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赵宁博士谈:新型铝木复合窗结构及配套件选用

【摘要]】  铝木复合窗是最新型的门窗产品,其结构上的突出特点是框体上铝、木、塑三种材料的复合。本文对国内外铝木复合窗的结构形式进行了归纳和分析,给出了目前主要的铝木复合窗的结构形式,并针对铝木复合窗配套件选用进行了分析和总结。
【关键字】 门窗结构  铝木复合 五金配件

一、铝木复合窗概述

  铝木复合窗是一种全新结构的门窗,和传统的门窗结构形式不同,它的门窗框体是由铝、木、塑多种材料构成,通过特殊的结构设计,使其最大限度地保留了铝合金门窗、塑料门窗以及木门窗的优点,同时又相应地克服了三种门窗的某些缺陷,从而使木铝复合门窗成为性能优越、具有良好发展前景的新型门窗形式。

 1、铝木复合窗的特点

  与其他门窗相比,木铝复合门窗具有如下的突出优点:

  (1)、框体强度高

  铝木复合窗以铝合金为框体主材,其杆件抗弯强度及角部连接强度与铝合金窗相当,适合制作各种尺寸的门窗,因而可以为各种风格的建筑配套。

  (2)、保温性能优良

  铝木复合窗由于采用了塑料和木材双重断热结构,因而具有良好的保温隔热性能,其断热指标和塑料窗相当,可适合除高寒地区以外的任何区域使用。

  (3)、表面颜色多样、耐候性能优异

  铝木复合窗外表面为铝合金结构,可以进行氧化着色、电泳涂装、静电粉末喷涂、氟碳喷涂等多种形式的表面处理,与铝合金窗一样,具有丰富可选的外观颜色和极强的耐候性能。

  (4)、极具亲和力的室内使用效果

  铝木复合窗室内表面为全木结构,室内感觉同纯木窗具有相同的效果,自然、温馨,可以和各种高档装修相匹配。

  (5)、制作复杂、成本偏高

  铝木复合窗相对于铝合金窗和塑料窗而言,其制作工艺相对复杂,成本也偏高,因而还不能适应普通住宅对成本的要求,只能在高等级住宅使用,这也是铝木复合窗发展受到限制的原因。

  2、铝木复合窗在国内外的发展现状

  铝木复合窗20世纪70年代末期诞生于意大利,目前已经成 为欧洲十分流行的一种主流门窗形式,在欧洲较有规模的专门从事铝木复合窗设计开发及材料供应的系统公司就有近40家,而从事铝木复合窗生产的制造企业有将 近300家。在意大利铝木复合窗产品的市场覆盖率占门窗总量的18%左右,并且比率还在不断的提高。除意大利外,德国、法国等国家也在上世纪90年代末开 始了铝木复合窗系统开发和产品的生产,并逐渐开始普及。
我国第一樘铝木复合窗出现在2001年,到现在仅有短短5年的历史,但是发展速度非常快, 目前开发了该产品的门窗企业有20余家,投入规模化生产的企业也已达到10余家,其产量已经占到高档门窗(纯木窗、铝包木窗、木铝复合窗)的40%以上, 其市场需求量也十分巨大,具有着十分广阔的发展前景。

  下面我们就国内外铝木复合窗发展状况做以对比:

对比项目

欧洲(意大利)

中国

产品相关标准

统一、完备

企业内部标准

设计开发工作

有专业的设计和开发公司

门窗厂自行开发设计

型材、附件供应

专业的系统公司供应

门窗厂自己委托生产配套

五金配套

通用五金+专用五金

通用五金

生产设备

专业设备、专用工装

借用其他门窗设备生产

工艺控制

严格、明确

企业自主探索

  

二、铝木复合窗的结构

  铝木复合窗区别于其他门窗的最大特点是其外铝内木的材料构成和两种材料的连接形式。目前国内外铝木复合门窗的主流结构有三种,即卡扣式、塑桥式、胶条压合式。下面对上述三种铝木复合窗结构形式分别做以介绍。

  1、卡扣式铝木复合窗

  卡扣式是目前被最广泛采用的铝木复合窗结构,其木铝结合方式是通过尼龙卡扣来完成,具体结构参见图1。

  卡扣式铝木复合窗结构具有如下优点:

  ——铝合金主框为独立构件,承担着门窗的结构强度,整体结构强度较高。
  ——铝框和木框分别制作,最后进行复合连接,便于角部密封质量的控制及铝木表面的质量控制。
  ——卡扣连接操作简单、直接可靠、可以吸收更大的木铝错动位移。
  ——方便木质部件的拆卸及更换,易于维修。

  该结构也存在下列缺点:

  ——卡扣连接操作只能靠手工完成,生产效率偏低。
  ——铝木之间没有完全隔断,如铝材不采用断热结构,则铝木之间的间隙易于产生结露现象,对木材保护不利。

  2、塑桥式铝木复合窗

  塑桥式铝木复合窗是通过一个塑料桥式部件,将铝合金及木材连接在一起,目前国内外有相当多的厂家生产这种结构的铝木复合窗,可以说是除卡扣式以外被最多采用的铝木复合窗的结构形式,其典型结构见图2。


