常用低耗能门窗的材料性能及耐盐雾性分析.pdf

116产品可靠性报告2 0 2 3 年第4 期质量技术常用低耗能门窗的材料性能和耐盐雾性分析乌丽雅斯宋石摘要：随着社会经济的快速发展，建筑行业迎来了高峰期，随之而来的能源消耗问题也日益显著，因此，为了保证我国社会可持续发展，必须要加强低耗能管理。在过去，很多建设项目能耗较大，但随着低耗能思想的兴起，建筑低耗能问题日益受到关注，门窗低耗能项目便是其中的重要环节之一，门窗低耗能项目的低耗能效果与其所用的材料有很大关系。文章试图对低耗能门窗框架材料的力学性能、基本抗盐雾等性能进行测试分析，以期开发出低耗能效果更好、经济适用性更强的低耗能门窗。关键词：低耗能门窗材料力学性能耐盐雾性门窗既要具有一定的通风性、采光性，能满足防水、隔雨的基本要求，同时还要具备一定的艺术美学性，给整体的建筑环境增添美学意境。而本文所探讨的是窗户材料，主要包括两个方面：一是对其本身的材料力学性质的测量和分析，二是对其抗雾性的测量和分析。国内学者提出以下建议：周丽娟（2 0 2 2）提出，节能门窗设计在施工中存在的问题需要对应的策略进行解决；潘玉勤（2 0 2 0）提出，门窗系统通过节能性能能够优化技术研究；王吉（2 0 1 6）提出，节能门窗框架材料需要进行力学性能及耐盐雾性分析；郭兴忠等（2 0 1 4）提出，节能门窗框架材料的力学性能及耐盐雾性需要不断摸索；蔡怡（2 0 0 2）提出，节能塑钢窗在工程中的实际运用。一、低耗能门窗材料结构及其设计技术在进行门窗安装时，首先要对低耗能门窗的构造和设计有一定认识，对门窗构造没有一定的认识，就无法对其安装方法有一定了解。低耗能门窗的常见类型：第一种是推拉式的，它的结构比较简单，是推拉式可折叠的窗户，操作比较容易，但它的低耗能性能并不好；第二种是平开窗和固定窗，分为内外开，密封性较好，要想提高平开窗和固定窗的保温、隔热等低耗能效果，就必须改进其原材料，使其向新型低耗能门窗发展。实验用框体是一种主要结构形式，其选用和组装直接关系门窗的寿命，其用量约占门窗尺寸的1/4。实验所用的门窗的材质均为市面上比较常见的材质，比如纯木、断桥铝、塑钢。二、实验1.实验门窗材料低耗能门窗所采用的材料有集成木材、断桥铝合金、塑钢等。集成木材是将原木切成条状，然后经过一系列加工，使其成为一种长度、宽度、厚度一致的条状木料；断桥铝塑钢窗则是采用聚氯乙烯树脂，加上一些稳定剂、染色剂，再在窗内贴上一层钢膜制成的。2.性能测试及其特点本文依据木材抗弯弹性模量测试方法（GBT1936.2-2009）中的有关规定，对集成松木、集成木、集成竹木三种不同材质的门窗分别做了三个不同材质的耐折性实验，其中木纹取向会对实验结果有很大的影响。所以，在实验中，我们需要把组织的取向统一地设置在一个水平面上，使其在受力方向呈竖直状态、本身呈水平状态；纹路是垂直的，所以纹路的方向和力道的大小是一样的。至于铝合金和塑钢这两类强化材料，本文未对它们进行多次实验。原因如下：（1）它们都是由合成分子生产而成的，它们之间还隔着一层钢铁；（2）这两者的抗压效果已得到消费者的广泛认可。在进行抗盐雾性能实验的三种低耗能门窗材料中，由于铝合金和塑钢都具有耐腐蚀性，因此，本文重点对木质材料进行耐腐蚀测试，结果表明，在3 0、1 0 0%相对湿度、1 5 0 小时的抗盐雾实验中，三种材料均涂有铝合金材料。三、实验结果分析1.集成木材通过分析受力方向对集成木材117产品可靠性报告2 0 2 3 年第4 期.质量技术的影响，可以得出以下结论：受力方向对集成竹木的抗弯强度的影响不是很大、弯曲模量也不是很大，也就是说，这种木材的抗压效果很强。受力方向对集成松木的抗弯性能有很大影响，集成松木的角度是倾斜的，其抗弯能力很弱，原因是其内部结构的角度是垂直的，与受力方向平行，容易被压弯。集成作木的受力方向和木材的纹路有很大关系，虽然比竹木要小一些，但是也没有松木那么大。