严寒寒冷地区铝木复合窗材料的选择

燕 向 远

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

1 概况

我国的建筑节能由于历史原因起步晚，基础弱，许多新型材料和节能技术在应用中还存在很多问题，并且由于设计、施工及使用过程中的原因，很多好的材料在实际中并没有达到社会期许的效果。其中影响节能效果最重要因素之一就是外窗。

在建筑节能中,门窗是实现建筑光、热、声环境等各物理特性非常有用的功能性构件，并且具有建筑室外和室内环境两部分装饰风格，直接关系到建筑的安全效果、舒适效果、节能效果。我省是内陆省份，典型的山地地区，太行山脉基本处于我省境内，境内大部分地区海拔在1 500 m以上，根据设计划分处于严寒寒冷地区，很多地方外窗承受风压较大。外窗的抗风压等级越高，挠度变形越小，可以避免因为杆件变形过大从而影响外窗的使用性能，同时可以提高外窗的寿命，因此对门窗的抗风压、水密、气密和隔热等性能的设计和选用已成为人们关注的热点。

铝木复合窗主体结构铝多木少，从外观看具有符合实木门窗的优点。经过设计细化的铝合金型材通过特殊的结构和工艺结合实木装饰层，大大加强了门窗的抗风、抗雨淋等性能，也进一步提高了外窗室外外表日照辐射和老化，使建筑物室外和室内装饰风格得到了完美和有机的结合和统一[1]。铝木复合窗作为较高端的门窗型材，越来越多的被人们接受，本文就从铝木复合窗的材料选用简要进行论述。

2 铝木复合窗主要部分的要求和选择

2.1 铝木复合型材技术要求

铝木复合型材是指以铝型材为主，木型材起装饰作用的复合型材。复合型材中铝合金型材的壁厚是影响杆件强度、刚度和连接强度的重要因素之一，铝合金型材壁厚越小铝木复合窗框扇梃主型材构件的抗弯变形能力越低，会导致窗框与墙体连接件产生变形或破坏。铝木复合窗立面的门窗框和扇梃的主型材构件都需要直接承受风荷载，需要足够抗变形刚度。同时为了保证型材的隔热保温性能，应选择传热系数小的隔热型材，隔热型材的生产方式主要有两种，一种是采用聚酰胺尼龙隔热条与铝合金型材通过机械开齿、穿条、滚压等工序加工而成，这种被称为穿条式隔热型材；另一种是把隔热材料浇筑入铝合金型材的隔热腔体内，经过固化，去除断桥金属加工等工序加工而成，这种被称为浇筑式隔热型材[2]。PVC材料的膨胀系数大，材质较脆低，特别在高温和低温环境中，抗拉强度和热变形性能无法满足标准的要求。因此，穿条式隔热型材严禁使用PVC材料。在材料进厂后要对抗拉强度和压剪强度进行抽样检验，不合格的材料不得使用。我省对于隔热型材中间隔热条目前有高度要求，穿条式隔热型材的隔热条截面高度不应小于24 mm，浇筑式隔热型材的隔热条截面高度不应小于22 mm。

同时为了增加外铝木复合窗的保温性能，可以将型材断面设计为多腔室结构，腔壁垂直于热流方向分布。型材内的多腔室对通过型材截面的热流起到多重阻隔作用，腔内传热(对流、辐射、导热)相应降低消弱，特别是辐射传热随着腔室数量的增加而相应减少[3]。

复合型材中的木型材要求含水率为8%～13%，甲醛释放限量应符合GB 18580室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放限量中E1级别的要求；集成材外观质量应为优等品，可视面拼条长度应大于250 mm，宽度方向无拼接，厚度方向相邻层的拼接应错开，拼接缝隙紧密；木材用水性涂料应符合GB/T 23999室内装饰装修用水性木器涂料的规定，面漆应符合C类漆的要求，底漆应符合D类漆的要求,漆膜的湿膜厚度宜为200 μm～300 μm，干膜厚度宜为80 μm～120 μm。

2.2 中空玻璃的选择

铝木复合窗玻璃的面积在门窗面积中所占比例较大，对铝木复合窗的保温隔热性能影响很大，空气层厚为12 mm的普通中空玻璃，其传热系数不小于2.7 W/(m2·K)，按照75%的节能，我省已经不能使用普通中空玻璃。为了满足我省节能设计要求，所以要求中空玻璃应该采用多腔体中空玻璃、Low-E中空玻璃或填充惰性气体中空玻璃，不可以使用普通的单腔体中空玻璃。如采用Low-E低辐射玻璃、增加玻璃层数或填充惰性气体等措施，各层玻璃之间的空气层不应小于9 mm。严寒地区的中空玻璃间隔材料最好是采用高性能暖边间隔条。

中空玻璃在铝木复合窗中起到非常关键的作用，提高铝木复合窗的节能指标必须使用性能良好的中空玻璃。目前密封主要使用热熔性能密封胶加弹性密封胶，热熔性密封胶主要有：聚异丁烯胶、热熔丁基胶；弹性密封胶主要使用：聚硫胶、硅酮胶。在采用结构性粘结的隐框玻璃外窗部位必须使用硅酮结构密封胶。鉴于Low-E膜层结构的特殊性，如果膜层与双道密封胶直接接触，容易造成膜层氧化进而影响密封胶对玻璃的粘结强度，所以须在合成中空前四周部位进行除膜。

外窗节能的关键是中空玻璃的寿命问题，其失效主要有几个方面的因素：分子筛失效或灌装量不足、丁基胶断胶或宽度不足、间隔框接口缝隙处理不当、密封胶混胶比例失当、密封胶注胶不实存在空穴气道、中空密封胶与丁基胶、玻璃、窗体型材不相容等。所以，中空玻璃的生产应严格按照JC/T 2071—2011中空玻璃生产技术规程生产、检验。

2.3 五金配件的选择

五金配件好比是人的关节连接着铝木复合窗各个部位，五金配件的好坏直接决定了窗户使用的舒适度，所以五金配件安装位置应正确，应具有足够的强度，承受往复运动的配件在结构上应便于更换，并满足使用功能、耐蚀、易更换和安全要求。其表面质量应具有良好的耐候性，手触摸的部位应光滑并具有良好的耐磨性，应满足外窗性能及使用功能的要求，并应符合现行行业标准JG/T 212建筑门窗五金件通用要求及相关标准的规定。

2.4 密封材料的选择

密封材料是影响铝木复合窗密封和保温性能的主要因素，玻璃安装使用的橡胶密封条物理性能低，在使用中就会常出现由于断裂、收缩、低温变硬等缺陷造成铝木复合窗渗水。铝木复合窗用橡胶密封条应采用符合JGT 386—2012建筑门窗复合密封条的三元乙丙橡胶等热塑性弹性密封条。所用密封胶应符合国家现行标准规定，隐框、半隐框窗，其粘结的硅酮结构密封胶应符合GB 16776建筑用硅酮结构密封胶的指标要求。

3 结语

铝木复合窗结合了铝合金窗和木窗的优势，其特殊结构使铝木复合窗的节能得到了充分体现。这种结构增强了隔音性和密封性，随着消费转型和消费升级，消费者对中高档门窗的需求量日渐剧增，作为高档窗，铝木复合窗有很大应用市场和前景。