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鋁合金窗與塑料窗國內外發展應用及性能特點綜合比較分析(下)

來源:中國幕墻網收集整理  作者:石民祥  日期:2005-1-31
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    四、鋁窗、塑窗性能特點綜合比較

    鋁、塑建筑用窗都是采用擠壓(出)成形的中空型材組成杠架體系,其開啟方式和結構配合原理是一樣的,型材斷面結構形式是相似的,只不過鋁窗是機械聯接框、扇構件,塑窗是焊結框、扇構件。但由于一種是無機材料

    (2)氣密性能:塑料窗由于框、扇構件是焊接的,故其氣密性應比螺接的鋁合金窗略好一些,但鋁窗型材尺寸精度較高,框、扇配合較嚴密,所以二者還是在一個等級水平上。

    (3)保溫性能:鋁窗的保溫性能不如塑窗好,但二者整窗的傳熱系數之比只是1.36倍(單層玻璃窗)和1.44倍(單框雙玻窗),并不等同于鋁型材塑料型材導熱系數之比1250倍。因為,根據窗的傳熱系數計算公式K=1/(1/ai+RW+1/ae),窗的傳熱系數K值不僅取決于窗體本身的傳熱阻RW(窗體本身傳熱系數的倒數),還取決于窗體與其室內外表面換熱系數ai和ae;而又根據另一計算公式K=K框·f+K玻·(1-f),窗的傳熱系數K值由窗框.扇構件與窗玻璃二部分的K框和K玻組成,直接與窗框扇占整窗面積比f有關,而鋁窗的框扇占整窗面積比塑窗小10%左右,再者窗框扇型材也不是實心的,且空心鋁型材壁厚(實際熱橋)比塑料型材壁厚又小40%左右。

    (4)采光性能:塑料窗的采光性能比鋁窗差,其框扇構件遮光面積比鋁窗大10%左右,視野和裝飾效果較差,不利于建筑照明節能降耗。

    (5)隔聲性能:窗的隔聲性能主要在于占窗面積80%左右的玻璃的隔聲效果。鋁窗與塑窗的縫隙密封水平基本一致,其隔聲性能也是基本一致的。上海市建筑科學研究院對塑料窗和鋁合金窗進行了一系列的隔聲性能實測及比較試驗(6) ;5mm厚單玻塑窗隔聲量為21-24dB;5+12A+5的中空單框雙玻塑窗為24-29dB;雙的隔聲量比單玻大5dB左右;塑料窗與鋁合金窗"在玻璃厚度、構造相同以及密封相類似的情況下,其計權隔聲量RW值相近"。

    (6)防火性能:難燃性的PVC塑料窗的防火性能相對于可燃的木窗是比較好,但與非燃燒性的鋁合金窗相比是差的。聚氯乙烯塑料是難燃材料,在火災作用下,遇到明火后即進行緩慢的燃燒,如離火會自息。其阻燃的機理就是燃燒時釋放出的氯化氫,具有捕捉H、OH、自由基的功能,而變得難燃(7)。燃燒時放出HCI、CO、CO2等有毒氣體。煙氣的危害是建筑發生火災時造成人員重大傷亡事故的主要原因。因此,歐洲有些國家規定公共建筑不得使用PVC門窗,以免造成不必要的傷害。

    (7)關于防雷和靜電問題:鋁合金是良好的導電體,故其作建筑外圍護結構時,采取有效的接地措施,可以作為避雷設施,并可防止靜電現象產生;PVC塑料是不導電的絕緣體,當其用于高層建筑(一類防雷建筑30m以上,二類45m以上,三類60m以上)時,無法解決防側雷擊問題。而且,如果未經防靜電處理,則用于民用建筑時,靜電有吸塵積垢難以清洗,影響外觀裝飾;對于工業建筑,則不能用于粉塵等易爆車間.電子或電器裝配車間及計算機房等。據資料介紹,對塑料的靜電消防,可在其表面涂抹含有季胺鹽的防靜電油劉,能吸附空氣中的水分,增加導電率。但目前國內塑料窗均未經防靜電涂料等處理。

    (8)裝飾性:塑料窗作為建筑外窗,只能以白色為主。因為白色或淺灰色PVC型材耐侯性和光照穩定性較好,不易吸熱。著色PVC型材耐熱、耐侯性大大降低,只能適于室內使用。色彩裝飾性對建筑藝術效果是至關重要的,塑料窗單一的白色是一個巨大的缺陷,不能滿足豐富多彩的各類建筑外墻裝飾需要。