综上所述，集成竹木作为一种新型低耗能门窗的制作材料具有很大的优越性；而其他两种材料则要注意其结构和受力方向，在安装相应材料的窗户时候，要尽可能地与结构的方向一致，才能确保其具有较好的抗压性。2.低耗能门窗框架材料的耐盐雾性分析本文对低耗能门窗框架材料的耐盐雾性进行分析。结果表明，在1 5 0 小时内，经过盐雾处理的集成松木表面发生了较大收缩，其表面的收缩幅度为3%5%，而在径向上的收缩幅度较小；未经处理的松木，在1 5 0 小时实验后，其体积比正常情况下大了将近7%，但因为涂上了清漆，并没有发霉等现象。木材经过1 5 0 小时的盐雾处理之后，经过不同处理的木材都显示出了不同结果。集成作木没有被盐雾处理，木材表面长满了霉菌，并且出现了膨胀现象，其中有些不规则膨胀，不规则区域的膨胀率达到了6%；而经过盐雾处理的木没有发生明显的霉菌污染，只是颜色有些发白，有些轻微膨胀，虽然有些不规则膨胀，但是相比未处理的集成作木要好很多。在1 5 0 小时的盐雾实验后，经过不同处理的木材都显示出了不同结果。集成竹木没有被盐雾处理的部分，表面长满了霉菌，并且木材出现了膨胀现象，其中有些不规则膨胀，该不规则区域的膨胀率达到了4%。而经过处理的竹木并没有发霉，只是看起来有些苍白，不过比起没有处理过的竹木还是要好些。使用该清漆技术可以有效地防止整合板发霉，降低整合板的吸湿性和膨胀性。集成竹材是一种新型低耗能门窗材料，其稳定性能极好，同时因为竹子的排列方式是有序的，所以即便集成竹木发生结构变化，也属于可控范围；与其他两种集成木材相比，集成竹材由于自身的含糖量较高，因此在湿度较大的环境下更容易发霉。所以在施工时要多注意喷漆工艺，尽量避免发霉，改善施工效果。集成松木和集成木是现在的纯木低耗能门窗的主流材料，如果没有经过任何处理，在潮湿环境中这两种木材也容易产生严重霉变。尽管使用清漆可以显著地提升木材的防腐能力，在原材料的存储过程中，却还是要注意仓库的干燥和通风。另外，由于松木、椎木的木料构造存在差异，因此在进行拼贴加工时，因其木纹取向和密度差异极易引起板面变形，进而影响门窗的使用性能。现阶段，在利用集成松木和集成木制作低耗能门窗型材的时候，人们都会采取涂上三道油漆的工艺，以便确保最大程度地提高门窗型材的耐久性。四、结语门窗是建筑结构中不可或缺的组成部分，其使用时间的长短是选择门窗时的重要考虑因素。与铝制低耗能门窗相比，现在的木制门窗寿命还很短，只有十年到十六年。所以，如何提高它的使用寿命，还有待于进一步研究。（1）集成竹木的弯曲能力很好，其弯曲能力可达1 3 0 MPa，并且与集成竹木的排列方向关系不大；集成松木、集成椎木的弯曲与其强度密切相关。在织造和受力相同的情况下，两种材料的弯曲强度都有最高值，约为100MPa。（2）玻璃钢窗框的钢衬厚度对窗框的弯曲强度有很大影响。当跨度为200毫米、形状为5 毫米时，塑钢框架扇型面的负荷为2.2 8、5.1 4 kN，断桥铝合金框架扇型面的负荷为9.3 7 kN、8.83kN。（3）经过7 2 小时盐雾处理后，集成松木未见明显的霉变，其木材的斜面有2%3%的伸长，而其径向伸长则无显著性；在7 2 小时的盐雾实验中，集成竹木表面仅仅出现轻微的发霉现象；通过1 5 0 小时的盐雾实验，集成椎木、集成竹材、集成松木三种木材的表面都长满了霉菌，其中集成木和集成松木不容易发生膨胀现象，并且两者的膨胀性最大为6%，集成松木的膨胀性很均匀，膨胀率在4%左右，而三种集成材料经涂布后，其膨胀性基本消失，膨胀率也随之有所减小。Q作者单位内蒙古电力勘测设计院有限责任公司参考文献1周丽娟.节能门窗设计及施工中存在的问题及对策中国高新科技,2 0 2 2(1 5):1 2 3-1 2 5.2王吉.节能门窗框架材料力学性能及耐盐雾性分析门窗,2 0 1 6(0 8):3 1-3 2.3郭兴忠,杨闯,杨辉.节能门窗框架材料力学性能及耐盐雾性.新型建筑材料,2 0 1 4,4 1(0 1):8 0-83.4蔡怡.浅谈中空节能塑钢窗的应用.呼伦贝尔学院学报,2 0 0 2(0 2):9 5-9 6.