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塑钢窗与铝合金隔热断桥式门窗的性价比分析

 jzswq1979 2017-05-23


在住宅建筑中窗的选用中,为了更好地达到期望的效果,利于确定门窗的型材材质、尺寸和制作工艺,特对塑钢窗与断桥彩色铝门窗进行性价比的对比分析如下。

在选择外窗时,由于性能和造价的差异主要来源于型材,首先需要确定型材材质;再根据设计验收规范,在满足强度、采光通风量和使用方便的前提下确定合理的窗型分隔和开启方式。市场上目前主要的型材材质有塑钢和普通铝合金断桥铝合金型材三种,能达到并满足节能要求的主要的型材材质塑钢和断桥铝合金型材两种,下面对这两种材质的性能、特点进行比较。


一、隔热断桥型材的性能、优点说明:

(一)、隔热断桥铝合金型材:是在老铝合金窗基础上为了提高门窗保温性能、节能性能而推出的改进型型材,通过增强尼龙隔条将铝合金型材分为内外两部分,使内外框软性结合,从而有效地阻隔了铝的热传导。增强尼龙隔条的材质和质量直接影响到隔热断桥铝合金窗的耐久性,目前国内市场上有进口条和国产条两种,价格差异较大,每吨有2000余元的差价     

隔热断桥铝合金门窗的突出优点是强度高、保温隔热性好,刚性好、防火性好,采光面积大,耐大气腐蚀性好,综合性能高,使用寿命长,装饰效果好,使用高档的断桥隔型材铝合金门窗,是高档建筑用窗的首选产品。

经过综合了解,目前市场上选用较多的优质型材,其品牌、质量、价格、信誉等较好的企业如下:(估算值仅供参考)

隔热断桥

品   牌

规  格

型  号

国产条加工费用

(元/吨)

进口条加工费用

(元/吨)

颜色

某品牌一

55系列内平开窗

10800元/吨

11800元/吨

双色

某品牌二

70、60、50系列内平开窗

8500元/吨

9800元/吨

双色

某品牌三

60、50系列内平开窗

8500元/吨

11000元/吨

双色

铝型材的吨位价格=铝锭价+加工费用,铝锭价每日按期货价均有波动,近期铝锭价在16500/吨左右徘徊,按市场预测,后续还会有上涨的空间。

采用隔热断桥铝合金门窗型材保证了强度,也真正显示出隔音、隔热、保温的卓越性能,可节省采暧和制冷费用。传热系数K值经检测在2.23—2.94w/2K以下,节能效果显著 ,几年的节能费用足以弥补前期的投资。

1、断桥铝门窗防水功能。利用压力平衡原理设计有结构排水系统,设排水口,排水畅通,水密性好。

2、断桥铝门窗防结露、结霜功能。断桥铝型材可实现门窗的三道密封结构,合理分离水汽腔,成功实现气水等压平衡,显著提高门窗的水密性和气密性,达到窗净明亮的效果。

3、断桥铝门窗防盗、防松动功能。配上独特的多点五金锁具,保证窗户在使用中的稳固与安全。

4、断桥铝门窗防噪隔音功能。其结构经精心设计,接缝严密,试验结果,空气隔声量达到隔音30--40db,不受噪音干扰,毗邻闹市也可保证室内宁静温馨。

5、断桥铝门窗防风沙、抗风压功能。内框直料采用空心设计、抗风压变形能力强 ,抗震动效果好。在高层建筑及民用住宅中,设计大面积窗型,采光面积大;气密性比任何铝、塑窗都好,能保证风沙大的地区室内窗台和地板无灰尘。

6、断桥铝门窗强度高不变型,免维护功能。断桥铝窗体抗拉伸和抗剪切强度及抵御热变形能力强度高,坚固耐用。断桥铝型材不易受酸碱侵蚀,不易变黄褪色,几乎不必保养。


、塑钢门窗的性能、优点说明:
1、保温节能性
   塑料型材多腔体结构,具有良好的隔热性能,传热系数低,仅为钢材的1/357,铝材的1/1250。另外,生产同样的重量的塑料型材的能耗是钢材的1/4.5,铝材的1/8
2、气密性
   塑料门窗在安装时所有缝隙处均有橡胶密封条或毛条,所以气密性高于铝制门窗。塑料平开窗的气密性又高于推拉窗的气密性,一般情况下,平开窗的气密性可达一级,推拉窗可达二级。
3、水密性
  因塑料型材具有独特的多腔式结构,均有独立的排水腔,框和扇的积水都能有效的排出。平开窗的水密性高于推拉窗,一般情况下,平开窗的水密性能达到二级,推拉窗可达到三级。
4、抗风压性
  在独立的塑料腔体内,可加设1.2-2.0㎜厚的钢衬,可根据当地的风压值、建筑物的高度、洞口大小、窗型设计来选择加强钢衬的厚度及型材系列,以保证建筑对门窗的要求。高层建筑物可选择大断面推拉窗或内平开窗,抗风压强度可达到一级以上,低压建筑可选用外平开窗或小断面推拉窗,抗风压强度一般在三级。
5、隔音性
  塑料型材本身具有良好的隔音效果,如果采用双玻或中空玻璃,其隔音效果更理想,适用于噪音干扰严重的场所。
6、耐腐蚀性
  塑料异型材具有良好的耐腐蚀性,对酸、碱、盐类物质(如水泥、建筑用胶、防锈漆、涂料等)几乎不发化学反应,对于空气质量差的城市由为适用。因此,塑钢门窗的耐腐蚀性能主要取决于五金件的选择。
7、防火性
  塑料门窗不易燃、不助燃、能自熄、安全可靠,但如遇明火会释放有害气体。
8、绝缘性
  塑料门窗使用的塑料型材为优良的电绝缘材料,不导电、安全系数高。

