铝合金门窗

　　书中将铝合金门窗作为一个系统，内容涉及到铝合金门窗系统的各个方面。书中内容有两条主线：一是以铝合金门窗的基础知识和系统组成为主线，阐述了铝合金门窗系统各组成部分的设计技术和理念，包括铝合金门窗物理性能设计、型材生产工艺及结构设计、玻璃、五金件以及密封材料的设计与选用等；二是以铝合金门窗设计、制作、施工为主线，内容涉及到铝合金门窗设计、制造、生产组织、施工安装、质量控制等。全书对各部分内容均作详尽阐述，其中既包含了铝合金门窗行业生产一线需要的*实用、*基本的内容，又涵盖了铝合金门窗发展的****与工艺。 

　　本书共12章，系统讲述了铝合金门窗系统的各个方面。书中内容有两条主线：一是以铝合金门窗的基础知识和系统组成为主线，阐述铝合金门窗系统各组成部分的设计技术和理念，包括铝合金门窗物理性能设计、型材生产工艺及结构设计、玻璃、五金件以及密封材料的设计与选用等；二是以铝合金门窗设计、制作、施工为主线，内容涉及铝合金门窗设计、制造、生产组织、施工安装、质量控制等。
　　本书可以作为建筑相关专业学生的教学用书，也可作为铝合金门窗行业技术人员、管理人员的参考书。

1铝合金门窗概述
1.1铝合金门窗的发展
1.2铝合金门窗的发展方向
1.2.1创新与重大成果
1.2.2新技术、新型材料的应用
1.2.3铝合金门窗发展展望
1.3铝合金门窗的种类
1.3.1铝合金门窗的共用术语
1.3.2铝合金门
1.3.3铝合金窗
1.3.4天窗
1.3.5门窗框扇杆件
1.3.6相关附件
1.4铝合金门窗的材料及要求
1.4.1铝合金门窗的主要材料
1.4.2铝合金门窗常用材料的基本要求
1.5铝合金门窗的特点
2铝合金门窗构造
2.1铝合金门窗的分类和标记
2.1.1分类和代号
2.1.2命名和标记
2.2铝合金门窗节点构造
2.2.1普通型铝合金门窗
2.2.2保温型铝合金门窗
3铝合金门窗物理性能
3.1抗风压性能
3.1.1抗风压性能分级及要求
3.1.2风荷载
3.2水密性能
3.2.1水密性能分级及要求
3.2.2水密性能设计
3.3气密性能
3.3.1气密性能分级及要求
3.3.2气密性能设计
3.4保温性能
3.4.1保温性能分级及要求
3.4.2保温性能设计
3.5遮阳性能
3.5.1遮阳性能分级及要求
3.5.2遮阳性能设计
3.6空气声隔声性能
3.6.1空气声隔声性能分级及要求
3.6.2空气声隔声性能设计
3.7采光性能
3.7.1采光性能分级及要求
3.7.2采光性能设计
3.8安全设计
3.8.1安全规定
3.8.2玻璃防热炸裂
3.9防雷设计
4铝合金门窗型材
4.1合金型材的原材料
4.1.1变形铝及铝合金牌号表示方法
4.1.2变形铝及铝合金状态代号
4.1.3隔热条
4.2铝合金型材生产工艺
4.2.1铝合金热挤压型材生产工艺
4.2.2穿条式隔热型材生产工艺
4.2.3浇注式隔热型材生产工艺
4.3铝合金型材的表面处理工艺
4.3.1铝合金型材阳极氧化处理工艺
4.3.2铝合金型材阳极氧化电泳涂漆处理
工艺
4.3.3铝合金型材喷涂处理工艺
4.4铝合金型材的检验
4.4.1铝合金铸锭检验项目及检验方法
4.4.2基材检验项目及检验方法
4.4.3表面处理膜检验项目及检验方法
4.4.4隔热型材检验项目及检验方法
4.5铝合金建筑型材的要求
4.5.1基材
4.5.2阳极氧化型材
4.5.3电泳涂漆型材
4.5.4粉末喷涂型材
4.5.5氟碳漆喷涂型材
4.5.6隔热型材
5铝合金门窗配件
5.1五金件
5.1.1五金件的通用要求
5.1.2典型五金件
5.1.3典型门窗用五金系统
5.1.4五金件与型材槽口
5.1.5五金件选用注意事项
5.1.6铝合金门窗五金件设计选用规定
5.2密封材料
5.2.1密封胶条
5.2.2密封毛条
5.2.3密封胶
6玻璃
6.1平板玻璃
6.2安全玻璃
6.2.1钢化玻璃
