2004年7月1日,北京市建委組織專家制定了首部針對百姓住宅工程的
門窗技術標準——北京市工程建設技術標準《住宅
建筑門窗應用技術規范》
DBJ01-602-2004,該標準從材料、設計、安裝、檢查驗收全方位對建筑
門窗的應用技術進行了規范。新規范的一個亮點是門窗
保溫性能指標,《住宅門窗應用技術規范》
DBJ01-602-2004將外窗的
傳熱系數(
U值)由過去的3.5w/(m²•k)限制到了2.8w/( m²•k)以內,配合加強對墻體、屋頂等保溫
隔熱性能的質量監管,使住宅工程節能水平達到65%的節能
設計標準。而天津市建委在2005年3月1日更將外窗的傳熱系數(U值)由過去的3.5w/(m²•k)限制到了2.7w/( m²•k)以內,這些都是門窗
幕墻行業為落實
建筑節能而采取的具體技術性規范!
京、津兩地的新規范中外窗傳熱系數(U值)要求的推廣執行,這意味著北京、天津新建設的建筑項目上所安裝的
鋁合金門窗將全部采用
隔熱鋁合金門窗,隔熱
鋁合金門窗以其顯著的優勢已逐漸成為我國北方建筑物首選的主流門窗。
隔熱
鋁合金門窗、幕墻的生產制造工藝起源于歐洲的七十年代,2000年開始引入我國建筑業,現在已被廣大門窗幕墻行業的技術工程人員所認識并加以推廣應用。做為隔熱
鋁合金門窗及幕墻的關鍵配套組件——隔熱條來講,也隨著隔熱鋁合金門窗及幕墻的應用而開創出一個全新的產品領域。簡單的說隔熱鋁合金
型材就是在傳統鋁合金基礎上把原來的一體性型材一分為二,然后由兩支隔熱條通過機械復合的手段再將分開的兩部分連接在一起。隔熱條的這種使用性質決定了其必須同時具備很高的
強度及很低的
熱傳導性能,否則要么造成隔熱鋁合金門窗幕墻存在重大質量隱患(隔熱條強度不足會造成隔熱
鋁型材從隔熱條連接處
斷裂),要么失去隔熱意義(
熱傳導率高則隔熱效果無法保證),所以隔熱條的材質選擇及制造工藝就顯得非常關鍵。我們將從以下三個方面具體闡述隔熱鋁
門窗系統的技術內容:
(A)為何隔熱條是隔熱鋁門窗的重要結構。
(B)為何正確選擇滿足使用性能的隔熱條非常重要。
(C)為何需要在標準的狀態下對隔熱條進行檢測。
(A)為何隔熱條是隔熱鋁門窗的重要結構。
A-1:隔熱鋁合金型材通俗的說就是在傳統的鋁合金型材基礎上把原來的一體性型材一分為二,然后由兩支隔熱條通過機械復合的手段再將分開的兩部分鋁型材連接在一起(全稱
穿條式隔熱鋁合金型材)。隔熱條做為將里、外兩腔鋁合金型材連接在一起的唯一的、外在的結構體無可爭議地形成了隔熱鋁型材重要的結構部分,論組成隔熱條是隔熱
鋁材三個組成部分之一,論材質隔熱條是隔熱鋁材兩種組成材質之一。
A-2:隔熱條兩端分別與隔熱鋁材的里外兩腔型材
滾壓復合,是唯一的受力傳載結構。
A-3:如果隔熱條失效、
變形或發生斷裂等質量問題,將直接導致隔熱鋁材的變形或斷裂,從而也就導致隔熱鋁窗的質量問題如:
滲水、透風、磕碰等,甚至直接導致窗體分離,墜窗等惡性事故。
A-4:一旦隔熱條產生上述質量問題而導致整窗的使用性能“基本五性”(抗
風壓性、
氣密性、
水密性、保溫隔熱性、
隔聲性)的破壞或喪失的話,唯一的補救措施就是拆除整窗換新窗,而不象門窗的其它組成部分如
玻璃,
五金件、
密封條那樣可以更換,因為隔熱條的質量問題導致了
隔熱型材的性能失效(主要是強度及
精度),而型材是門窗的結構
框架部份,所以整窗使用性能也就無法保證,隔熱條又是與鋁材機械壓合成一體的,所以這種不可替換的性質更加體現隔熱條的重要性。
(B)為何正確選擇滿足使用性能的隔熱條非常重要
B-1):以隔熱鋁窗實際使用狀態的角度分析隔熱型材性能
B-1-1.在隔熱鋁窗承受風壓的狀態下,隔熱型材的里、外腔型材與隔熱條之間的所受的
剪切力是遠遠大于之間承受的橫向拉力,所以隔熱型材的縱向
抗剪強度做為隔熱型材的批次檢驗項目體現了其重要性,所以隔熱型材的縱向抗剪強度是隔熱型材的第一重要的性能指標(GB5237.6)。見圖(1)
B-1-2.冬夏兩季使用時,在隔熱鋁窗、隔熱型材的里、外兩腔型材之間存在很大的溫度差異,這種溫差會對里外兩腔鋁材之間產生不同的變形趨勢。夏季時外腔型材溫度高達63.4~83.5℃,所以外拱內縮。冬季時外腔型材溫度低達-20~0℃,所以內拱外縮,這種不停的拱曲
應力使隔熱型材產生了中部較大的橫向拉力,兩端較大的縱向剪力,所以隔熱型材的橫向
抗拉強度是隔熱型材的第二重要的性能指標(GB5237.6) 見圖(2)
B-2):理論分析隔熱型材
機械性能的兩個重要方面
B-2-1.在隔熱鋁窗實際使用狀況下是同時經受壓及溫差所造成的隔熱型材縱向
剪切力及橫向抗拉力的循環,綜合作用,所以隔熱鋁材的機械性能應綜合考慮這種循環往復的剪、拉作用。
B-2-2.基于隔熱鋁門窗由于玻璃自重會對下框內、外兩腔的型材產生不均勻施載,即而這種不均施載因
角碼的傳遞而對邊框隔熱型材的內、外兩腔型材必然產生不同幅度下墜拉力而形成的剪切作用力,這種剪切作用力隨著開啟扇的加大及隔熱鋁窗
斷面系列的加大而加倍放大,所以需要給予足夠的計算考慮。因此,隔熱型材的所受縱向剪切力實際上是大于橫向拉力的,那么如果在隔熱型材抗剪強度失效的情況下,所有受力狀況就完成匯聚成為隔熱型材的橫向拉力,出于對窗體
穩定性的考慮,隔熱型材的橫向抗拉強度即使在縱向抗剪強度失效的狀態下也必須能夠保持。這一點在國家強制標準《隔熱型材》GB5237.6中對于隔熱型材的抗拉強度測試在抗剪強度失效后進行測試也正是充分考慮到這一點。
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