如果你追求建筑节能,可以优先考虑采用塑钢节能门窗。

三、铝合金与塑钢门窗各项性能比较:

1、 抗风压强度和水密性能的对比:
       塑钢门窗由于材质强度和钢性低,虽经加入衬刚增强,但其抗风压和水密性能要比铝合金门窗低约二个等级。上海市建筑幕墙检测中心对进入工地安装的铝合金门窗和塑钢门窗采用见证取样方式进行三性能实测的平均值表明除气密性外,塑钢门窗的水密性和抗风压性能均比铝合金门窗的差,这一结果实出意外,但经进一步分析,却正反映了塑钢门窗质量方面的重要问题。而且,由于塑钢门窗的衬钢并未在其型材内腔角部连接成完整的框架体系,窗框、扇四角及丁字节点的塑料焊接角强度比较低。在一些项目中,出现有部分塑钢窗焊接角不牢固,窗扇和纱窗有开裂现象

2气密性能:
  塑钢门窗由于框、扇构件是焊接的,故其气密性应比螺丝连接的铝合金门窗略好一些,但铝合金门窗型材尺寸精度较高,框、扇配合较严密,但是由于各企业的生产加工和施工质量的差距,很难通过人为的不就,故而一般断桥铝合金门窗的气密性都比塑钢窗要差一些。平开窗与推拉窗相比,平开窗比推拉窗气密性
3、保温性能:
  铝合金的保温性能不如塑钢门窗好,但是根据窗的导热系数计算公式k=1/1/aiRw1/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。其室内外表面换热系数ai ae;而又根据另一计算公式k=k·fk·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,而铝合金窗的框扇占整窗面积比塑钢门窗小10%左右,再者铝门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。 部分省市已将将建筑外窗节能指标提高到较高的水平,这也导致了市场上大量的断桥铝合金门窗不满足这些规范的要求。从这个角度讲,塑钢窗在满足政策规范方面是有很大优势的。标准规范的出台,促进了断桥铝合金门窗的优胜劣汰。
4、采光性能:
    塑钢门窗的采光性能比铝合金门窗差,其框扇构件遮光面积比铝合金门窗大10%左右,视野和装饰效果较差,不利于建筑照明节能降耗。 所以,要设计大通透的门窗效果,一般还是断桥铝合金更具优势。
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。铝合金门窗与塑钢门窗的缝隙密封水平基本一致,其隔声性能也是基本一致5mm厚单玻塑钢门窗隔声量为21~24dB左右; 512A5的中空单框双玻塑钢门窗为24~29dB双玻的隔声量比单玻大5dB左右; 塑钢门窗和铝合金门窗在玻璃厚度、构造相同以及密封状况相类似的起码、情况下,其计权隔声量RW值相近但是由于塑钢门窗的气密性会比断桥铝合金略好,这部分造成的隔声影响也较大,从这个角度将,塑钢门窗的隔声略优于断桥铝合金门窗。
6防火性能:
  难燃性的pvc塑料门窗的防火性能相对于可燃的木门窗是比较好,但与非燃烧性的铝合金门窗相比是差的。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,如离火会自熄。其阻燃的机理就是燃烧时释放出的氯化氢,具有扑捉HOH、自由基的功能,而变得难燃<7>。燃烧时放出HCLCOCO2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。关于门窗的防火性能:钢门窗和铝门窗相对较好,塑料门窗和木门窗相对较差。
7、关于防雷和静电问题:
  铝合金是良好的导电体,故其作建筑外围结构时,采用有效的接地措施,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,静电的吸尘积垢难以清洗,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剂,能吸附空气中的水份,增加导电率。但目前国内塑料门窗均未经防静电涂料等处理。
8装饰性:
  塑料门窗作为建筑外窗,只能以白色为主。因为白色或浅灰色pvc型材耐候性和光照稳定性较好,不易吸热。着色pvc型材耐热、耐候性大大降低,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,塑料门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。相对而言,铝门窗有粉末喷涂、阳极氧化、电泳涂装、木纹转印处理等多种表面处理技术,其表面颜色选择余地大,有白、绿等多种颜色及木纹、花岗岩等多种表面颜色。
9老化问题:
   铝合金型材经久耐用,不存在老化问题,而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实验表明:凡含铅盐体系的白色型材,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,但外观颜色和耐久性远不如有机锡稳定体系。有资料显示,德国的塑料门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。同类建筑门窗中钢门窗容易生锈、木门窗容易府坏,其使用年限一般都不长。
10、变形与膨胀问题:
   塑钢门窗易受热变形、遇冷变脆,尺寸及形状移稳定性较差,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才出厂,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泡塑料填充后固化的弹性体密封。但我国建筑行业施工习惯造成塑钢门窗出厂时不装玻璃,安装时采用水泥砂浆填充窗框与洞口间隙进和密封,PVC塑钢门窗框的热膨胀系数过远比钢、铝、水泥大,在昼夜冬夏温差变化达20~700C的情况下,PVC塑钢门窗框会被得不能自由伸缩而产生变形。
11、产品重量:
  由于塑料型材的拉伸强度是铝型材的1/3,弹性模量是铝材的1/36,因此,塑料型材的截面尺寸和壁厚不得不设计得比铝合金型材的大,而且还要再在其型材空腔中加增强钢衬,以满足窗的抗风压强度和装配五金附件的需要。我国以欧式窗改进的塑钢门窗,型材壁厚2~2.5mm,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。所以塑料窗型加钢衬重量已超过铝窗型 材重量4.5~7.5kg/m2. 另外钢门窗和实木门窗一般都比较笨重。