6.2.2均质钢化玻璃
6.2.3夹层玻璃
6.2.4防火玻璃
6.3镀膜玻璃
6.3.1阳光控制镀膜玻璃
6.3.2低辐射镀膜玻璃
6.3.3镀膜玻璃的生产
6.4中空玻璃
6.4.1中空玻璃概述
6.4.2中空玻璃的生产
6.4.3中空玻璃失效原因及使用寿命
6.4.4中空玻璃的光学现象和目视质量
6.4.5中空玻璃暖边技术
6.4.6中空玻璃惰性气体充气技术
6.5真空玻璃
7铝合金门窗设计
7.1窗型与外观设计
7.1.1窗型设计和选用
7.1.2外观设计
7.2结构设计
7.2.1概述
7.2.2材料力学性能
7.2.3玻璃设计计算
7.2.4杆件设计计算
7.2.5连接设计
7.2.6隐框窗硅酮结构密封胶设计
7.3热工性能计算
7.3.1门窗系统中的热能传递
7.3.2基本术语和计算边界条件
7.3.3热工性能计算步骤
7.3.4整樘窗几何描述
7.3.5窗玻璃的光学热工性能计算
7.3.6窗框传热计算
7.3.7整樘窗热工性能计算
7.3.8常用材料的热工参数
7.4门窗工程设计文件
7.4.1设计说明书
7.4.2设计计算书
7.4.3门窗大样图
7.4.4门窗节点图
7.5系统门窗设计
8铝合金门窗生产制造
8.1工作准备
8.1.1建筑物洞口的测量
8.1.2门窗型材、配件的选择
8.1.3技术准备
8.2铝合金门窗构件加工
8.2.1下料
8.2.2孔、槽加工
8.2.3构件加工精度要求
8.3平开铝合金门窗组角
8.3.1角码
8.3.2机械铆压组角
8.3.3销钉、螺钉连接组角
8.3.4胶粘组角
8.3.5涂胶工序
8.3.6组角精度
8.4框扇组装
8.4.1平开铝合金窗框、扇组装
8.4.2推拉铝合金门窗框、扇组装
8.5辅助型材的组装
8.6窗框扇的密封
8.7玻璃安装
8.7.1玻璃装配尺寸要求
8.7.2玻璃垫块
8.7.3玻璃密封
8.7.4玻璃抗侧移的安装要求
8.8产品质量检验
8.8.1检验依据
8.8.2组批与抽样
8.8.3铝合金型材检验
8.8.4铝合金窗配件检验
8.8.5工序检验
8.8.6成品检验
9铝合金门窗生产组织及管理
9.1生产规模配置
9.1.1铝合金门窗生产企业设备与设施配置
9.1.2铝合金门窗生产企业的人员配置
9.1.3铝合金门窗企业的部门设置及职责
9.2生产计划制定
9.2.1原材料采购计划
9.2.2生产进度计划
9.3生产现场组织管理
9.4成本控制
9.4.1成本构成
9.4.2成本控制
10铝合金门窗的安装施工
10.1安装前的准备
10.1.1确定安装位置
10.1.2材料准备
10.1.3机具准备
10.1.4作业条件要求
10.2铝合金门窗框安装
10.2.1立框
10.2.2连接锚固
10.2.3门窗框与洞口墙体缝隙处理
10.3铝合金门窗开启扇安装
10.3.1推拉门窗扇的安装
10.3.2平开门窗开启窗扇安装
10.3.3内平开下悬窗开启窗扇安装
10.3.4地弹簧门扇安装
10.4铝合金门窗施工安全与产品保护
10.4.1铝合金门窗的运输与保管
10.4.2施工安全技术措施
10.4.3安装施工时的产品保护
10.4.4铝合金门窗的清理
10.5铝合金门窗工程验收
10.5.1主控项目
10.5.2一般项目
10.6铝合金门窗的维护与保养
10.6.1日常维护和保养
10.6.2回访及维护
10.7铝合金门窗常见质量问题与防治
10.7.1铝合金门窗材质不合格
10.7.2铝合金门窗框不正
10.7.3锚固做法不符合要求
10.7.4铝合金门窗框与洞口间未做弹性
连接
10.7.5铝合金窗扇推拉不灵活
10.7.6推拉铝合金窗脱轨、坠落
10.7.7铝合金门窗渗水
10.7.8铝合金门窗玻璃裂纹
10.7.9胶条龟裂、脱落
11铝木复合门窗简介
11.1铝木复合门窗的分类和标记
11.1.1分类
11.1.2标记
11.2铝木复合门窗的要求
