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铝合金窗与塑料窗国内外发展应用及性能特点综合比较分析(下)

来源:中国幕墙网收集整理  作者:石民祥  日期:2005-1-31
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    四、铝窗、塑窗性能特点综合比较

    铝、塑建筑用窗都是采用挤压(出)成形的中空型材组成杠架体系,其开启方式和结构配合原理是一样的,型材断面结构形式是相似的,只不过铝窗是机械联接框、扇构件,塑窗是焊结框、扇构件。但由于一种是无机材料

    (2)气密性能:塑料窗由于框、扇构件是焊接的,故其气密性应比螺接的铝合金窗略好一些,但铝窗型材尺寸精度较高,框、扇配合较严密,所以二者还是在一个等级水平上。

    (3)保温性能:铝窗的保温性能不如塑窗好,但二者整窗的传热系数之比只是1.36倍(单层玻璃窗)和1.44倍(单框双玻窗),并不等同于铝型材塑料型材导热系数之比1250倍。因为,根据窗的传热系数计算公式K=1/(1/ai+RW+1/ae),窗的传热系数K值不仅取决于窗体本身的传热阻RW(窗体本身传热系数的倒数),还取决于窗体与其室内外表面换热系数ai和ae;而又根据另一计算公式K=K框·f+K玻·(1-f),窗的传热系数K值由窗框.扇构件与窗玻璃二部分的K框和K玻组成,直接与窗框扇占整窗面积比f有关,而铝窗的框扇占整窗面积比塑窗小10%左右,再者窗框扇型材也不是实心的,且空心铝型材壁厚(实际热桥)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铝窗差,其框扇构件遮光面积比铝窗大10%左右,视野和装饰效果较差,不利于建筑照明节能降耗。

    (5)隔声性能:窗的隔声性能主要在于占窗面积80%左右的玻璃的隔声效果。铝窗与塑窗的缝隙密封水平基本一致,其隔声性能也是基本一致的。上海市建筑科学研究院对塑料窗和铝合金窗进行了一系列的隔声性能实测及比较试验(6) ;5mm厚单玻塑窗隔声量为21-24dB;5+12A+5的中空单框双玻塑窗为24-29dB;双的隔声量比单玻大5dB左右;塑料窗与铝合金窗"在玻璃厚度、构造相同以及密封相类似的情况下,其计权隔声量RW值相近"。

    (6)防火性能:难燃性的PVC塑料窗的防火性能相对于可燃的木窗是比较好,但与非燃烧性的铝合金窗相比是差的。聚氯乙烯塑料是难燃材料,在火灾作用下,遇到明火后即进行缓慢的燃烧,如离火会自息。其阻燃的机理就是燃烧时释放出的氯化氢,具有捕捉H、OH、自由基的功能,而变得难燃(7)。燃烧时放出HCI、CO、CO2等有毒气体。烟气的危害是建筑发生火灾时造成人员重大伤亡事故的主要原因。因此,欧洲有些国家规定公共建筑不得使用PVC门窗,以免造成不必要的伤害。

    (7)关于防雷和静电问题:铝合金是良好的导电体,故其作建筑外围护结构时,采取有效的接地措施,可以作为避雷设施,并可防止静电现象产生;PVC塑料是不导电的绝缘体,当其用于高层建筑(一类防雷建筑30m以上,二类45m以上,三类60m以上)时,无法解决防侧雷击问题。而且,如果未经防静电处理,则用于民用建筑时,静电有吸尘积垢难以清洗,影响外观装饰;对于工业建筑,则不能用于粉尘等易爆车间.电子或电器装配车间及计算机房等。据资料介绍,对塑料的静电消防,可在其表面涂抹含有季胺盐的防静电油刘,能吸附空气中的水分,增加导电率。但目前国内塑料窗均未经防静电涂料等处理。

    (8)装饰性:塑料窗作为建筑外窗,只能以白色为主。因为白色或浅灰色PVC型材耐侯性和光照稳定性较好,不易吸热。着色PVC型材耐热、耐侯性大大降低,只能适于室内使用。色彩装饰性对建筑艺术效果是至关重要的,塑料窗单一的白色是一个巨大的缺陷,不能满足丰富多彩的各类建筑外墙装饰需要。

