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北方高层建筑铝合金幕墙型材的两种隔热技术探讨

北方高层建筑铝合金幕墙型材的两种隔热技术探讨

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发布时间:
2019/04/19
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【摘要】:
一.铝合金型材两种隔热技术的历史:  1.注胶隔热技术来源于美国。70年代早期,伴随着中空玻璃的发展应用,注胶隔热铝门窗迅猛发展,隔热铝门窗、幕墙《标准》的需要日趋强烈!1990年,美国建筑制造协会(AAMA)颁布了TIR-A8-90标准,指导隔热铝门窗、幕墙、门厅、天窗等产品的制造。2004年,美国建筑制造协会(AAMA)翻新了铝合金隔热技术标准,颁布了TIR-A8-04标准,更好地解决了实际存

  一.铝合金型材两种隔热技术的历史:

  1.注胶隔热技术来源于美国。70年代早期,伴随着中空玻璃的发展应用,注胶隔热铝门窗迅猛发展,隔热铝门窗、幕墙《标准》的需要日趋强烈!1990年,美国建筑制造协会(AAMA)颁布了TIR-A8-90标准,指导隔热铝门窗、幕墙、门厅、天窗等产品的制造。2004年,美国建筑制造协会(AAMA)翻新了铝合金隔热技术标准,颁布了TIR-A8-04标准,更好地解决了实际存在的问题,指导铝合金隔热产品的制造。

  2. 穿条隔热技术来源于欧洲70年代前叶。为了满足特殊工程的需要,Ensinger GmbH 和Wicona公司将此技术发展为结构隔热技术,并与1978年用于建筑门窗。在2004年颁布了EN14024标准,以指导铝合金门窗、幕墙等产品的生产制造。

  二.两种隔热技术与铝合金型材的结合:

  1.注胶隔热技术与铝合金的连接,是靠聚氨酯隔热胶与经表面处理后的铝合金之间的黏结。强度高,耐潮湿,冲击强度高,耐侯性好。为了更好地提高隔热幕墙型材纵向抗剪切强度以及隔热胶的“干收缩”问题,90年代中期,先后由美国的Kawneer公司和亚松公司发明了Lancer及Azo-Brader,在铝合金型材注胶之前,对型材注胶槽内的4个连接柱进行“打齿”,使铝合金型材和隔热胶之间增加了纵向机械锁扣,提高了复合型材(幕墙)的纵向剪切力;消除了注胶隔热幕墙型材的隔热胶“干收缩”现象。目前,中国的金桥铝型材有限公司拥有Lancer技术和设备。

  2.穿条隔热技术与铝合金的连接,是靠“开齿”后的铝合金型材与隔热条之间的“咬合”。为了保证“咬合”的完美,要求隔热条为尼龙66添加25%玻璃纤维增强;以提高隔热条的抗蠕变性能和抗张强度,有着与铝合金型材相近的线膨胀系数。

  三.在隔热幕墙实际应用时,两种隔热材料在型材之间主要经受剪切力和剪切形变的作用:

  1.在实际应用中,隔热型材在室内侧的铝材温度变化不大;室外侧铝材的温度随着一年四季温度变化而不同。在2001-2006年间,北京最低气温为 –27.40C;如果考虑到在距离地面90米---100米的气温,要相对低30C左右;高层建筑的室外气温能达到 - 30°C。在- 30°C时隔热材料的弹性,能否满足隔热幕墙室内、外温差的影响吗?铝合金线膨胀系数为2.3×10-5mm/mm·0C。 即:0.23mm/M·100C,每米铝合金型材当温度提高(降低)100C时,会增加(减少)0.23毫米。当幕墙杆件长度为3.5米,室内(200C)、室外(-300C)铝合金型材温差为500C时,室内、外型材的长度差为:0.23×3.5×5 = 4.03mm。在严寒地区(漠河、莫斯科、埃德蒙顿),室内、外温差能达到700C,室内、外型材的长度差为:0.23×3.5×7 = 5.64mm。隔热铝合金幕墙在-300C实际使用时,内、外铝合金型材单端头位移可能在2毫米以上,隔热材料在低温时能否会安全可靠呢?

  2.参照国标GB5237.6对两种隔热技术进行低温纵向剪切实验,横坐标表示形变。注胶型材单端位移4毫米时,10个样品皆不会断裂,见图一;穿条型材单端位移2毫米时,有20%的可能性会断裂,见图二。隔热铝合金型材如其隔热材料受到破坏,会导致幕墙工程的保温性、安全性、抗风压性能降低。在实际设计和使用时,应当考虑复合型材的形变可恢复性、安全性、可持续性,确保隔热幕墙工程质量的百年大计。所以铝型材注胶隔热技术的应用,在北方的高层建筑铝合金幕墙方面拥有很大的优势。

  在北京由很多幕墙专家组成的幕墙质量考核小组,对北京建成10年左右的一些幕墙工程项目进行了实际检查,结果表明:很多的连续隔热幕墙杆件的两端,出现隔热材料的“开裂”,工程的质量令人担忧。

  3.注胶隔热技术因其工艺的特殊性,横纵向的力学性能相同,作为幕墙隔热铝型材的纵向剪切强度能达到120N/mm;注胶隔热技术采用的材料为聚氨酯,故弹性性能优越,可以通过一定的形变而吸收外界的能量,低温情况下弹性仍然很好。 穿条隔热技术采用的材料为尼龙66添加25%玻璃纤维增强,故钢性好,低温弹性性能差;因其采用挤出成型工艺,故纵向玻璃纤维的取向性更强,纵向抗张强度高,从而导致其纵向剪切强度弱。