11.2.1一般要求
11.2.2质量要求
11.3铝木复合门窗节点构造
11.3.1a型铝木复合门窗
11.3.2b型铝木复合门窗
11.4铝木复合门窗组装
12THERM和WINDOW软件简介
12.1THERM软件
12.1.1THERM软件特点
12.1.2THERM计算步骤
12.2WINDOW软件
12.2.1WINDOW软件特点
12.2.2WINDOW计算步骤
12.3计算实例
12.3.1实例描述
12.3.2绘制截面图
12.3.3THERM图形的编辑
12.3.4WINDOW中绘制玻璃系统
12.3.5定义材料属性
12.3.6定义边界条件
12.3.7查看计算结果
12.3.8WINDOW中计算整窗传热系数
参考文献

　　4.1 铝合金型材的原材料
　　铝合金型材的生产是一个比较复杂的过程，在各生产工序中将会使用大量的生产原材料。在熔铸生产工序中，其主要原材料有铝锭、镁锭、铝硅中间合金、铁剂和精炼剂等；挤压成形生产工序的主要原材料是熔铸工序生产出来的铝合金铸锭；对铝合金门窗型材进行表面处理，生成具有防护性和装饰性表面处理膜的主要原材料有工业硫酸、封孔剂、电泳漆、粉末涂料、氟碳漆涂料等；而生产隔热型材的主要原材料还有隔热材料。
　　在所有这些原材料中，铝合金材料是组成铝合金型材的主体材料。铝合金材料是以铝为主体金属元素，并加入一定量的其他合金元素（如硅、镁等）而组成的。铝合金品种繁多，目前国际上有据可查的变形铝合金牌号已接近400个。
　　4.1.1 变形铝及铝合金牌号表示方法
　　国家标准《变形铝及铝合金牌号表示方法》（GB/T16474－2011）规定了变形铝及铝合金的牌号表示方法。这个标准是根据变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织推荐的国际四位数字体系牌号命名方法制定的，是国际上比较通用的铝合金牌号命名方法。铝及铝合金的组别及牌号系列见表4-1。
　　表4-1 铝及铝合金的组别及牌号系列
　　组 别 牌号系列
　　纯铝（铝含量不小于99.00％） 1×××
　　以铜为主要合金元素的铝合金 2×××
　　以锰为主要合金元素的铝合金 3×××
　　以硅为主要合金元素的铝合金 4×××
　　以镁为主要合金元素的铝合金 5×××
　　以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金 6×××
　　以锌为主要合金元素的铝合金 7×××
　　以其他合金元素为主要合金元素的铝合金 8×××
　　备用合金组 9×××
　　在1×××系列中，牌号最后两位数字表示最低铝含量，与最低铝含量中小数点右边的两位数字相同，第二位数字表示对杂质范围的修改，若是零，则表示该工业纯铝的杂质范围为生产中的正常范围；如果为1～９中的自然数，则表示生产中对某一种或几种杂质或合金元素加以专门控制。
　　在2×××～8×××系列中，牌号最后两位数字无特殊意义，仅表示同一系列中不同合金，第二位数字表示对合金的修改，若是零，则表示原始合金，如果为1～９中的任一整数，则表示对合金的修改次数。
　　4.1.2 变形铝及铝合金状态代号
　　国家标准《变形铝及铝合金状态代号》（GB/T16475－2008）规定了变形铝及铝合金的状态代号。状态代号分为基础状态代号和细分状态代号。
　　基础状态代号用一个英文大写字母表示，分为五种，分别用F、O、H、W、T表示。见表4-2。
　　表4-2 基础状态代号、名称及说明
　　代号 名称 说明
　　F 自由加工状态 该状态产品的力学性能不作规定，适用于在成型过程中，对加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品。
　　O 退火状态 适用于经完全退火后获得最低强度的加工产品。
　　H 加工硬化状态 适用于加工硬化提高强度的产品。
