2004年7月1日,北京市建委组织专家制定了首部针对百姓住宅工程的
门窗技术标准——北京市工程建设技术标准《住宅
建筑门窗应用技术规范》
DBJ01-602-2004,该标准从材料、设计、安装、检查验收全方位对建筑
门窗的应用技术进行了规范。新规范的一个亮点是门窗
保温性能指标,《住宅门窗应用技术规范》
DBJ01-602-2004将外窗的
传热系数(
U值)由过去的3.5w/(m²•k)限制到了2.8w/( m²•k)以内,配合加强对墙体、屋顶等保温
隔热性能的质量监管,使住宅工程节能水平达到65%的节能
设计标准。而天津市建委在2005年3月1日更将外窗的传热系数(U值)由过去的3.5w/(m²•k)限制到了2.7w/( m²•k)以内,这些都是门窗
幕墙行业为落实
建筑节能而采取的具体技术性规范!
京、津两地的新规范中外窗传热系数(U值)要求的推广执行,这意味着北京、天津新建设的建筑项目上所安装的
铝合金门窗将全部采用
隔热铝合金门窗,隔热
铝合金门窗以其显著的优势已逐渐成为我国北方建筑物首选的主流门窗。
隔热
铝合金门窗、幕墙的生产制造工艺起源于欧洲的七十年代,2000年开始引入我国建筑业,现在已被广大门窗幕墙行业的技术工程人员所认识并加以推广应用。做为隔热
铝合金门窗及幕墙的关键配套组件——隔热条来讲,也随着隔热铝合金门窗及幕墙的应用而开创出一个全新的产品领域。简单的说隔热铝合金
型材就是在传统铝合金基础上把原来的一体性型材一分为二,然后由两支隔热条通过机械复合的手段再将分开的两部分连接在一起。隔热条的这种使用性质决定了其必须同时具备很高的
强度及很低的
热传导性能,否则要么造成隔热铝合金门窗幕墙存在重大质量隐患(隔热条强度不足会造成隔热
铝型材从隔热条连接处
断裂),要么失去隔热意义(
热传导率高则隔热效果无法保证),所以隔热条的材质选择及制造工艺就显得非常关键。我们将从以下三个方面具体阐述隔热铝
门窗系统的技术内容:
(A)为何隔热条是隔热铝门窗的重要结构。
(B)为何正确选择满足使用性能的隔热条非常重要。
(C)为何需要在标准的状态下对隔热条进行检测。
(A)为何隔热条是隔热铝门窗的重要结构。
A-1:隔热铝合金型材通俗的说就是在传统的铝合金型材基础上把原来的一体性型材一分为二,然后由两支隔热条通过机械复合的手段再将分开的两部分铝型材连接在一起(全称
穿条式隔热铝合金型材)。隔热条做为将里、外两腔铝合金型材连接在一起的唯一的、外在的结构体无可争议地形成了隔热铝型材重要的结构部分,论组成隔热条是隔热
铝材三个组成部分之一,论材质隔热条是隔热铝材两种组成材质之一。
A-2:隔热条两端分别与隔热铝材的里外两腔型材
滚压复合,是唯一的受力传载结构。
A-3:如果隔热条失效、
变形或发生断裂等质量问题,将直接导致隔热铝材的变形或断裂,从而也就导致隔热铝窗的质量问题如:
渗水、透风、磕碰等,甚至直接导致窗体分离,坠窗等恶性事故。
A-4:一旦隔热条产生上述质量问题而导致整窗的使用性能“基本五性”(抗
风压性、
气密性、
水密性、保温隔热性、
隔声性)的破坏或丧失的话,唯一的补救措施就是拆除整窗换新窗,而不象门窗的其它组成部分如
玻璃,
五金件、
密封条那样可以更换,因为隔热条的质量问题导致了
隔热型材的性能失效(主要是强度及
精度),而型材是门窗的结构
框架部份,所以整窗使用性能也就无法保证,隔热条又是与铝材机械压合成一体的,所以这种不可替换的性质更加体现隔热条的重要性。
(B)为何正确选择满足使用性能的隔热条非常重要
B-1):以隔热铝窗实际使用状态的角度分析隔热型材性能
B-1-1.在隔热铝窗承受风压的状态下,隔热型材的里、外腔型材与隔热条之间的所受的
剪切力是远远大于之间承受的横向拉力,所以隔热型材的纵向
抗剪强度做为隔热型材的批次检验项目体现了其重要性,所以隔热型材的纵向抗剪强度是隔热型材的第一重要的性能指标(GB5237.6)。见图(1)
B-1-2.冬夏两季使用时,在隔热铝窗、隔热型材的里、外两腔型材之间存在很大的温度差异,这种温差会对里外两腔铝材之间产生不同的变形趋势。夏季时外腔型材温度高达63.4~83.5℃,所以外拱内缩。冬季时外腔型材温度低达-20~0℃,所以内拱外缩,这种不停的拱曲
应力使隔热型材产生了中部较大的横向拉力,两端较大的纵向剪力,所以隔热型材的横向
抗拉强度是隔热型材的第二重要的性能指标(GB5237.6) 见图(2)
B-2):理论分析隔热型材
机械性能的两个重要方面
B-2-1.在隔热铝窗实际使用状况下是同时经受压及温差所造成的隔热型材纵向
剪切力及横向抗拉力的循环,综合作用,所以隔热铝材的机械性能应综合考虑这种循环往复的剪、拉作用。
B-2-2.基于隔热铝门窗由于玻璃自重会对下框内、外两腔的型材产生不均匀施载,即而这种不均施载因
角码的传递而对边框隔热型材的内、外两腔型材必然产生不同幅度下坠拉力而形成的剪切作用力,这种剪切作用力随着开启扇的加大及隔热铝窗
断面系列的加大而加倍放大,所以需要给予足够的计算考虑。因此,隔热型材的所受纵向剪切力实际上是大于横向拉力的,那么如果在隔热型材抗剪强度失效的情况下,所有受力状况就完成汇聚成为隔热型材的横向拉力,出于对窗体
稳定性的考虑,隔热型材的横向抗拉强度即使在纵向抗剪强度失效的状态下也必须能够保持。这一点在国家强制标准《隔热型材》GB5237.6中对于隔热型材的抗拉强度测试在抗剪强度失效后进行测试也正是充分考虑到这一点。
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