铝合金门窗的新技术应用

铝合金门窗的新技术应用建筑隔热铝合金型材汤谦-1-铝合金门窗的新技术应用——建筑隔热铝合金型材汤谦窗户是建筑物通气、透光必不可少的组成部分，因此窗户必须具备：采光、通风、防风雨、保温、隔热、隔声、防水、防火、防腐等多种重要功能，同时还应有视觉上的美观感，使其不仅具有实用性，同时还具有装饰性。随着铝合金建筑型材新技术、新工艺的不断开发和应用，在传统的普通铝合金建筑型材基础上，国外相继开发出具有良好保温隔热效果的新型材料—复合式隔热节能铝合金建筑型材。在我国的建筑行业中这种具有良好节能效果的建筑隔热铝合金型材被广泛地应用在门窗制造行业中，它具有保温效果好、降低能源消耗、装饰效果佳的显著特点。普通铝合金材料其特点是传热系数比木材、钢材、塑料都偏高，不利于节能。铝合金建筑型材在我国的幕墙加工、安装，门窗制造、安装中占有较大份额，根据《中华人民共和国节约能源法》中第37条规定：“建筑物的设计与建造应当依据有关法律、行政法规的规定，采取节能型的建筑结构、材料、器具和产品，提高保温、隔热性能，减少采暖、制冷、照明的能耗”。由此建设部的第76号部长令制定了《民用建筑节能管理规定》，其中第四条指出“国家鼓励发展下列建筑节能技术（产品）”，同时在第二项中明确提出“节能门窗的保温隔热和密闭技术”。一、建筑隔热铝合金型材的定义建筑隔热铝合金型材是指铝合金建筑型材采用穿条式、浇注式和灌注式三种不同的工艺处理方式而形成的具有隔热功能的复合材料。二、建筑隔热铝合金型材的分类及功能特点1、穿条式建筑隔热铝合金型材1）穿条式建筑隔热铝合金型材的定义铝合金建筑型材和隔热条通过滚齿、穿条、滚压等工序加工而形成的有隔热功能的复合材料。2）工艺流程采用带强化玻璃纤维的聚酰胺尼龙66制成的隔热条，插入两根铝型材中部的槽口内，-2-经过专用机床滚压连成一体，制成隔热型材，产品形成见图（1）。这种方法英、美等国普遍采用。图（1）3）型材质量穿条式铝合金隔热型材的质量一方面取决于插口压合是否牢固，更重要的是取决于隔热条的质量和性能。隔热条采用带强化玻璃纤维的聚酰胺尼龙66制成，通常称为“PA66KF25”或简称“PA66”。“PA66”是一种人工合成的热塑胶树脂。由碳氢和双胺化合物聚合，再经过一系列的缩聚作用，并加入25%的玻璃纤维达到强化作用。这种隔热条一般制成带条状，也可以制成异形，颜色一般为黑色和白色。隔热条的性能取决于型材断面几何形状和负载方向。其负载不一样，性能要求也不一样。4）隔热条的参数值a、隔热系断u值（即k值）：＜0.3W/MZKb、熔点：250℃±5℃c、密度：1.3±0.03g/cm3d、肖氏硬度：D84±2e、冲击强度：＞35KJ/M2f、抗拉强度：＞110N/mm2g、弹性模量：＜7500N/mm2h、弯曲强度：＞80N/mm2I、线膨胀系数：2.8×10-51/℃j、延伸率：3.5～8.0k、使用温度：－40～80℃l、使用寿命：30年-3-5）适用范围穿条式建筑隔热铝合金型材可用于各种类型的门窗和有框幕墙。6）装饰性由于隔热条是穿在两根铝合金型材的专用槽口中，因此可根据客户需求及装饰效果，将内、外型材的装饰表面处理成不同颜色。表面处理方式按《铝合金建筑型材》GB/T5237.2～5237.5-2000标准执行。目前较为流行的表面处理方式还有热转印仿木纹；此类型材表面处理方式多样化、型材颜色丰富多样、具有极强的实用价值，装饰效果及艺术性，被广大客户所接受。