　　W 固溶热处理状态 适用于经固溶热处理后，在室温下自然时效的一种不稳定状态。该状态不作为产品交货状态，仅表示产品处于自然时效阶段。
　　T 热处理状态 不同于F、O或H状态的热处理状态。适用于固溶热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产品。
　　细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示或英文大写字母来表示，这些阿拉伯数字或英文大写字母表示影响产品特性的基本处理或特殊处理。
　　铝合金门窗型材多选用6×××系列T状态合金加工而成，在此仅介绍T状态的细分状态代号。
　　T后面的数字1～10表示基本处理状态，T1～T10状态如表4-3所示。
　　表4-3 T1～T10状态代号释义
　　状态代号 状态代号释义
　　T1 高温成型+自然时效
　　适用于高温成型后冷却、自然时效，不再进行冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直）的产品。
　　T2 高温成型+冷加工+自然时效
　　适用于高温成型后冷却，进行冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直）以提高强度，然后进行自然时效的产品。
　　T3 固溶热处理+冷加工+自然时效
　　适用于固溶热处理后，进行冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直）以提高强度，然后进行自然时效的产品。
　　T4 固溶热处理+自然时效
　　适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直），然后进行自然时效的产品。
　　T5 高温成型+人工时效
　　适用于高温成型后冷却，不经冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直），然后进行人工时效的产品。
　　T6 固溶热处理+人工时效
　　适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直），然后进行人工时效的产品。
　　T7 固溶热处理+过时效
　　适用于固溶热处理后，进行过时效至稳定化状态。为获取力学性能外的其它某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过最高峰点的产品。
　　T8 固溶热处理+冷加工+人工时效
　　适用于固溶热处理后，经冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直）以提高强度，然后进行人工时效的产品。
　　T9 固溶热处理+人工时效+冷加工
　　适用于固溶热处理后，人工时效，然后进行经冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直）以提高强度。
　　T10 高温成型+冷加工+人工时效
　　适用于高温成型后冷却，经冷加工（或影响力学性能极限的矫平、矫直）以提高强度，然后进行人工时效的产品。
　　注：某些6×××系或7×××系的合金，无论是炉内固溶热处理，还是高温成型后急冷以保留可溶性组分在固体中，均能达到相同的固溶热处理效果，这些合金的T3、T4、T6、T7、T8和T9状态可采用上述两种处理方法的任一种，但应保证产品的力学性能和其它性能（如抗腐蚀性能）。
　　铝合金门窗型材基本上都是采用6×××系合金加工而成的，6×××系合金是Al-Mg-Si系合金，该系合金以镁和硅为主要合金元素，并以Mg2Si相为强化相的铝合金。6063合金综合性能好，耐腐蚀性佳，且容易进行阳极氧化处理，是最常用于加工成铝合金门窗型材的合金。另外，有时也会选用6060、6061、6063A和6463等合金加工而成建筑铝合金型材，其中6061合金一般用于强度大于6063合金的结构件，而6463合金一般用于表面需要进行光亮阳极氧化处理的型材。表4-4为一般铝合金门窗型材所使用的合金化学成分表。