    (9)老化问题:PVC塑料型材确实会老化。现在我国的塑料门窗基本是采用德国、奥地利的铅盐体系配方,部分企业使用美国的有机锡体系配方。国内的人工加速光老化试验表明:凡含铅盐稳定体系的白色型村,经光老化后易着色而污染,经过1500小时光照射后,颜色显着变黄。铅盐体系价格稍低,但外观前面色和耐久性远不如有机稳定体系。文献(8)说明,德国的塑料窗在头一年里产品的光滑表面受到风化作用会变得粗糙些,十几年后的对比照片表明PVC型材表面风化的过程。风化层厚至0.3-0.4mm,下面一层聚氯乙烯的分解会停止。高分子PVC树脂在紫外线作用下,大分子链断裂,使材料表面失去光泽,变色粉化,型材的机械性能下降。

    (10)变形与膨胀问题:塑料窗易受热变形、遇冷变脆,尺寸及形状稳定性较差,往往需要利用玻璃的刚性来防止窗框变形。所以,国外都是将塑料窗在工厂内装好玻璃后出厂,以防保管、运输、安装过程中产生变形。而且安装时在窗框与洞口之间采用发光塑料填充后固化弹性体密封。但我国建筑行业施工习惯造成塑料窗出厂时不装玻璃,安装时采用水泥砂浆窗框与洞口间隙进行密封,"面PVC塑料窗框的热膨胀系数远比钢、铝、水泥大,在昼夜冬夏温差变化达20-70℃的情况下,PVC塑料窗框会被'挤'得不能自由伸缩而产生变形(2)" 。

    (11)产品重量:塑料窗重量并不比铝合金窗轻。由于塑料型材的拉伸强度是铝型材的1/3,弹性模量是铝型材的1/36,因此,塑料型材的截面尺寸和壁厚不得不设计得比铝型材的大,而且还要再在其型材空腔中加增强钢衬,以满足窗的抗缪骨慷群妥芭湮褰鸶郊男枰?我国以欧式窗改进的塑料窗,型材壁厚2-2.5m,型材耗量9-12kg/m2,按钢衬耗量是型材重量的85%计,钢衬的耗量是7.65-10.2kg/m2。所以塑料窗型材加钢衬重量已超过铝窗型材重量4.5-7.5kg/m2。

    (12)生产能耗与使用能耗:铝窗与塑窗体积型材生产能耗之比是8.8倍,但单位面积窗用型材的生产能耗之比是2.55倍。对于窗的使用能耗,以冬季保温条件下测得的传热系数比较,只能说是塑料窗的采暖保温能耗比铝窗低27-31%。因为夏季窗的传热系数与冬季不同,不能简单地说夏季空调降温能耗效果也是如此。窗的夏季隔热性能与冬季保温性能不相同,不能简单地混为一谈。

    (13)型材模具费用:从型材挤压模具开模费用来看,塑窗是铝窗的3倍左右。铅窗产品开发更新换代的经济性和灵活性要比塑窗好。

    (14)产品的性能/价格比:铝窗产品的性能/价格比高于塑窗。国外的铝窗价格是塑料窗的1.5倍,即塑窗价格比铝窗便宜33%。然而,我国的情况却正相反。从表2中可看出,单玻塑窗比铝窗价格高25-33%;中空双玻铝窗比铝窗价格高36-44%,当然,这二种类型塑窗比铝窗的保温性能要好,但是其它性能塑窗却不如铝窗好。中空双玻铝窗比单玻塑窗价格高约25%左右,然而,前者的保温和隔声及其它性能都好于后者。对于同类结构形式的内平开窗,在铝合金隔热型材中空双玻窗的保温性能指标(K=2.8)达到塑料中空双玻窗水平(K=2.7)的情况下,后者的价格还比前者高约24%;然而前者的高强度、高性能、优良的耐腐蚀性喷涂漆)和装饰效果(金属质感和非金属质感等各种颜色且框、扇型材可室内、外二种色彩)、长久的使用寿命等综合性能远远好于后者。
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