嚴寒寒冷地區鋁木復合窗材料的選擇

燕 向 遠

(山西省建筑科學研究院，山西 太原 030001)

1 概況

我國的建筑節能由于歷史原因起步晚，基礎弱，許多新型材料和節能技術在應用中還存在很多問題，并且由于設計、施工及使用過程中的原因，很多好的材料在實際中并沒有達到社會期許的效果。其中影響節能效果最重要因素之一就是外窗。

在建筑節能中,門窗是實現建筑光、熱、聲環境等各物理特性非常有用的功能性構件，并且具有建筑室外和室內環境兩部分裝飾風格，直接關系到建筑的安全效果、舒適效果、節能效果。我省是內陸省份，典型的山地地區，太行山脈基本處于我省境內，境內大部分地區海拔在1 500 m以上，根據設計劃分處于嚴寒寒冷地區，很多地方外窗承受風壓較大。外窗的抗風壓等級越高，撓度變形越小，可以避免因為桿件變形過大從而影響外窗的使用性能，同時可以提高外窗的壽命，因此對門窗的抗風壓、水密、氣密和隔熱等性能的設計和選用已成為人們關注的熱點。

鋁木復合窗主體結構鋁多木少，從外觀看具有符合實木門窗的優點。經過設計細化的鋁合金型材通過特殊的結構和工藝結合實木裝飾層，大大加強了門窗的抗風、抗雨淋等性能，也進一步提高了外窗室外外表日照輻射和老化，使建筑物室外和室內裝飾風格得到了完美和有機的結合和統一[1]。鋁木復合窗作為較高端的門窗型材，越來越多的被人們接受，本文就從鋁木復合窗的材料選用簡要進行論述。

2 鋁木復合窗主要部分的要求和選擇

2.1 鋁木復合型材技術要求

鋁木復合型材是指以鋁型材為主，木型材起裝飾作用的復合型材。復合型材中鋁合金型材的壁厚是影響桿件強度、剛度和連接強度的重要因素之一，鋁合金型材壁厚越小鋁木復合窗框扇梃主型材構件的抗彎變形能力越低，會導致窗框與墻體連接件產生變形或破壞。鋁木復合窗立面的門窗框和扇梃的主型材構件都需要直接承受風荷載，需要足夠抗變形剛度。同時為了保證型材的隔熱保溫性能，應選擇傳熱系數小的隔熱型材，隔熱型材的生產方式主要有兩種，一種是采用聚酰胺尼龍隔熱條與鋁合金型材通過機械開齒、穿條、滾壓等工序加工而成，這種被稱為穿條式隔熱型材；另一種是把隔熱材料澆筑入鋁合金型材的隔熱腔體內，經過固化，去除斷橋金屬加工等工序加工而成，這種被稱為澆筑式隔熱型材[2]。PVC材料的膨脹系數大，材質較脆低，特別在高溫和低溫環境中，抗拉強度和熱變形性能無法滿足標準的要求。因此，穿條式隔熱型材嚴禁使用PVC材料。在材料進廠后要對抗拉強度和壓剪強度進行抽樣檢驗，不合格的材料不得使用。我省對于隔熱型材中間隔熱條目前有高度要求，穿條式隔熱型材的隔熱條截面高度不應小于24 mm，澆筑式隔熱型材的隔熱條截面高度不應小于22 mm。

同時為了增加外鋁木復合窗的保溫性能，可以將型材斷面設計為多腔室結構，腔壁垂直于熱流方向分布。型材內的多腔室對通過型材截面的熱流起到多重阻隔作用，腔內傳熱(對流、輻射、導熱)相應降低消弱，特別是輻射傳熱隨著腔室數量的增加而相應減少[3]。

