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两种隔热方式的性能比较

来源: 中建(长沙)不二幕墙装饰工程有限公司  作者:罗国红  日期:2009-9-10
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  摘 要:本文就隔热型材的两种方式(穿条和注胶)的一些性能进行比较,旨在使大家在隔热型材的选择方面更有理论依据。
  关键词:穿条式隔热型材、注胶式隔热型材、性能比较、选材

  在中国市场上的隔热型材存在着两大类:穿条式隔热型材和注胶式隔热型材,也就是GB5237.6《铝合金建筑型材第六部分
  摘 要:本文就隔热型材的两种方式(穿条和注胶)的一些性能进行比较,旨在使大家在隔热型材的选择方面更有理论依据。

  关键词:穿条式隔热型材、注胶式隔热型材、性能比较、选材

  在中国市场上的隔热型材存在着两大类:穿条式隔热型材和注胶式隔热型材,也就是GB5237.6《铝合金建筑型材第六部分:隔热型材》里面所说的A、B两类。穿条式隔热型材是通过开齿、穿条、滚压等三道工序后,将隔热条穿入合金型材的隔热条槽口内,并使之被铝合金型材牢固咬合的复合方式,隔热条的材质是聚酰胺66加25%的玻璃纤维(即PA66GF25)。而注胶式隔热型材是把液态隔热材料注入铝合金型材浇注槽内固化后,切除与铝合金型材浇注槽开口对应的金属桥,靠液态隔热材料固化后与铝型材粘接力连接内外腔铝型材,其隔热材料的材质是聚氨酯(即PU),一般是分A、B组份,经机器混合后注入槽口内,有点类似大家常用的双组分结构胶的做法。


  目前我们的隔热型材市场正处于成长阶段,大家对这个新生的产物还在逐步的认识、理解。所以我就将这些年我对这两类隔热型材的认识写出来与大家分享。


  1、材料的热导率
  材料的热导率λ是决定材料传热量的一个重要参数,所以我们首先要认识的是PA66和PU这两种隔热材料的热导率。在国际标准ISO10077《百叶窗热工性能——传热的计算》这个标准中给出了这两种材料的热导率,见图1:


  在这里我们可以看到PA66的热导率λ是0.30W/(m·K)(图1中的第e项),PU的热导率λ是0.25W/(m·K)(图1中的第l项),并非象某些厂商所宣传的那样PU的热导率λ是0.121W/(m·K)。


  在这里我们还可以得出在热导率方面PU略优于PA66。

  2、材料的热传导
  在传热学中,平壁一维稳态导热热流量的计算公式是:


  其中,Φ:通过平壁一维稳态导热热流量;

  λ:平壁的热导率;

  A :平壁的表面面积;

  δ:平壁的厚度
  这说明平壁一维稳态导热的热流量与材料的热导率λ、平壁的表面面积A及两侧表面的温差(t1-t2)成正比,与平壁的厚度δ成反比(如图2所示)。


  用注胶的BB槽(厚度δ是14.48mm,截面积A是100.7mm2)与I14.8的隔热条(厚度δ是14.8mm,截面积A是35mm2)进行比对,在同样的温差下,把相应的数据代入热流的计算公式,我们会发现:注胶BB槽是:0.25×100.7/14.48=1.775,I14.8的隔热条是:2×0.30×35/14.8=1.418。

  所以在热传导的性能方面,穿条式的隔热型材要好于注胶的
  3、隔热系统的连续性
  所谓隔热系统的连续性就是通过合理设计用玻璃、隔热型材的隔热材料和主密封胶条等把隔热型材的内、外完全给界定开,使得外腔与内腔在热流方面不再直接相互影响,从而降低通过型材的热流量。


  对于穿条式隔热型材,可以通过隔热条的截面形状设计来达到这方面的要求,但是对于注胶式隔热型材,因其生产的特点决定了其不可能满足这方面的要求(如图3所示)。

  所以在这个方面,穿条式隔热型材要比注胶的好。而且计算机二维热流模拟计算隔热型材的传热系数Uf也证明了这一点(如图4、5、6)。

  都是从隔热性能方面来说的,下面从其他方面来比较。


  4、铝型材用料
  图7是我接触过的两个60系列的框料和扇料图:

  左边是注胶式的,右边是穿条式的。图中所对应的数据是:上面的为隔热型材的成品每米重量,下面的是每米所需的铝材重量。哪种形式好些,大家简单的比较一下就可以得出结论。


  5、双色系统
  双色系统就是隔热型材的内外腔型材采用不同的颜色,作成门窗后,其外侧能够与外装饰面相协调,而内侧又能够与室内装饰协调,从而丰富了隔热门窗的多样性,满足客户的个性需求。对于穿条式隔热型材,这点做起来非常简单。因为其内外腔型材是分别挤压、分别表面处理,然后再经过复合工艺做成隔热型材。但是对于注胶式隔热型材,因为其生产工艺的限制,使得其很难实现双色系统。即使按照一些材料供应商提出来的解决方案,生产的困难程度也是非常的大的。


  6、其他的方面
  当然,还有很多方面值得我们去比较,比如隔热材料的高温性能,因为在GB5237.6《铝合金建筑型材第六部分:隔热型材》里就有意的把注胶式隔热型材的高温性能试验规定为:+70+2℃,而穿条式隔热型材的高温性能试验为+80+2℃;又比如隔热材料与铝材的相溶性和粘接力问题,因为注胶式隔热型材所使用的隔热胶是A、B双组份的,是靠A、B组份混合后的粘接力来约束内外腔铝型材的,与我们使用的双组份结构胶有点类似,所以我们在选材和使用过程中就应该要重视这个问题,特别是铝材的表面处理是粉末喷涂的时候。


  所以我们在选择材料时,应该进行系统、客观的分析,而不是简单的听取某些材料供应商的没有事实依据、不切实际的“忽悠”。


  参考文献:

  1、GB 5237.6-2004 《铝合金建筑型材 第六部分:隔热型材》
  2、ISO 10077-2003 《窗、门和百叶窗的热工性能——传热的计算》


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