗進行風雨試驗其個別材料性能是依門窗構件使用之材料特性而異，例如不銹鋼、鋁合金、金屬材料、玻璃、填縫材等，風雨試驗則是依據其技術規範與國家標準針對整體系統性能進行測試。本研究內容除進行各類門窗相關文獻資料蒐集彙整外，並將進行本實驗室已完成檢測之門窗風雨試驗相關案例，做比較分析研究，經由各項實測紀錄數據配合進行本研究。再輔以訪談相關門窗製造廠、施工廠商及專業人士等，以取得最新實務上之資訊，提供相關人士參酌運用。. 4.

(31) 第一章緒論. 第四節用語定義說明本文有關門窗風雨試驗用語，主要用語定義如下： 1.. 1. 氣密性能：空氣經由建築物窗戶、牆壁與門的裂縫，其流進或流出之穿. 透量。 2. 水密性能：指在規定注水量及氣壓下，室內側之漏水情形。 3. 抗風壓性能：門窗整體構造系統抵抗風壓力之安全性能。 4. 填縫材：一種具黏結性之彈性體材料，可用來填充縫隙，以有效阻隔水或空氣等之通行。 5. 2壓力差：門窗之室外側壓力與室內側壓力之差。門窗之室外側壓力較室內側壓力高時為正壓，低時為負壓。 6. 通氣量：在壓力差下通過門窗之空氣量。 7. 通氣面積：用作計算通氣量之門窗面積。 3 8. 脈動壓：壓力差以近似正弦波周期變動之壓力。. 9. 上限值：脈動壓之上限壓力值。 10.中央值：脈動壓之中央壓力值。 11.下限值：脈動壓之下限壓力值。 12.殘留變形4：除壓後，門窗所留下之變形。. 1 2 3 4. 1~4 資料來源：本研究整理。 5~7 資料來源： CNS 11527（ 2004）門窗氣密性試驗法。 8~11 資料來源： CNS 11528（2004）門窗水密性試驗法。 12 資料來源： CNS 11526（ 2003）門窗抗風壓性試驗法。. 5.

(32) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 第五節研究流程. 研究背景、目的. 研究內容及方法說明. 門窗概述. 門窗風雨試驗概述. 1.門窗之分類. 1.為何需做門窗風雨試驗. 2.門窗施工安裝作業注意事項. 2.氣密性試驗. 3.門窗保養維護注意事項. 3.水密性試驗 4.抗風壓性試驗. 本實驗室之門窗風雨試驗相關案例比較分析. 1.相關案例比較 2.相關案例分析 3.訪談相關門窗製造廠、施工廠商及專業人士. 提出門窗設計、製造品管或施工技術改善建議. 召開簡報會議修正內容. 結論與建議. （研究流程若須修正回饋時，皆可回到各個前置作業修正）圖1-2 研究流程圖資料來源：本研究整理. 6.

(33) 第二章門窗概述. 第二章門窗概述第一節門窗之分類. 壹、前言十九世紀工業革命發生後，都市化及工業化發展，改變了人類住居環境，使都市人口不斷增加。由於土地資源受限，建築物急速發展的結果乃向天空擴展。世界各國在朝向現代建築發展之際，可看到高層建築如雨後春筍的出現。早期低矮房子的木製門窗，在這些辦公大樓、百貨商場、公有建築物、工業廠辦、高層集合住宅等已不復見，取而代之的是大量採用輕量化鋁合金製窗。由於其可工業化生產、施工快工期短、減少結構體負擔，當然成為高層建築技術的必然趨勢。故此時高層建築或超高層建築其建材技術必須朝「輕量化、安全性、精密性、耐久性、經濟性、美觀性」發展，鋁合金製窗已成為高層建築所使用門窗最主要之模式。. 7.