2、灌注式建筑铝合金隔热型材1)灌注式建筑铝合金隔热型材的定义在铝合金型材的腔内，高速灌注高密度聚氨脂，固化后撕去连接部分而形成的隔热型材。2)工艺流程在灌注前型材首先要进行表面处理（如阳极氧化、电泳着色、粉未漆喷涂、氟碳树脂漆喷涂等），然后在型材的特制腔内高速灌注高密度聚氨脂，固化后切除或撕去原型材灌注的两边，在特制腔内形成隔热桥。产品形成见图（2）。图（2）3)工艺特点此种方式的隔热桥制作工艺复杂，操作要求严格，如灌注隔热材料的配比（异氰酸脂和树脂）、铝材内表面的高清洁度、灌注温度（型材温度、环境温度、隔热材料温度）、凝固固化时间、不准产生气泡、冷隔等。目前国内仅有少数型材挤制厂家具备灌注技术，因此灌注式隔热型材的推广和使用受到了一定的限制。-4-4)适用范围由于隔热材料和铝材接触面积较大，线膨胀系数和铝材差距较大，一般此种隔热型材多用于制做各种门、窗的型材，因其性能原因，不适用建筑幕墙。5)装饰性因其制做工艺的特殊性，型材的内、外面只能同一颜色，因此其装饰效果较穿条式隔热型材逊色。3、浇注式建筑铝合金隔热型材1）浇注式建筑铝合金隔热型材的定义在铝合金型材上留出开口槽，在开口槽内浇注高密度聚氨脂材料，固化后将开口槽的底面连接部分铝材切除而形成的隔热型材。2）工艺流程在浇注隔热材料前，首先要将型材的表面进行装饰面处理，然后在开口槽内浇注隔热材料，待隔热材料固化后切除型材底面连接部分，在原开口槽部位形成隔热桥。这种方法英、美等国普遍使用。产品形成见图（3）。图（3）3）工艺特点浇注式隔热型材的工艺制做与灌注式一致，工艺复杂、技术难度大。4）适用范围浇注式隔热型材的适用范围与灌注式隔热型材一致，仅能用于门窗型材而不能用作幕墙产品。5）装饰性浇注式隔热型材的加工制做与灌注式隔热型材基本一致，因此其装饰效果与灌注式-5-隔热型材相同，颜色单一，内、外饰面为同一颜色。三、三种不同工艺处理方式的隔热型材的综合性能对照类别优点缺点满足窗型设备配套和材料配套穿条式1、内、外型材可分别制成不同色彩，可满足建筑工艺要求。2、可以在组合后，再进行阳极氧化处理或表面喷涂处理。1、型材几何精度要求高。2、只能生产对称的隔热冷桥。1、设计推拉窗时形成增长环，隔热冷桥结构较复杂。2、嵌条大小决定窗的断面尺寸，设计随意性小。设备、嵌条已国产化灌注式1、工艺复杂，对铝型材有特殊的要求。2、断面设计随意性大。3、可生产对称“冷桥”。内、外型材只能作为同一种颜色。能满足各种窗型的设计。设备需要部分进口配制，材料国产化。浇注式1、工艺复杂，对铝型材有特殊的要求。2、断面设计随意性大。3、可生产不对称“冷桥”。1、由于需要开口型材，给挤压工艺带来一些困难。2、内、外型材饰面只能处理成同一颜色。能满足各种窗型的设计。设备和灌注材料由最初的进口过渡到浇注材料国产化。四、综合概述建筑隔热铝合金型材仅是铝合金门窗型材家族中的一种产品，它一般适用于高寒地-6-区，在使用中要根据地区特点，按楼层高度、抗震系数、隔热系数等，对铝型材进行一系列的计算，来选用合适的厚度和宽度的隔热条（隔热桥）和型材断面。我国大部分地区为典型的亚热带内陆性气候地区，具有冬冷、夏热的特点。隔热铝合金型材配置中空玻璃、LOW-E玻璃等，而制成的门窗可大大降低冬季的供暖费用及夏季的空调运行费用，对降低设备的运行费用、节约资金、保护环境具有积极作用。合理的材料选择，配备性能多样化的五金配件，使隔热型材制做的门窗异军突起，不仅在性能上而且在外观装饰上，都将成为建筑行业中的一个新视点。