铝型材的热工设计

　　型材是幕墙的主要受力构件。目前,幕墙绝大部分采用铝型材和彩板型材。本文以铝型材为例进行热工分析和计算。

　　１、铝型材的热绝缘系数计算
　　根据《民用建筑热工设计规范》（以下简称《热工规范》）规定,铝型材的热绝缘系数Ｒ为:Ｒ＝δ／λ式中:Ｒ-材料层的热绝缘系数（ｍ２·Ｋ／Ｗ）;δ-材料层的厚度（ｍ）;λ-材料的导热系数〔取２０３Ｗ／（ｍ·Ｋ）〕。设一根矩形实心铝型材,厚度为１００ｍｍ,其热绝缘系数Ｒ为:Ｒ＝０．０００５ｍ２·Ｋ／Ｗ上述计算结果没有考虑实际工程中所采用的是空心铝型材。而厚度为１００ｍｍ厚的矩形空心铝型材,两边的壁厚一般分别为１２ｍｍ,空心铝型材实际可导热的厚度仅为两边的壁厚部分（共２４ｍｍ）。实心铝型材与空心铝型材的热绝缘系数比例为１００∶２４,空心铝型材的热绝缘系数Ｒ为:Ｒ＝０．００２ｍ２·Ｋ／Ｗ
　　２、铝型材的传热热绝缘系数计算
　　根据《热工规范》,铝型材的传热热绝缘系数Ｒ０为:Ｒ０＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ式中:Ｒｉ-铝型材内表面换热热绝缘系数（取０．１１ｍ２·Ｋ／Ｗ）（下同）;Ｒｅ-铝型材外表面换热热绝缘系数（取０．０４ｍ２·Ｋ／Ｗ）（下同）;Ｒ-铝型材热绝缘系数（取０．００２ｍ２·Ｋ／Ｗ）。Ｒ０＝０．１１+０．０４+０．００２＝０．１５２ｍ２·Ｋ／Ｗ
　　３、铝型材的传热系数计算
　　根据《热工规范》,铝型材的传热系数Ｋ０为:

　　Ｋ０＝１／Ｒ０
　　式中:Ｒ０-铝型材的传热热绝缘系数,取０．１５２ｍ２·Ｋ／Ｗ。

　　Ｋ０＝１／０．１５２＝６．５８Ｗ／（ｍ２·Ｋ）
　　上式得出的计算结果是无断热铝型材的基本传热系数,这与《热工规范》表４．４．１中单层窗户的传热系数６．４Ｗ／（ｍ２·Ｋ）基本相同。

　　４、断热铝型材的基本设计要求
　　断热铝型材亦称隔热铝型材或绝热铝型材,由铝与塑料（或其它隔热材料）复合而成,其中间塑料隔热层主要生产工艺有嵌入式、挤压式和填充式等。Ａ、断热铝型材的传热过程十分复杂,传热系数很难计算,一般只有通过检测获得数据。参照ＤＩＮ４１０８《高层建筑的隔热》（１９８１．８）（下称“ＤＩＮ４１０８规程”）规定,断热铝型材的基本传热系数Ｋ０不大于３．５Ｗ／（ｍ２·Ｋ）。Ｂ、断热铝型材的中间塑料层的最小厚度,按ＤＩＮ４１０８规程规定,最小应为７ｍｍ。Ｃ、断热铝型材的中间塑料层的设计,必须满足型材的整体强度和刚度的要求。

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