(34) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-1 鋁合金製窗已成為高層建築所使用門窗最主要之模式資料來源：http://forgemind.net/phpbb/viewtopic.php?f=8&p=86336 而根據建築技術規則建築設計施工篇第 45 條，其對門窗之設置僅做簡單之規範：如門窗之開啟均不得妨礙公共交通、緊接鄰地之外牆不得向鄰地方向開設門窗、同一基地內各幢建築物間或同一幢建築物內相對部份之外牆開設門窗，其相對之水平淨距離應在二公尺以上；僅一面開設者，其水平淨距離應在一公尺以上。而建築技術規則建築設計施工篇第 76 條則定義防火門窗：防火門及防火窗，其組件包括門窗扇、門窗樘、開關五金、嵌裝玻璃、通風百葉等配件或構材。通常防火門窗會設置在需要防火區劃的地方，且因其需防火時效，不銹鋼的燃點較鋁合金高，較適合製作防火門窗。可是也因其重量較重，不適合大量使用在一般高層建築。門窗之個別材料性能是依門窗構件使用之材料特性而異，如不銹鋼、鋁合金、木材、塑鋼等。門窗之分類可分為很多種，一般可分為依材料分類、依開閉型式分類、依裝置位置分類等。. 8.

(35) 第二章門窗概述. 貳、依材料分類門窗材料可分為鋁合金、不銹鋼、木材、塑鋼、鐵等金屬。 1.. 鋁合金5：6063 鋁合金是鋁鎂矽為主要元素配製的合金，每一種元素均有一定範圍的含量。正規的鋁合金廠家，在配製合金成份時，均有內部標準，就是在各種元素含量範圍內，各廠有他們自己更小變化範圍，鋁、鎂、矽三者之間比例要求很嚴，各廠有自己數據，相互保密。有合格的配方製成的合金，才能保證強度，否則以後如何加工，強度也上不去。鋁合金其優點為質輕、可工業化生產、施工快工期短，為高層建築所使用門窗最主要之模式。. 2.. 不銹鋼：因不銹鋼燃點較鋁合金高，故在需要防火門窗（如 1 樓商店街）或需要防火區劃的地方，就須以不銹鋼為材料。然也因其重量較重，較不適合高層建築。. 3.. 木材：此為早期傳統低矮房舍所用的材料，因木材會腐朽、蟲蛀或遭白蟻侵蝕，近年已較少成為門窗材料。. 4.. 塑鋼：用在浴室等室內空間，不怕水淋溼也不會發霉。. 5.. 鐵：單位重量比不銹鋼更重，但因會生鏽，適用於低單價建物。. 圖2-2 以鋁合金製成之鋁擠型資料來源： http://yongyingal.big5.made-in-china.com/product/GqaxXTFEIgcf/%E9%93 %9D%E5%9E%8B%E6%9D%90.html 5. http://www.topsun30.com/html/newsopen34.html. 9.

(36) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-3 不同形式處理之鋁擠型資料來源： http://coscoal.big5.made-in-china.com/product/UeJQnWqTTPcz/%E9%93% 9D%E9%97%A8%E7%AA%97.htm. 圖2-4 鋁擠型之加工裁切機械資料來源：http://www.sdchencan.com/xxsb_600_90.html. 10.

(37) 第二章門窗概述. 參、依開閉型式分類6 窗戶依開閉型式分類，可分為拉窗、固定窗、開窗等，如下圖表說明。表2-1 窗戶依開閉型式分類類別. 窗型名稱. 備考. 拉窗. 橫拉窗（Horizontal Sliding Window）. 含雙拉及單拉窗. 上下拉窗（Vertical Sliding Window）. Slide-up Window. 固定. 固定窗（Fixed Window ）. 開窗. 推射窗（Projected-out Window）. Top Hung Window. 推開窗（Casement Window）. Side Hung Window. 內倒窗（Projected-in Window）. Bottom Hung Window. 橫軸窗（Horizontal Pivoted Window）直軸窗（Vertical Pivoted Window）搖窗（Awning Window）資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 圖2-5 橫拉窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 6. CNS 3092（ 2005）鋁合金製窗. 11.

(38) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-6 上下拉窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. F. 圖2-7 固定窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 12.

(39) 第二章門窗概述. 圖2-8 推射窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 圖2-9 推開窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 13.

(40) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-10 雙推開窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 圖2-11 內倒或外倒窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 圖2-12 橫軸窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 14.

(41) 第二章門窗概述. 圖2-13 直軸窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 圖2-14 搖窗資料來源：CNS 3092（2005）鋁合金製窗. 15.