    (9)老化問題:PVC塑料型材確實會老化。現在我國的塑料門窗基本是采用德國、奧地利的鉛鹽體系配方,部分企業使用美國的有機錫體系配方。國內的人工加速光老化試驗表明:凡含鉛鹽穩定體系的白色型村,經光老化后易著色而污染,經過1500小時光照射后,顏色顯著變黃。鉛鹽體系價格稍低,但外觀前面色和耐久性遠不如有機穩定體系。文獻(8)說明,德國的塑料窗在頭一年里產品的光滑表面受到風化作用會變得粗糙些,十幾年后的對比照片表明PVC型材表面風化的過程。風化層厚至0.3-0.4mm,下面一層聚氯乙烯的分解會停止。高分子PVC樹脂在紫外線作用下,大分子鏈斷裂,使材料表面失去光澤,變色粉化,型材的機械性能下降。

    (10)變形與膨脹問題:塑料窗易受熱變形、遇冷變脆,尺寸及形狀穩定性較差,往往需要利用玻璃的剛性來防止窗框變形。所以,國外都是將塑料窗在工廠內裝好玻璃后出廠,以防保管、運輸、安裝過程中產生變形。而且安裝時在窗框與洞口之間采用發光塑料填充后固化彈性體密封。但我國建筑行業施工習慣造成塑料窗出廠時不裝玻璃,安裝時采用水泥砂漿窗框與洞口間隙進行密封,"面PVC塑料窗框的熱膨脹系數遠比鋼、鋁、水泥大,在晝夜冬夏溫差變化達20-70℃的情況下,PVC塑料窗框會被'擠'得不能自由伸縮而產生變形(2)" 。

    (11)產品重量:塑料窗重量并不比鋁合金窗輕。由于塑料型材的拉伸強度是鋁型材的1/3,彈性模量是鋁型材的1/36,因此,塑料型材的截面尺寸和壁厚不得不設計得比鋁型材的大,而且還要再在其型材空腔中加增強鋼襯,以滿足窗的抗繆骨慷群妥芭湮褰鷥郊男枰?我國以歐式窗改進的塑料窗,型材壁厚2-2.5m,型材耗量9-12kg/m2,按鋼襯耗量是型材重量的85%計,鋼襯的耗量是7.65-10.2kg/m2。所以塑料窗型材加鋼襯重量已超過鋁窗型材重量4.5-7.5kg/m2。

    (12)生產能耗與使用能耗:鋁窗與塑窗體積型材生產能耗之比是8.8倍,但單位面積窗用型材的生產能耗之比是2.55倍。對于窗的使用能耗,以冬季保溫條件下測得的傳熱系數比較,只能說是塑料窗的采暖保溫能耗比鋁窗低27-31%。因為夏季窗的傳熱系數與冬季不同,不能簡單地說夏季空調降溫能耗效果也是如此。窗的夏季隔熱性能與冬季保溫性能不相同,不能簡單地混為一談。

    (13)型材模具費用:從型材擠壓模具開模費用來看,塑窗是鋁窗的3倍左右。鉛窗產品開發更新換代的經濟性和靈活性要比塑窗好。

    (14)產品的性能/價格比:鋁窗產品的性能/價格比高于塑窗。國外的鋁窗價格是塑料窗的1.5倍,即塑窗價格比鋁窗便宜33%。然而,我國的情況卻正相反。從表2中可看出,單玻塑窗比鋁窗價格高25-33%;中空雙玻鋁窗比鋁窗價格高36-44%,當然,這二種類型塑窗比鋁窗的保溫性能要好,但是其它性能塑窗卻不如鋁窗好。中空雙玻鋁窗比單玻塑窗價格高約25%左右,然而,前者的保溫和隔聲及其它性能都好于后者。對于同類結構形式的內平開窗,在鋁合金隔熱型材中空雙玻窗的保溫性能指標(K=2.8)達到塑料中空雙玻窗水平(K=2.7)的情況下,后者的價格還比前者高約24%;然而前者的高強度、高性能、優良的耐腐蝕性噴涂漆)和裝飾效果(金屬質感和非金屬質感等各種顏色且框、扇型材可室內、外二種色彩)、長久的使用壽命等綜合性能遠遠好于后者。
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