从现行的节能规范和发展绿色建筑理念来看,塑钢门窗在成本上的优势太明显,更符合当前国家的经济发展水平,断桥铝合金门窗产品则更适合高端项目应用社会长期环保的角度考虑,塑钢门窗也存在回收较困难的情况,例如塑料门窗既不能焚烧,又不宜掩埋,并且塑料窗在锯切时会放出毒烟雾,火灾时放出有毒气体'二恶英',属于不环保产品。目前,德国和丹麦等国家已规定,在公共建筑和医院不得使用塑料门窗。

综合以上所述:铝合金隔热断桥式门窗的实际应用性能要好于塑钢节能门窗。

附:铝窗型材与塑钢窗型材特性比较
检测项目

铝合金型材

PVC塑料型材

名称

单位

数量

等级

数量

等级

空气隔声性能

dB

32

3

35

3

水密性

Pa

 150-350

IV-II

 50-150

 VI-IV

抗风压

Pa

2500-3500

III-I级

1500-2500

III级

气密性

m3/m*h

1.0-2.5

0.5-1.5

保温性

W/㎡*K

3

2.2

密度

g/㎝3

2.7


1.4


抗拉强度

N/㎜2

≥160


≥50


屈服强度

N/㎜3

≥110


≥37


伸长率


 ≥8%


 ≥10%


导热系数

W/m*K

203


0。16


耐热性


维卡软化温度≥83℃

不变软


耐冷性


低温下强度提高,无低温脆性


吸水性


不吸水 0.8%(100℃,24h)


导电性


 良导体

电绝缘体

燃烧性


不燃A极

 难燃B1级

耐腐蚀性


应避免直接与某些其它金属接触时的电化学腐蚀

耐潮湿、盐雾、酸雨

采光性


(窗框窗洞面积比%)20-30

(窗框窗洞面积比%)30-40

防火性


非燃烧材料防火性能好

难燃烧材料防火性能差

耐久性


无机材料高度稳定不老化

有机高分子材料会老化

四、窗型的开启方式分析
  目前市场能见到的开启方式有平开上旋窗、平开窗、推拉窗、外旋窗、中旋窗和提拉窗等几种。其中提拉窗主要应用在北美风格常有的别墅或特殊建筑中,中旋窗的应用则更少,在此这两种开启方式不做具体分析。
  在洞口尺寸相同、通风量相同、采光量相同的前提下,平开上旋转窗、平开窗和外旋窗的窗形分隔是完全相同的,型材和玻璃的规格也是相同的,不同的只是五金件。若选用国产五金件,依次价格为是120/套、58/套、70/套。进口五金件价位较国产要高于1倍左右。
  在相同洞口尺寸、通风量和采光量的条件下,推拉窗和平开窗在窗形分上会有较大差别。平开窗可以采用最优化的大固定小开启的分方式,而推拉窗为保证能风量只能在分方式上做出牺牲。另外,推拉窗与平开窗在型材选用上也有不同,推拉窗只能选用80mm80mm以上的系列型材,而平开窗选用60mm甚至58mm的系列型材就可以满足使用要求,这就使得推拉窗在型材用量上要高于平开窗。且平开窗在气密性和保温性上都要优于推拉窗。

本篇完。





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