(42) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 肆、依裝置位置分類門窗依裝置位置分類，可分為室內型及戶外型等；室內型因做為居家室內使用，故不需考慮門窗風雨試驗。而戶外型需不需做門窗風雨試驗，則視其需要。一般來講高樓層建築較易遭受強風豪雨危害，乃需進行門窗風雨試驗，以提高日常氣密性、水密性、抗風壓性能，保障生命財產安全。. 圖2-15 橫拉窗資料來源：本研究整理. 16.

(43) 第二章門窗概述. 圖2-16 推開窗資料來源：本研究整理. 17.

(44) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-17 推開窗資料來源：本研究整理. 18.

(45) 第二章門窗概述. 圖2-18 橫拉窗資料來源：本研究整理. 19.

(46) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-19 推射窗資料來源：本研究整理. 圖2-20 推射窗開啟資料來源：本研究整理. 20.

(47) 第二章門窗概述. 圖2-21 雙推開窗資料來源：本研究整理. 圖2-22 雙推開窗開啟資料來源：本研究整理. 21.

(48) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 第二節門窗施工安裝作業注意事項於工廠製造組裝完成之門窗，至工地現場需要安裝上架，其內容包含運送、儲存、運搬、預埋與安裝等工作；必須各個環節緊緊相扣，才有辦法將施工安裝作業圓滿達成。一般在施工時需充分了解下列事項： 1.. 門窗之性能要求，以期符合門窗之性能。. 2.. 結構體之特性與其公差，方能調整門窗順應結構體之誤差，並提出安裝方法。. 3.. 使用適當工具配合門窗構材，以做好防護之措施。. 4.. 施工前充分知悉門窗施工進度，並在安裝前能完全克服工程問題，與門窗之設計單位、製造單位之互動、溝通須十分密切。. 5.. 施工單位除了解材料特性外，亦須充分回饋原設計者；如設計不良導致的安裝困難或現場排除困難之做法均應告知，以期設計者能改善與自我提昇。. 6.. 施工單位應多做實驗（現場或實驗室），並能把實驗結果忠實的回饋各相關單位。以下為門窗施工安裝由開始到完成所需作業之注意事項：. 壹、施工前門窗施工前需先擬定施工計畫，這些施工計畫包括施工設計圖、施工計畫書等，必須充分檢討從開始到完成的工程進度。 1.. 施工設計圖：此包含完成實際工程所需之設計尺寸，與結構體之相對位置，所有斷面細部圖及材料均須註明，並須於施工前提出由相關人員確認，且經結構計算證明安全無虞。. 2.. 施工計畫書：詳細之計畫書則在施工準備前提出，並且由經辦人員確認，施工計畫書應含以下各項：（1）施工計畫進度表；（2）搬運、起重與現場存放計畫；（3）放樣作業；（4）安裝計畫；（5）現場焊接組裝、防水填縫；（6）養護與清潔計畫；（7）檢查計畫及（8）現場安全措施. 22.

(49) 第二章門窗概述. 等。 3.. 安排預備進場時間：（1）至工地現場與業主工務所人員溝通，了解現場相關工程進度及施工情形；（2）了解各協力廠商目前進料、交貨情形，並與門窗製造廠溝通，了解目前門窗材料之加工、組裝、鑲嵌、養護、包裝情形；（3）預定產量，安排進場之出貨順序與日期等；（4）與現場安裝工程人員連繫進場時間，施工機具須檢查保養，以完成工作準備，並請工作人員依預定時間進場。. 貳、施工中7 門窗施工中須充分知悉門窗施工進度與現場營造工程配合，才能檢討從開始到完成的工程進度。以下為一般落地鋁窗施工中各項作業注意事項： 1.. 製品般入：（1）搬入方法；（2）搬入順序；（3）搬入量；（4）搬入間隔；（5）搬入時間；（6）搬入路徑。. 2.. 保管：（1）製品的保管場所；（2）製品的保管方法。. 3.. 製品的安裝：. （1）預留孔(MO):檢查預留孔(MO)與落地鋁窗之寬度及高度尺寸，其與各邊間隙應為 15mm-25mm。開口尺寸若有偏差時，請由工地負責整修。. 7. http://tw.myblog.yahoo.com/jw!c36g092RGBIk2Qrpuuj0ZQlqaQO_/article?mid=748&. prev=1169&next=93&l=f&fid=14. 23.

