铝合金知识.doc

门窗材料品种日益增加，除铝合金型材，有塑料型材、塑钢型材、铝木结合材料、铝塑结合材料及不锈钢型材等等一、铝合金型材占主导地位铝合金型材具有其它门窗材料所没有的特殊性能，它不仅强度高（有的铝合金可以达到45号钢的强度），并且重量轻（为钢材的1/3重量），可塑性好，可挤压成各种复杂的型材断面。耐腐蚀性强，无任何污染。废旧铝合金型材可以回收重熔，重复利用。国际上多年来一直采用6063铝合金型材作为门窗材料。廿多年虽有各种材料制成的窗对它进行挑战，并想取而代之，但至今在国际上尚没有哪种材料可以取代铝合金型材制作门窗，当然为了不同用途，各种材料制成的各种类型的门窗，根据不同需要而产生，这是发展的需要。铝型材根据建筑业发展的需要，必需发展才能满足当代门窗的需要，这表现在：1、铝合金品种和性能的提高：以前国际上共用的为6063型材，冷却制作为用风吹速冷（称风冷淬火，T5状态），现在为了解决门窗面积增大提高铝合金型材强度，可采用水冷淬火（T6状态），其抗拉强度由160Mpa可提高到205MPa2、如果门窗强度要求更高，可用铝合金6061T6状态。6061T6合金抗拉强度可达到265Mpa。3、铝合金可以代替不锈钢材，铝合金可以配制近百种合金，其抗拉强度，屈服强度都可以超过不锈钢，如我国牌号Lc4铝合金，国际称为7075T6铝合金，其抗拉强度可达到540-560Mpa，而一般不锈钢为530Mpa。铝合金不仅能满足门窗需要，而且满足飞机，坦克防弹的需要，所以说铝合金有强大的生命力。4、铝材可以得到多种表面处理铝材前几年一直是表面阳极氧化处理，只有白色和古铜色现在可以得到粉沫喷涂和氟碳喷涂，可以得到各种喜欢的颜色使建筑门窗多姿多彩。粉沫喷涂怕太阳紫外线照射，易均匀退色，阳面和阴面几年后颜色有所差别。一般用于门窗不明显，且价格便宜。氟碳喷涂即不存在上述问题，但价格较贵，多用于铝板幕墙的铝板的喷涂。5、铝合金型材可以隔热：在铝型材之间插入低导热非金属构制成的隔热条，以减少铝型材内外的热传导。这种铝合金型材称为断桥铝材或称断热冷桥。加断桥的铝合金型材比一般不加断桥的铝合金型材，热传导系数有明显的减少（导热系数由6W/M2K最小可以减到1.8W/M2K）。断桥铝型材按制作方法可分为插条滚压式和注入发泡式。插隔热条的材料为PA66GF（简称尼龙PA66）。PA66GF最突出特点是它是非金属，但有近似铝合金的热膨胀系数和抗拉强度，内外二块铝合金通过插入PA66可以组成一个新的铝合金断面，整体强度和铝合金型材基本一致。这种断桥型材可用于大型窗和幕墙。注入发泡式（又称填充式），是在铝合金的中间空隙注入发泡，凝固后再把注放的树脂的铝材两面切割掉，形成断桥，这种断桥生产工艺复杂，非金属填物面积太大，不适应铝型材的热胀冷缩，一般用于门窗。特别提醒大家注意，现在即有一些厂家仍在用PVC（塑料）条代替PA66，生产假断桥，这是非常危险的，因为PVC热膨胀系数和强度与铝材相差太远，用PVC代替PA66其效果是断桥铝材易断。断桥铝材有一特点，可以铝材内外面颜色各异，内外颜色不一样。制作方法是用阳极氧化或喷涂，把前后两块铝材制成不同颜色，然后再穿断热条及压合，制成一个断面铝型材。6、新型木铝结合材料，铝塑结合材料。国外近期出现各种铝木结合门窗，外面是铝材，内部是木材。