復合型材中的木型材要求含水率為8%～13%，甲醛釋放限量應符合GB 18580室內裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放限量中E1級別的要求；集成材外觀質量應為優等品，可視面拼條長度應大于250 mm，寬度方向無拼接，厚度方向相鄰層的拼接應錯開，拼接縫隙緊密；木材用水性涂料應符合GB/T 23999室內裝飾裝修用水性木器涂料的規定，面漆應符合C類漆的要求，底漆應符合D類漆的要求,漆膜的濕膜厚度宜為200 μm～300 μm，干膜厚度宜為80 μm～120 μm。

2.2 中空玻璃的選擇

鋁木復合窗玻璃的面積在門窗面積中所占比例較大，對鋁木復合窗的保溫隔熱性能影響很大，空氣層厚為12 mm的普通中空玻璃，其傳熱系數不小于2.7 W/(m2·K)，按照75%的節能，我省已經不能使用普通中空玻璃。為了滿足我省節能設計要求，所以要求中空玻璃應該采用多腔體中空玻璃、Low-E中空玻璃或填充惰性氣體中空玻璃，不可以使用普通的單腔體中空玻璃。如采用Low-E低輻射玻璃、增加玻璃層數或填充惰性氣體等措施，各層玻璃之間的空氣層不應小于9 mm。嚴寒地區的中空玻璃間隔材料最好是采用高性能暖邊間隔條。

中空玻璃在鋁木復合窗中起到非常關鍵的作用，提高鋁木復合窗的節能指標必須使用性能良好的中空玻璃。目前密封主要使用熱熔性能密封膠加彈性密封膠，熱熔性密封膠主要有：聚異丁烯膠、熱熔丁基膠；彈性密封膠主要使用：聚硫膠、硅酮膠。在采用結構性粘結的隱框玻璃外窗部位必須使用硅酮結構密封膠。鑒于Low-E膜層結構的特殊性，如果膜層與雙道密封膠直接接觸，容易造成膜層氧化進而影響密封膠對玻璃的粘結強度，所以須在合成中空前四周部位進行除膜。

外窗節能的關鍵是中空玻璃的壽命問題，其失效主要有幾個方面的因素：分子篩失效或灌裝量不足、丁基膠斷膠或寬度不足、間隔框接口縫隙處理不當、密封膠混膠比例失當、密封膠注膠不實存在空穴氣道、中空密封膠與丁基膠、玻璃、窗體型材不相容等。所以，中空玻璃的生產應嚴格按照JC/T 2071—2011中空玻璃生產技術規程生產、檢驗。

2.3 五金配件的選擇

五金配件好比是人的關節連接著鋁木復合窗各個部位，五金配件的好壞直接決定了窗戶使用的舒適度，所以五金配件安裝位置應正確，應具有足夠的強度，承受往復運動的配件在結構上應便于更換，并滿足使用功能、耐蝕、易更換和安全要求。其表面質量應具有良好的耐候性，手觸摸的部位應光滑并具有良好的耐磨性，應滿足外窗性能及使用功能的要求，并應符合現行行業標準JG/T 212建筑門窗五金件通用要求及相關標準的規定。

2.4 密封材料的選擇

密封材料是影響鋁木復合窗密封和保溫性能的主要因素，玻璃安裝使用的橡膠密封條物理性能低，在使用中就會常出現由于斷裂、收縮、低溫變硬等缺陷造成鋁木復合窗滲水。鋁木復合窗用橡膠密封條應采用符合JGT 386—2012建筑門窗復合密封條的三元乙丙橡膠等熱塑性彈性密封條。所用密封膠應符合國家現行標準規定，隱框、半隱框窗，其粘結的硅酮結構密封膠應符合GB 16776建筑用硅酮結構密封膠的指標要求。

3 結語

鋁木復合窗結合了鋁合金窗和木窗的優勢，其特殊結構使鋁木復合窗的節能得到了充分體現。這種結構增強了隔音性和密封性，隨著消費轉型和消費升級，消費者對中高檔門窗的需求量日漸劇增，作為高檔窗，鋁木復合窗有很大應用市場和前景。