从门窗型材的断面结构看,首先要控制几个要素的设计,这些要素包括:型材主受力部位的壁厚及结构设计;隔热条的种类、宽度、形状和材料品种的设计;密封结构形式、密封材料种类、形状的设计;等压结构设计及隔热区域的设计等。从节能角度讲,隔热型材的节能设计一定要确保型材的隔热连续设计,这样既能够保证型材具有良好的隔热效果,同时也可以避免在隔热铝合金型材不同材料之间产生温差导致的热应力,从而对门窗的使用寿命造成不良影响。
依据能量传递的三种方式,通过隔热铝合金型材传递的能量中,约50%%是通过传导传热传递损失的,约35%%是通过对流传递损失的,还有约15%%是通过辐射传递损失的。为了提高隔热铝合金型材的隔热性能,以多种途径进行模拟计算,得到以下结论:增加隔热条宽度,适当降低隔热条的厚度,能够获得型材U值的降低;适当降低型材的重量,在满足强度的前提下降低型材的壁厚能够获得型材U值的降低;采用C形隔热条替代l形隔热条,由于增加了能量传导的距离能够获得较低的型材Uf值;降低型材外表面积,采用圆形外表面代替方形外表面,能够降低型材的U值;型材断面传热的等温线设计与热流方向垂直,所获得的型材的U值最低;经在宽隔热条中间填充泡沫或采用带翅的隔热条能够降低型材的U值;但是,在小的隔热区域采用带翅的隔热条不能降低U值,所以不建议在16毫米以下宽度使用带翅的隔热条。
随着热工计算方法标准《JGJT151-2008建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》在国内的普及和推广,隔热铝合金型材封闭腔体内部的辐射传热控制逐步引起业界人士的关注。对比欧洲的型材设计,由于隔热铝合金型材的复合加工方式不同(欧洲先穿条后再做表面喷涂,中国是先做喷涂后再做隔热型材复合),导致在隔热区域内,隔热条两侧铝型材表面辐射率从0.2上升为0.9,依据封闭空腔的辐射传热计算公式:致使隔热条两侧铝型材表面辐射传热增强,降低型材的保温隔热性能。因此,为了提高隔热铝合金门窗保温性能,改变隔热型材复合的加工方式,将先喷涂后复合的生产方式改变为先复合后喷涂的加工方式,成为未来隔热铝合金型材生产的主导加工方式。
寿命和质量是隔热铝合金门窗节能的关键
近些年,业主和开发商对门窗投诉最多的项目包括门窗开启不灵活、门窗漏水和窗户室内表面结露等问题。对于这些投诉,经过多次现场勘察和检测,发现除门窗企业加工制作工艺控制不良、安装不规范等主要原因外,也与隔热铝合金型材的隔热断桥材料选用不当有关。因为隔热断桥在隔热铝合金窗的整体构成中,隔热条不仅是连接件,还是十分关键的结构件。一些企业往往忽视这个因素,选用一些PVC隔热条或者其他材质的隔热条,以图降低型材的造价,但是往往产生的效果就是窗框型材在应用过程中由于高温而导致型材出现变形、门窗漏水等现象。
刘军说,造成这种现象的原因,主要包括以下几个方面:
隔热条尺寸精度存在严重偏差,导致与铝合金型材复合后产生机械应力,一旦与其他应力如热应力等组合,最终将导致型材弯曲和变形,或者出现复合过程中型材局部位置隔热条因挤压过紧出现裂缝,从而密封不严,出现开启不灵和漏水等现象。
隔热材料在型材受阳光直射温度升高后出现变形,导致型材在热应力作用下出现弯曲变形,甚至出现隔热材料与型材脱开,最终导致门窗框变形而漏水。
隔热材料内部由于加工过程控制不严存在气泡和杂质,导致在受力作用时出现断裂,而出现铝合金型材变形而漏水。
因此,为了保证隔热铝合金窗具有长久的服务寿命,保证隔热铝合金门窗行业健康、有序地持续发展,强化隔热材料的质量,优化隔热型材的断面设计,是维系隔热铝合金门窗行业发展的关键因素。
纵观世界铝合金门窗行业的发展,只要严格控制产品质量、优化产品的结构设计,铝合金门窗行业就获得了持续的发展;反之,就可能会类似我国90年代初期那样,被某些类型的产品所替代。【完】
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