外面利用铝窗材料防腐，防蚀等一些优势，内部以木材的暖调接合室内木器家具，即协调又可隔热。而且可以制成各种类型窗，颇具特色。但在国内不是大发展的方向，一是浪费木材，二是铝材的竖式阳极氧化可以得到和木材一样的木纹效果。可以在二种不同表面型材中间夹断桥，制成外面是铝材表面，内面是木纹表面，因为中间有隔热条又可达到隔热作用。铝塑结合门窗材料，也只适用于小型门窗，因为这两种材料的热膨胀系数差别太大。综上所述，铝合金型材不仅在今年，乃至较长时期仍为门窗幕墙的主要原材料，这是无可非议的。二、正确认识什么是节能窗。节能窗是我们行业的发展方向，如何认识节能窗，怎样才能达到节能效果，应当有个正确的认识，曾经有人依窗框的导热系数的大小，来确定是否是节能窗，塑料窗框比铝合金窗框导热系数低，即称塑料窗或塑钢窗为节能窗，这种观点缺乏科学性，也造成一些地区的误导，应该看到现在和将来都将给国家代来不小的损失。怎样才算节能，必须从热力学去研究。要利用热力学热传导的三个要素去认识，热力学热量的流失（热量的交换）为热的对流，传导和辐射。对流是在门窗空隙间热冷气流的循环流动，导致气体产生对流带动热量交换，热冷空气的循环对流产生热量的流失。热传导则是由材料本身分子运动而进行的热量传递，热传导通过物体本身一个面传递到另一个相对的面。辐射传热是能量以射线即红外线直接传递。不论用什么材料制成的窗，如能对上述三种热交换最有效的阻断，才能称为最好的节能窗。为了更好达到三种热交换的阻断，达到真正的节能窗，要从以下几个方面考虑：、推拉窗不是节能窗，平开窗、固定窗是节能窗；首先要从窗的结构设计考虑，窗的结构对节能起着主要的作用。如推拉窗在窗框下滑轨来回滑动，上有较大的空间，下有滑轮间的空隙，窗扇上下形成明显的对流交换，热冷空气的对流形成较大的热损失，对流的大小，热损失的大小和窗扇上下空间成正比。此时用什么隔热型材作窗框都达不到节能效果，可以说不论是铝合金或塑钢做的推拉窗均没资格称为节能窗。平开窗，窗扇和窗框间一般正常的均用良好的橡胶密封压条，在窗扇关闭后，密封橡胶压条压的很紧，几乎没有空隙，很难形成对流。这种窗型的热量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材，热传导和辐射散热，这种散热远比对流热损失少的多，如果能很好的解决上述玻璃和窗框型材的热传导，平开窗的节能效果远比推拉窗节能效果有明显的优势，平开窗可以称?quot;节能窗。固定窗，窗框嵌在墙体内，玻璃直接安装在窗框上，玻璃和窗框现在已用密封胶密封，接触的四边均密封，如密封胶密封的严密，空气很难通过密封胶形成对流，很难造成热的损失。固定窗的玻璃和窗框热传导为主要热损失的源泉，在玻璃上在窗框材料采取有效措施，可以大大提高节能效果。从结构上讲，固定窗是最节能的窗型。为了通风通气在固定窗上开装小型上翻下翻窗，或在固定窗的一侧安装一小型平开窗，专门作为定时放风使用。现在还有平开代内翻转，各种上下滑动窗，以及各种类型外开、内开等型式窗，但均在推拉、平开和固定三种窗型之内变动而已。、玻璃是节能窗第二要素：除窗的结构外，其次窗的最大导热和辐射面积就是玻璃，玻璃占窗户面积的70-90%，如以平开窗或固定窗为例，从热力学观点看，热的对流很小，如果窗和玻璃密封很好，对流的热交换微乎其微。