  塑桥式铝木复合窗优点如下:

  ——铝合金主框与木材通过塑桥连接为一体,作为一个型材同时加工,具有较高的生产效率。
  ——通过塑桥将木铝之间完全隔断,保温性能良好。

  塑桥式铝木复合窗缺点如下:

  ——铝木复合需要专用设备,塑桥需要专用塑料模具,投资偏大。
  ——铝、木材料合成加工,不利于各自表面的质量控制。
  ——框角部位结合密封性能难于保证,水密性提高困难。
  ——内木框角部连接困难,容易开裂。
  ——木材因需加工卡槽而大大降低强度,表面易凹陷。
  ——木铝连接可靠性相对较低。

  3、胶条压合式铝木复合窗

  胶条压合式铝木复合窗是通过卡接胶条将铝木两种材料连接在一起,只有很少数国外厂家采用这种结构形式,其典型结构见图3。

  胶条压合式铝木复合窗优点如下:

  ——铝合金主框与木材通过塑桥连接为一体,作为一个型材同时加工,具有较高的生产效率。
  ——通过胶条将木铝之间完全隔断,保温性能良好。
  ——门窗主框体为整体铝合金结构,门窗强度较好。

  胶条式铝木复合窗缺点如下:

  ——铝木复合需要专用设备,投资稍大。
  ——铝、木材合成加工,不利于各自表面的质量控制。
  ——内木框角部连接困难,容易开裂。
  ——木材因需加工卡头而大大降低强度,表面易凹陷。
  ——木铝连接可靠性相对较低。

三、铝木复合窗五金配套件的选用

  从以上铝木复合窗典型结构上可以看出,其五金槽口有两种主要形式,一种槽口形式类似木窗和塑料窗,另一种槽口形式类似于铝合金窗。其五金配套也分为两种,即类木窗五金结构和类铝合金五金结构。

  1、类木窗五金结构

  这种结构的铝木复合窗多使用欧标U槽五金安装槽口,以使用12/20-13系列欧标五金居多。五金固定采用螺钉连接。

  这种槽口结构的门窗一般按如下方式配置五金:

  执手及传动五金部分的五金配置和木窗及塑料窗完全一致,使用7~8mm偏心距传动器的居多,门的传动器多采用25~35mm偏心距的传动器;合页部分安装木窗用13mm框面距离合页。上下支承部多采用塑料窗用重载轴承。

  由于铝木复合窗内表面装镶木材的缘故,一般执手方轴要特殊定制,普通木窗或塑料窗执手的方轴长度都不能满足要求。同时上下支承的定位轴销也要比木窗或塑料窗的要长,使其能够插入铝合金表面。

  如果采用快卡式上下支承是则更为理想,因为快卡式支承不但安装简便,还因为它能将开扇的重量直接卸载到边框的型材上,使合页支承安装螺钉不受太大的力量,从而提高五金的承载能力。

  2、类铝合金窗五金结构

  铝木复合窗最合理五金配置应该是使用快卡式C槽铝合金五金,然而由于结构上与铝合金门窗的差异造成标准快卡式C槽铝合金五金根本无法在铝木复合窗上使用。这种结构上的区别有如下两点:

  ——由于铝木复合窗内表面都要镶嵌木材,造成C槽的边部与门窗内表面的距离远远大于标准铝合金门窗。所以通用铝合金五金配件的上下支承根本无办法安装。
  ——铝合金的执手和传动器多采用拨叉连接,由于木材加工的特殊性,长条槽口加工困难,即使长口加工问题解决,因现有的执手拨叉都比较短,也不大适合铝木复合门窗使用。
  目前国外有全面使用快卡式C槽铝合金五金的铝木复合门窗,其五金都是专门为该门窗系统开发的特型五金,比如图3所示的门窗就采用了专业开发的五金系统。

  3、铝木复合窗对五金开发商、生产商的期待

   铝木复合窗虽然诞生至今已有近30年的历史,但真正发展还是近十年的事情,由于规模和市场占有率的限制,还没有哪个较大的五金供应商专门为这种门窗开发 完全适合它的五金系统。然而随着铝木复合窗的发展,这种需求将越来越急迫和明确,这也期待着铝木复合窗专用五金,或者专用部件的诞生。

  其实铝木复合窗对五金配套件的要求很简单,就集中在以下两个方面上:

  (1)、上下支承能适合距离门窗内表面偏远(10mm以上)的C槽的安装要求。
  (2)、方轴执手形式与C槽五金合一的驱动部件。

四、其他的铝木复合门窗形式

  以上所介绍的主要是出现的最早目前也最为普及的内开形式的铝木复合窗产品。除了上述产品之外,外开铝木复合窗、推拉式铝木复合门窗、美式手摇外开铝木复合窗产品也不断得到开发和应用,尤其是外开和美式手摇外开铝木复合窗产品的市场潜力将会非常巨大。

五、结束语

  铝木复合窗是集多种材料优势于一身的新型门窗产品,有着巨大的市场潜力和广阔的发展前景,期待着更多的企业关注它,完善其结构、完善其工艺、完善其配套、完善其标准,使之真正成为高档、主流门窗的一员新军。


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