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型材选购:64系列隔热铝合金型材节能窗的开发设计
来源:建材之家  2015-03-24 12:12  点击:38
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板材之家讯:1 前言

建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋向,也是当代建筑科学技术的新热点。国家建设部颁布了“民用建筑节能管理规定”,强制实行建筑节能管理。在建筑外围护结构中,门窗的保温隔热能力较差。因此,改善门窗的绝热性能是节能工作的一个重点。在这样的大前提下,我们深圳中航幕墙工程有限公司联合广亚铝业有限公司及广东省南海市合和兴实业有限公司,共同开发设计了64系列隔热铝合金型材节能窗。

2 节能窗的设计

2.1  隔热铝合金型材的设计

隔热铝合金型材的设计是整个开发项目中的核心部分。从一定意义上讲,型材断面的设计决定了窗的性能和质量。设计中主要考虑的因素有如下几点:

2.1.1 形成完全断开的 “冷桥”

隔热的原理是基于产生一个连续的隔热区域,利用隔热条将铝合金结构分隔成2个部分。隔热条材料选用聚酰胺尼龙66,其导热系数为0.3 W/(m·K),远远小于铝合金的导热系数[210 W/(m·K)],而力学性能指标与铝合金相当。

2.1.2  型材断面力学性能

对于铝合金窗来说,主要考虑风荷载作用效应。综合强度、刚度及稳定性各方面的要求,进行优化计算——在最经济的断面面积条件下,使断面的惯性矩I和截面抵抗矩W尽可能增大。最终确定型材壁厚为1.5 mm,窗框料高度为56 mm,窗扇料高度为64 mm。

2.1.3  缝隙防风雨设计

为了获得较好的水密性,利用等压原理设计等压腔,并在窗框上设排水槽对雨水进行疏导;为了获得较好的气密性,设2道气密层,以防空气渗漏。

2.1.4 造型艺术及美观要求

型材上设计线条轮廓,并采取圆弧倒角;窗关闭时,室内框料与扇料在同一平面上;型材经阳极氧化着色表面处理,有一层10 μm厚的氧化膜。

2.1.5 型材上安装五金配件的可能性

考虑组装时安装锁紧角码和导向角码的型腔,并考虑安装折页和锁点及风撑的槽口。既能使用进口的五金配件,也能使用国产配件。

2.1.6 便于镶嵌中空玻璃

节能窗采用中空玻璃(5+12A+5),采用压扣式装配方式,便于安装和更换玻璃。

2.1.7 加工工艺的可能性

主要注意点有:型材的尖边必须倒圆;半空心型腔开口深度与宽度之比;空心型腔腔长与宽度之比。

基于以上几点考虑,设计出64系列隔热铝合金型材,其断面见图1。

2.2 胶条的设计

胶条的材料为丁基橡胶,其优点是:气密性、耐热性及耐老化性好。造型设计主要考虑安装方便可靠、水密和气密可靠。如图2所示,鸭嘴胶条用于挡水及第1道气密,空心胶条用于第二道气密,塔形胶条用于压紧玻璃。

2.3 装配设计

节能窗的主要装配流程为:确定窗型、尺寸→型材下料、钻孔→窗扇、窗框分别组装→安装胶条、玻璃→总体装配并调试→清洁、包装。

试验所用的节能窗尺寸为1200 mm×1200 mm,控制长宽尺寸偏差不大于±1.0 mm及对角线尺寸之差不大于1.5 mm,则达到优等品的要求。

另外,重点注意型材四角连接处细部处理,鸭嘴胶条焊接成连续的圈,空心胶条连续压入槽口(不切断),塔形胶条四角打胶处理。出水口处节点构造如图3所示。

3 节能窗的性能测试及节能收益

3.1 性能测试

为了全面而准确地检测节能窗的各项性能指标,我们设计制作一组(3樘)样窗到国家建筑工程质量监督检验中心进行试验。试验结果如下:

(1)抗风压性能: 符合GB/T 7106-86 第1级;

(2)空气渗透性: 符合GB/T 7107-86 第1级;

(3)雨水渗透性: 符合GB/T 7108-86 第3级;

(4)隔热性能:传热系数K=3.38 W/(m2·K),符合GB/T 8484-87 第3级;

(5)隔声性能:隔声量Rw=33 dB,符合国标GB/T 8485-87 第4级。

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