鋁合金型材作為鋁合金門窗的主要原材料,其性能的高低直接決定了鋁合金門窗的性能高低及使用的耐久性。因此,鋁合金型材的選擇是鋁合金門窗設(shè)計(jì)人員的首要任務(wù)。
鋁合金門窗用鋁合金型材的選擇應(yīng)根據(jù)以下幾方面要求。
1、根據(jù)鋁合金門窗的節(jié)能要求選擇:
門窗節(jié)能是鋁合金門窗設(shè)計(jì)的首要考慮目標(biāo),因此,鋁合金門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)是門窗設(shè)計(jì)人員的首要任務(wù)。由于我國(guó)地域遼闊,南北氣候跨距很大,氣候條件復(fù)雜,鋁合金門窗要達(dá)到節(jié)能設(shè)計(jì)要求,首先要選擇傳熱系數(shù)低的鋁合金型材即隔熱鋁合金型材。隔熱鋁合金型材的隔熱功能主要是由于鋁合金型材的中間隔熱材料阻隔了型材兩側(cè)的熱量傳導(dǎo)。而鋁合金型材的中間隔熱材料主要有兩種:一是穿條式隔熱型材用硬質(zhì)塑料隔熱條,二是澆注式隔熱型材用聚氨基甲酸乙酯。 兩種隔熱材料的共同特點(diǎn)是性能穩(wěn)定,線膨脹系數(shù)小,導(dǎo)熱系數(shù)小等。通過隔熱材料將鋁合金型材斷開,起到“冷橋”的作用,阻隔熱的傳遞。以隔熱為例:隔熱條截面高度推薦尺寸有: 12 mm、14 mm 、14.8 mm、 16 mm 、18.6 mm 、20 mm、 22 mm 、24 mm 、26 mm 、28 mm、 30 mm 、32 mm、34 mm、36 mm。
隔熱條的導(dǎo)熱系數(shù)為0.2~0.34(W/m•K),隔熱條的截面高度對(duì)隔熱條的隔熱性能起主要影響,截面高度h尺寸越大,隔熱性能越好。因此,對(duì)于節(jié)能要求較高的鋁合金門窗應(yīng)選用截面尺寸較大的隔熱材料,以降低型材的傳熱系數(shù)。
鋁木復(fù)合型材的出現(xiàn),為鋁合金門窗的節(jié)能設(shè)計(jì)提供了更多的選擇。鋁木復(fù)合型材由兩部分組成,室外側(cè)為采用隔熱斷橋鋁合金型材,室內(nèi)側(cè)為木材,兩者通過專用技術(shù)復(fù)合在一起。鋁木復(fù)合型材以隔熱鋁合金型材為主材,具有隔熱鋁合金型材的一切特點(diǎn),木材主要起到室內(nèi)側(cè)裝飾作用和增強(qiáng)型材的保溫隔熱性能。因此,鋁木復(fù)合型材是具有較高的性能和較高的產(chǎn)品價(jià)格,屬于高檔鋁合金門窗。
2、根據(jù)門窗的性能要求選擇鋁合金型材的斷面結(jié)構(gòu)不同,由其生產(chǎn)出的鋁合金門窗的性能也不同,差別很大。因此,型材的斷面配合結(jié)構(gòu)決定了門窗的物理性能高低。 當(dāng)鋁合金門窗受到荷載作用時(shí),最終通過受力桿件將所受到的荷載傳遞到主體結(jié)構(gòu)上。因此受力桿件的型材截面結(jié)構(gòu)決定了門窗承受的荷載能力情況,也即決定了門窗的抗風(fēng)壓性能。當(dāng)門窗設(shè)計(jì)需要較高的抗風(fēng)壓性能指標(biāo)時(shí),就要選擇具有較高抗風(fēng)壓性能的截面型材,如大截面、壁厚較厚的型材。鋁合金門窗的氣密性能、水密性能和隔聲性能與框扇型材的配合結(jié)構(gòu)有關(guān)。兩種型材配合均通過選用帶中間密封膠條的框扇型材配合,將框扇密封部分分隔成獨(dú)立的水密腔室和氣密腔室,提高了門窗的水密性能和氣密性能,中間密封膠條與扇料內(nèi)側(cè)鋁型材搭接,不符合等溫線設(shè)計(jì)原理,降低了門窗的傳熱系數(shù)。中間密封膠條的搭接配合符合等溫線設(shè)計(jì)原理,更好的提高了門窗的整體保溫性能。同時(shí),窗扇外側(cè)部位設(shè)計(jì)有防水挑檐,提高了門窗的防水性能。因此,鋁合金型材斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的門窗,能夠更好的提高鋁合金門 窗的氣密、水密、保溫和隔聲性能。
3、根據(jù)門窗的使用環(huán)境選擇
鋁合金型材的表面處理方式不同,其適應(yīng)的環(huán)境條件不同,耐候性能也不同。 陽極氧化型材的氧化層脆硬,抗磨、抗光、抗風(fēng)和抗紫外線,具有良好的抗腐蝕性,有較高的有機(jī)和無機(jī)制劑的侵蝕能力;
電泳涂漆型材的保護(hù)膜為陽極氧化膜和電泳涂層的復(fù)合膜,因此其耐候性優(yōu)于陽極氧化型材,但電泳型材外觀華麗,漆膜易劃傷;
粉末噴涂型材是以熱固性飽和聚酯粉末作涂層,采用靜電噴涂工藝處理,其特點(diǎn)是抗腐蝕性能優(yōu)良,耐酸堿煙霧大大優(yōu)于陽極氧化型材;氟碳漆噴涂型材以聚偏二氟乙烯樹脂與金屬粉的混合料經(jīng)噴涂工藝處理,涂層具有金屬光澤。氟碳涂層耐紫外線輻射,其耐腐蝕性能又優(yōu)于粉末涂層,一般用于高檔鋁型材的表面處理。 通過分析可知,在進(jìn)行鋁合金型材選擇時(shí),應(yīng)根據(jù)鋁合金門窗所處的外部氣候環(huán)境條件選擇合適的表面處理型材。
4、根據(jù)型材的性能特點(diǎn)選擇 建筑門窗用鋁合金型材主要是通過擠壓成型,因此,鋁合金型材的性能和質(zhì)量與鋁合金型材的合金牌號(hào)、供應(yīng)狀態(tài)、力學(xué)性能及尺寸偏差有很大的關(guān)系。合金牌號(hào)i同,型材的合金成分不同。供應(yīng)狀態(tài)不同, 無挑檐的框扇型材和增加挑檐的窗扇型材 。型材的時(shí)效狀態(tài)不同。型材的力學(xué)性能與合金牌號(hào)和供應(yīng)狀態(tài)有著直接的關(guān)系。 鋁合金型材的抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是根據(jù)材料的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以材料性能分項(xiàng)系數(shù)取得的,按照《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50429-2007)規(guī)定,鋁合金材料性能分項(xiàng)系數(shù)γƒ取1.2,因此相應(yīng)的鋁合金型材抗拉、抗壓、抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為: ƒa=ƒak / γƒ=ƒak / 1.2 ,因此在進(jìn)行鋁合金門窗強(qiáng)度校核時(shí),結(jié)果可能有很大的不同。 同時(shí),鋁合金型材的尺寸偏差有普通級(jí)、高精級(jí)和超高精級(jí)之分。主要是鋁合金型材的尺寸偏差要求不同,對(duì)于高檔門窗的設(shè)計(jì),應(yīng)選擇尺寸偏差等級(jí)高的型材,才能更好的保證鋁合金門窗構(gòu)件的加工精度及配合要求。