(50) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-23 預留孔(MO) 資料來源： http://tw.myblog.yahoo.com/jw!c36g092RGBIk2Qrpuuj0ZQlqaQO_/article? mid=748&prev=1169&next=93&l=f&fid=14 （2）埋置固定片:a.鋁窗之固定片埋設，以兩邊量起 30-40 公分埋設第一支為埋設標準間距，50-60 公分埋設第二支固定片，固定片之設定為四方全部埋設(50-60 公分為埋設基準間距)，固定片以鋼釘固定於 RC 牆上。 b.落地鋁窗之安裝需確實施工，兩邊直料，上橫料需至少三支固定鐵片，一支固定於正中，下橫料需至少打四支固定，正中需以防水墊塊舖平水準，再以點銲固定後輔以水泥固定支點避免橫料下凹。c.鋁窗之安裝先以 PVC 嵌塊或木塊固定，再以固定片釘著後，以水泥固定，下橫料需至少作三點固定。d.若建築物為鋼結構時，鋼骨建築與鋁窗間的固定片以焊接處理。. 24.

(51) 第二章門窗概述. 圖2-24 固定片以鋼釘固定於 RC 牆上資料來源：本研究整理. 25.

(52) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-25 固定片以鋼釘固定於 RC 牆上資料來源：本研究整理. 26.

(53) 第二章門窗概述. 圖2-26 鋼骨建築的固定片以焊接處理資料來源：本研究整理. 27.

(54) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-27 鋼骨建築的固定片以焊接處理資料來源：本研究整理（3）落地鋁窗之固定:以水泥厚度內外出入線之基準。a.如牆厚在 12 公分以上，室內預留 2-3 公分為基準，牆厚在 10-12 公分，室內預留 1-2 公分為基準。b.但如外牆需與磁磚整齊線切齊，落地鋁窗安裝需配合工地基準墨線安裝施工。較審慎的業者，會以雷射水準儀來定位，以確保施工品質。. 28.

(55) 第二章門窗概述. 圖2-28 以雷射水準儀定位確保施工品質資料來源：本研究整理. 29.

(56) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-29 以雷射水準儀定位確保施工品質資料來源：本研究整理（4）併料之安裝: 檢查併料之氣密條確實嵌妥。. 30.

(57) 第二章門窗概述. 圖2-30 併料之氣密條資料來源：本研究整理. 31.

(58) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-31 併料之氣密條資料來源：本研究整理（5）需要敲打落地鋁窗時，應用木槌或尼龍槌，如用鐵鎚敲打時應墊以木片以免損壞鋁料。 4.. 如有焊接或預埋件處理：（1）焊道寬、深度的確認；（2）預埋件處理。. 5.. 玻璃工程：（1）玻璃尺寸計算丈量；（2）玻璃切割處理；（3）玻璃運抵現場；（4）玻璃嵌裝作業；（5）填縫劑施作；（6）養護。. 6.. 填縫劑施工：（1）確認不同施工位置、使用填縫劑之廠牌、型號、色澤、施工尺寸標準要求；（2）清潔填縫處；（3）貼防污膠帶；（4）填縫施工。. 7.. 清潔維護：（1）施工狀況；（2）外觀狀況。. 32.

(59) 第二章門窗概述. 第三節門窗保養維護注意事項鋁窗之所以能受到廣泛採用，因其本身具有外觀明淨、大方、現代感，且清洗維護容易等優點。不過若想維持長久壽命，使用者絕對需要進行定期保養維護。所謂保養維護，就是定期清洗、檢查。定期清洗主要是為了勿使鋁窗表面之附著物，因留置過久而生化學變化，致無法清除，使鋁窗失去原有光澤，最後只有更換方可解決。 1.. 清洗鋁窗使用的清潔劑：（1）清洗劑的使用應依產品包裝上說明，照正確比例稀釋，勿用溶解劑或強酸強鹼擦洗鋁窗。（2）鋁窗如附有黏著力較強之污物時，可用汽油擦除乾淨。. 2.. 五金配件保養維護：（1）鋁窗上的輥輪屬消耗品，須定期檢查鋁窗四邊的螺絲及平時清潔軌道毛屑後，鋁窗滑動不良時，可在輥輪中滴入數滴潤滑油，若仍無法順利滑動，則考慮更換新的輥輪。（2）有輥輪的落地鋁窗，一般皆使用油或蠟來潤滑軌道，但是這些油或蠟時間久後容易使窗戶沾污。在滑軌道上塗少許的潤滑油或蠟，可延長輥輪使用壽命。. 33.

