北方高層建筑鋁合金幕墻型材的兩種隔熱技術(shù)探討

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　 　　一．鋁合金型材兩種隔熱技術(shù)的歷史：　
　　1．注膠隔熱技術(shù)來源于美國。70年代早期，伴隨著中空玻璃的發(fā)展應(yīng)用，注膠隔熱鋁門窗迅猛發(fā)展，隔熱鋁門窗、幕墻《標(biāo)準(zhǔn)》的需要日趨強烈！1990年，美國建筑制造協(xié)會（AAMA）頒布了TIR-A8-90標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)隔熱鋁門窗、幕墻、門廳、天窗等產(chǎn)品的制造。2004年，美國建筑制造協(xié)會（AAMA）翻新了鋁合金隔熱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，頒布了TIR-A8-04標(biāo)準(zhǔn)，更好地解決了實際存在的問題，指導(dǎo)鋁合金隔熱產(chǎn)品的制造。     

　　2. 穿條隔熱技術(shù)來源于歐洲70年代前葉。為了滿足特殊工程的需要，Ensinger GmbH 和Wicona公司將此技術(shù)發(fā)展為結(jié)構(gòu)隔熱技術(shù)，并與1978年用于建筑門窗。在2004年頒布了EN14024標(biāo)準(zhǔn)，以指導(dǎo)鋁合金門窗、幕墻等產(chǎn)品的生產(chǎn)制造。


　　二．兩種隔熱技術(shù)與鋁合金型材的結(jié)合：

　　1.注膠隔熱技術(shù)與鋁合金的連接，是靠聚氨酯隔熱膠與經(jīng)表面處理后的鋁合金之間的黏結(jié)。強度高，耐潮濕，沖擊強度高，耐侯性好。為了更好地提高隔熱幕墻型材縱向抗剪切強度以及隔熱膠的“干收縮”問題，90年代中期，先后由美國的Kawneer公司和亞松公司發(fā)明了Lancer及Azo-Brader，在鋁合金型材注膠之前，對型材注膠槽內(nèi)的4個連接柱進(jìn)行“打齒”，使鋁合金型材和隔熱膠之間增加了縱向機械鎖扣，提高了復(fù)合型材（幕墻）的縱向剪切力；消除了注膠隔熱幕墻型材的隔熱膠“干收縮”現(xiàn)象。目前，中國的金橋鋁型材有限公司擁有Lancer技術(shù)和設(shè)備。

　　2.穿條隔熱技術(shù)與鋁合金的連接，是靠“開齒”后的鋁合金型材與隔熱條之間的“咬合”。為了保證“咬合”的完美，要求隔熱條為尼龍66添加25%玻璃纖維增強；以提高隔熱條的抗蠕變性能和抗張強度，有著與鋁合金型材相近的線膨脹系數(shù)。


　　三．在隔熱幕墻實際應(yīng)用時，兩種隔熱材料在型材之間主要經(jīng)受剪切力和剪切形變的作用：

　　1．在實際應(yīng)用中，隔熱型材在室內(nèi)側(cè)的鋁材溫度變化不大；室外側(cè)鋁材的溫度隨著一年四季溫度變化而不同。在2001-2006年間，北京最低氣溫為 –27.4⁰C;如果考慮到在距離地面90米---100米的氣溫，要相對低3⁰C左右；高層建筑的室外氣溫能達(dá)到 - 30°C。在- 30°C時隔熱材料的彈性，能否滿足隔熱幕墻室內(nèi)、外溫差的影響嗎？鋁合金線膨脹系數(shù)為2.3×10-5mm/mm·⁰C。 即：0.23mm/M·10⁰C，每米鋁合金型材當(dāng)溫度提高（降低）10⁰C時，會增加（減少）0.23毫米。當(dāng)幕墻桿件長度為3.5米，室內(nèi)（20⁰C）、室外(-30⁰C)鋁合金型材溫差為50⁰C時,室內(nèi)、外型材的長度差為：0.23×3.5×5 = 4.03mm。在嚴(yán)寒地區(qū)（漠河、莫斯科、埃德蒙頓），室內(nèi)、外溫差能達(dá)到70⁰C,室內(nèi)、外型材的長度差為：0.23×3.5×7 = 5.64mm。隔熱鋁合金幕墻在-30⁰C實際使用時，內(nèi)、外鋁合金型材單端頭位移可能在2毫米以上，隔熱材料在低溫時能否會安全可靠呢？

　　2．參照國標(biāo)GB5237.6對兩種隔熱技術(shù)進(jìn)行低溫縱向剪切實驗，橫坐標(biāo)表示形變。注膠型材單端位移4毫米時，10個樣品皆不會斷裂，見圖一；穿條型材單端位移2毫米時，有20%的可能性會斷裂，見圖二。隔熱鋁合金型材如其隔熱材料受到破壞，會導(dǎo)致幕墻工程的保溫性、安全性、抗風(fēng)壓性能降低。在實際設(shè)計和使用時，應(yīng)當(dāng)考慮復(fù)合型材的形變可恢復(fù)性、安全性、可持續(xù)性，確保隔熱幕墻工程質(zhì)量的百年大計。所以鋁型材注膠隔熱技術(shù)的應(yīng)用，在北方的高層建筑鋁合金幕墻方面擁有很大的優(yōu)勢。        

在北京由很多幕墻專家組成的幕墻質(zhì)量考核小組，對北京建成10年左右的一些幕墻工程項目進(jìn)行了實際檢查，結(jié)果表明：很多的連續(xù)隔熱幕墻桿件的兩端，出現(xiàn)隔熱材料的“開裂”，工程的質(zhì)量令人擔(dān)憂。

　　3．注膠隔熱技術(shù)因其工藝的特殊性，橫縱向的力學(xué)性能相同，作為幕墻隔熱鋁型材的縱向剪切強度能達(dá)到120N/mm；注膠隔熱技術(shù)采用的材料為聚氨酯，故彈性性能優(yōu)越，可以通過一定的形變而吸收外界的能量，低溫情況下彈性仍然很好。   穿條隔熱技術(shù)采用的材料為尼龍66添加25%玻璃纖維增強，故鋼性好，低溫彈性性能差；因其采用擠出成型工藝，故縱向玻璃纖維的取向性更強，縱向抗張強度高，從而導(dǎo)致其縱向剪切強度弱。

圖一　注膠

圖二　穿條

　　四． 結(jié)論現(xiàn)在北京很多的高樓大廈的鋁合金幕墻都設(shè)計、使用了美國亞松注膠隔熱技術(shù)，其特點是：隔熱性能好；整體結(jié)夠性強；成本低；豐富的設(shè)計變化。這也是為什么注膠隔熱技術(shù)在全世界鋁合金隔熱領(lǐng)域應(yīng)用最多的原因所在。這篇文章的目的不是評論斷橋隔熱材料的優(yōu)劣，而是為了表明斷橋隔熱材料的區(qū)別、功能性、優(yōu)點、性價比，并且使讀者基于自己的角度作出最佳選擇。


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