　　表4-4 铝合金门窗型材常用铝合金的化学成分表
　　牌号 化学成分，%
　　Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 其他杂质 Al
　　单个 合计 
　　6060 0.30~0.60 0.10~0.30 0.10 0.10 0.35~0.6 0.05 0.15 0.10 0.05 0.15 余量
　　6061 0.40~0.80 0.70 0.15~
　　0.40 0.15 0.8~1.2 0.04~ 0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 余量
　　6063 0.20~0.60 0.35 0.10 0.10 0.45~0.90 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 余量
　　6063A 0.30~0.60 0.15~0.35 0.10 0.15 0.6~0.90 0.05 0.15 0.10 0.05 0.15 余量
　　6463 0.20~0.60 0.15 0.20 0.05 0.45~0.90 ????— 0.05 — 0.05 0.15 余量
　　6463A 0.20~0.60 0.15 0.25 0.05 0.30~0.90 — 0.05 — 0.05 0.15 余量
　　注：表中，含量有上下限者为合金元素；含量为单个数值者为杂质元素，其数值表示杂质元素的最高限。
　　4.1.3 隔热条
　　对于隔热型材来说，组成型材的材料除了铝合金型材，还有具有隔热性能的隔热材料。所谓隔热材料是指用以连接两部分铝合金型材的低热导率的非金属材料，它将制作成门窗内、外两部分的铝合金型材连接在一起，组成一根完整的门窗型材，在型材中起减少热传导作用和结构连接作用。为了达到隔热效果，要求隔热材料必须是热导率小的材料。《建筑用硬质塑料隔热条》JG/T 174-2005中规定，在标准状态下测试，隔热材料的热导率为（0.2~0.35）W/m2?K。另外，由于隔热材料在铝合金型材中起结构连接作用，因此，要求隔热材料必须具有一定的强度，并且耐老化性要好，在加工成隔热型材后，产品的高温、低温和室温性能必须达到标准的要求，详见《铝合金建筑型材 第6部分 隔热型材》GB 5237.6-2012的规定。典型隔热条的截面形状如图4-1所示。
　　a) 实心型 b) 空腔型
　　图4-1 典型隔热条的截面形状
　　目前，能满足建筑结构要求，在建筑行业中使用的隔热材料主要有：采用穿条工艺加工的复合铝型材，其隔热材料常使用PA66GF25(聚酰胺66+25%玻璃纤维)材料；采用浇注工艺加工的复合铝材其隔热材料使用硬质聚氨基甲酸乙酯材料。
　　4.2 铝合金型材生产工艺
　　常见的铝合金门窗型材有两类，一类是普通的铝合金热挤压型材（图4-2）；另一类是隔热铝合金型材（如图4-3、图4-4）。而隔热铝合金型材根据复合方式不同，又可分为穿条式隔热型材和浇注式隔热型材。
　　穿条式隔热型材是指通过开齿、穿条、滚压工序，将条形隔热材料穿入铝合金型材穿条槽内，并使之被铝合金型材牢固咬合的复合方式加工而成的具有隔热功能的复合型材，图4-3为穿条式隔热铝合金型材截面图。
　　浇注式隔热型材是指将双组份液态隔热胶浇注入铝合金型材的隔热槽中，待固化成形后切除隔热槽临时性金属桥，形成有隔热功能的复合型材，图4-4为浇注式隔热铝合金型材截面图。
　　不同类型的型材其生产工艺是不同的，本节将对铝合金热挤压型材、穿条式隔热铝合金型材和浇注式隔热铝合金型材的生产工艺分别进行阐述。