玻璃主要散热是依靠热传导和热辐射，传导是热量从玻璃内面通过玻璃的分子运动把热量传导到玻璃窗外表面。热传导的大小和传导速度、玻璃的厚度、不同玻璃的导热系数有关，同时也和不同性质的玻璃性能有关，辐射则和不同性质的玻璃有关。1、热反射镀膜玻璃，有较好对光学的控制性能，对波长以0.3-2.5mm的太阳光有良好的反射和吸收能力，能够明显减少太阳光的辐射能向室内的传递，保持稳定室内温度，可以节约能源。在室外各种物体吸收大量太阳辐射能后，再辐射出来的远红外线热辐射能波长为3-30mm，有较高的反射率。冬季室内暖气、热风被阳光照射后产生远红外线辐射能，升高室内温度。太阳辐射能从窗户玻璃射进室内，一部份辐射能被玻璃反射到室外，一部份辐射能透过玻璃进入室内，一部份辐射能被玻璃吸收，被玻璃吸收的这部份辐射能又再向室外，室内两个方向辐射。在窗的结构确定以后，窗的大面积玻璃是节能的关键，热反射镀膜玻璃的节能效果，早已被大家所认可，并首先在隐框玻璃幕墙上大量使用。但在窗户上使用有待认识和使用。在一般情况下，热反射镀膜玻璃已能满足一般节能窗的需要，如要求更高，还有中空玻璃和热反射镀膜中空玻璃以及低辐射镀膜玻璃等，但均有其特点和不同用途。2、中空玻璃：中空玻璃不仅有优良的采光性能，同时具有隔热、隔音、防霜露等特殊优点。中空玻璃具有优良的隔热性能，在某些条件下其隔热性能可优于一般混凝土墙。中空玻璃隔热能力主要来原于二层玻璃间密封的空气层。空气的导热系数为0.028W/MK，而玻璃的导热系数为0.77W/MK，密封的中空玻璃除玻璃四边用密封胶导热，其余大面积玻璃均依靠空气层导热，加大热阻。因此，能明显提高中空玻璃隔热效果，如要提高中空玻璃的热阻，增加隔热效果，可采取加大中空玻璃空气层厚度或在空气层中放置氩气或其它导热系数低的气体，或者用热反射镀膜玻璃制成中空玻璃，均能提高中空玻璃的隔热效果，从而达到节能窗的真正效果。国内中空玻璃需求量日益增加。3、低辐射镀膜玻璃低辐射镀膜玻璃又称（Low-E译称娄义玻璃）。按生产方法，可分为在线Low-E玻璃和离线Low-E玻璃。在线Low-E玻璃，即在浮法玻璃生产线上，一般把锡的气体直接喷射到熔融的金属表面上，随着玻璃的冷却，金属膜层成为玻璃的一部份，它的特点，可以直接在空气中使用，可以钢化，热弯，可以长期保存，它的缺点是热学性能比较差。比离线溅射法生产的Low-E玻璃的u值差近一半，窗玻璃的绝热性能一般用u值来表示，u值和玻璃的辐射率有直接关系，u值越低，通过玻璃的传热量越低，窗玻璃的传热性能越好。另一种方法，溅射法生产Low-E玻璃（又称离线Low-E玻璃），生产方法是把金属银直接用溅射法镀在玻璃表面，它的缺点是银膜层非常脆弱，并易生成氧化银层，所以，它不可能像普通玻璃一样使用，必须做成中空玻璃，在做成中空玻璃前不能长期保存和运输。Low-E中空玻璃对0.3-2.5um的太阳能辐射具有60%以上的透过率，白天来自室外辐射能量可大部分透过，但夜晚和阴雨天气来自室内物体的热辐射约有50%以上被其反射回室内，仅有少于15%的热辐射被其吸收后通过再辐射和对流交换散失，故可有效地阻止室内的热量泄向室外。Low-E玻璃的这一特性使其控制热能单向流向室内的作用。因此在冬季可以保持相对高的室内温度，这样在室内的人也会倍感舒适，但有人把Low-E玻璃说成冬暖夏凉是不确切的，一般仅适用于高寒地区，今年仍有较大的市场。