(60) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 圖2-32 落地鋁窗上的輥輪屬消耗品資料來源：本研究整理. 34.

(61) 第二章門窗概述. 圖2-33 落地鋁窗上的輥輪須定期檢查資料來源：本研究整理 3.. 門窗室內面清洗保養維護：（1）以濕布擦拭即可，碰到較嚴重的髒物，再以清潔劑清洗；（2）推開窗之鉸鏈、把手處應每月以潤滑油或黃油塗抹於關節處，以利活動順暢；（3）地鉸鏈之保養最少半年一次，以起子將外牆蓋打開，並以潤滑劑加注於軸承內。. 35.

(62) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 第四節小結由以上各節得知門窗有許多分類，也有許多施工安裝作業及保養維護注意事項，綜合以上各節可得以下結論：（一）門窗之分類可分為很多種，一般可分為依材料分類、依開閉型式分類、依裝置位置分類等。（二）門窗施工安裝作業注意事項：於工廠製造組裝完成之門窗，至工地現場需要安裝上架，其內容包含運送、儲存、運搬、預埋與安裝等工作；必須各個環節緊緊相扣，才有辦法將施工安裝作業圓滿達成。（三）門窗保養維護注意事項：門窗保養維護，就是定期清洗、檢查，若想維持長久壽命，使用者絕對需要進行定期保養維護，一般可分為下列事項；1.清洗門窗使用的清潔劑；2.五金配件保養維護；3.門窗室內面清洗保養維護。. 36.

(63) 第三章門窗風雨試驗概述. 第三章門窗風雨試驗概述第一節為何需做門窗風雨試驗. 壹、做門窗風雨試驗的原因由前章得知門窗有很多不同的分類，但並不是所有的門窗皆需做門窗風雨試驗。門窗依其裝置位置，一般是因高樓層建築較易遭受強風豪雨危害，乃需進行門窗風雨試驗，以提高日常氣密性、水密性、抗風壓性能，保障生命財產安全。台灣地處颱風頻繁地區，因每棟高層建築、超高層建築，其外牆門窗使用量均相當龐大。惟有透過門窗風雨試驗，才有助於事先瞭解各類門窗系統之特性。且有些鋁窗廠為達到賺錢的目的，故意壓低工程報價拿到合約，因此業主為了防止鋁窗廠以劣代優，故較審慎的業主均會於現場抽測取樣並於試體簽名，送交第三公正單位做門窗風雨試驗。尤其有些建築物是屬於豪宅型建築，若沒有在門窗安裝前先進行門窗風雨試驗，一旦建築物居住使用者遇到颱風豪雨天氣，發現其門窗漏水嚴重甚至產生變形，這對業主後續營運的聲譽會產生不利影響。因此，門窗風雨試驗雖不是法令規定強制性的試驗，但基於上開理由，業主會視情況，要求門窗廠商做風雨試驗。貳、做門窗風雨試驗的限制要達到門窗風雨試驗的預期效益，必須要有如下之限制與措施，才能達到做門窗風雨試驗的益處： 1.. 門窗需依照核准之施工圖面及施工規範施工：門窗風雨試驗強調的，就是預防勝於治療。所以試驗的試體並不是另一樘與現場毫無相干，專為通過試驗而做的試體，它強調的是要按「核准之施工圖面及施工規範施工」。此意味不論材料型式、尺寸厚薄，所用的各類膠條與填縫材都能. 37.

(64) 鋁窗風雨試驗相關性能之比較分析研究. 與施工現場一致。且施工方法、步驟也都能等同現場，如此做出之試體才堪稱為 1 比 1 之足尺模型。 2.. 找出失敗的原因檢討修正：門窗風雨試驗失敗的原因不外乎三種－（1）設計的問題；（2）製造品管的問題；（3）施工的問題。由上述得知試驗過後必須小心謹慎找出失敗原因，仔細參照圖面找出問題，不可隨意以填縫劑填補。如果發現是施工的疏失，如固定窗填縫劑施打過薄，則可以加以彌補再重做試驗；但如果是設計或製造品管的問題，則必須檢視試體，針對問題處重新修正設計，並進行額外之試驗，以確保其安全。. 38.