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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　 　　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。

图一　注胶

图二　穿条

　　四． 结论现在北京很多的高楼大厦的铝合金幕墙都设计、使用了美国亚松注胶隔热技术，其特点是：隔热性能好；整体结够性强；成本低；丰富的设计变化。这也是为什么注胶隔热技术在全世界铝合金隔热领域应用最多的原因所在。这篇文章的目的不是评论断桥隔热材料的优劣，而是为了表明断桥隔热材料的区别、功能性、优点、性价比，并且使读者基于自己的角度作出最佳选择。


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