Low-E玻璃虽有节能效果，但也有它的缺点，这表现在玻璃的反射率低，没有光泽，光亮性差，玻璃基本没有颜色，装饰效果也不太好。国内现生产的Low-E镀膜玻璃为单层镀银，它和双层镀银u值相差很大，双层镀银成本又太高。单层镀银Low-E中空玻璃比一般热反射镀膜玻璃制成的中空玻璃节能效果也只是略有提高。Low-E中空玻璃寿命长短，一是取决于镀膜的质量，二是取决于中空玻璃的玻璃透气率，在长期使用中如中空玻璃内进入空气，则会在镀膜玻璃表面生成氧化银，不仅破坏了镀银层而且使玻璃不透光，一般仅能保五年。、窗框用材是节能窗第三要素窗框用材不外乎，铝合金型材、塑料型材、塑钢型材、不锈钢和以前木材钢材。现在，有不同看法的是，塑钢型材制成窗以前有人认为就是节能窗、隔热窗，就因为塑钢型材导热系数低。从热力学观点看问题，这种看法不确切。我们特意到欧洲德国考察，它们塑钢型材分三代。第一代塑料型材制成的窗又笨又重断面又大。第二代在空心塑钢内插钢板，由于有空隙易生锈。第三代是表面处理过的钢板和塑料共挤生成一体，这才是真正的塑钢型材，用这种型材做的窗才能真正称为塑钢窗。前期，国内引进了3000多条国外淘汰的插钢板式塑料型材线，用这种型材制成的门窗只能称为塑料窗，塑钢型材和铝型材相比，在强度及其它性能上都有明显的差距，唯独在导热系数上远比铝材导热系数小。铝材利用国外的断桥技术，已在全国大量生产断桥铝材，用这种铝材制成的窗不仅隔热性能有突出的提高，并可制成内外不同色彩和花纹，并在气密性、水密性、抗风压、防污染方面均是其它材料无可比拟的优势。PVC塑钢窗防火为B1级，根据我国建筑防火规范，仅能用于单层厂房和两层民用建筑外墙。APC为聚氯乙稀，在燃烧作用下产生氯化氢，氯化氢是剧毒气体使人吸一口即可窒息。希望引起大家的重视。为了简单说明问题，现就铝合金型材和塑料型材性能比较简单介绍如下：铝合金型材和塑料型材性能比较表材质牌号铝合金型材PVC塑料型材硬聚氯乙烯热塑性塑料密度2.7(g/cm3)1.4(g/cm3)抗拉强度157(N/cm2)50(N/cm2)屈服强度108(N/cm2)37(N/cm2)伸长度8100弹性模量7100(Ncm2)1960(Ncm2)线膨胀系数2.3510-5(K-1)7810-5(K-1)导热系数203（断桥铝材1.5-2.8）(W/mK)0.16(W/mK)燃烧性不燃A级可难燃B1级三、铝合金窗在2002年及近年仍为主流。1、铝合金门窗是金属材料，铝加各种金属元素制成各种合金，具有其它门窗材料无可比拟的优点，质轻且强度高，可挤压成各个时期所用各种新的复杂的断面型材，可满足门窗设计师的各种新型断面要求。耐腐蚀、变形量小、防火性强、使用寿命长（50-100年）报废后还可高价回收再利用，无任何污染。2、表面可喷成各种美丽的颜色，给外墙穿上美丽的外装。3、节能窗必不可少的材料。断桥铝材不仅可以隔热，也可以隔冷，铝材内外表面可以不同颜色，不同花纹，木纹铝材也已开始应用。4、高层建筑一是要材质轻，二是强度高，三是使用寿命长，四要防火性能好，五是采光性能好，铝合金窗均能满足上述各项要求。5、真正共挤的塑钢窗也有它的特点和优点，在民用建筑上真正的共挤塑钢窗同样有发展，社会各有所需，谁也代替不了谁。但在塑料中穿废钢材，这些假塑钢窗将伴随着时间的考验，将会受到冷落。6、铝合金