鋁型材的熱工設計

　　型材是幕墻的主要受力構件。目前,幕墻絕大部分采用鋁型材和彩板型材。本文以鋁型材為例進行熱工分析和計算。

　　１、鋁型材的熱絕緣系數計算
　　根據《民用建筑熱工設計規范》（以下簡稱《熱工規范》）規定,鋁型材的熱絕緣系數Ｒ為:Ｒ＝δ／λ式中:Ｒ-材料層的熱絕緣系數（ｍ２·Ｋ／Ｗ）;δ-材料層的厚度（ｍ）;λ-材料的導熱系數〔取２０３Ｗ／（ｍ·Ｋ）〕。設一根矩形實心鋁型材,厚度為１００ｍｍ,其熱絕緣系數Ｒ為:Ｒ＝０．０００５ｍ２·Ｋ／Ｗ上述計算結果沒有考慮實際工程中所采用的是空心鋁型材。而厚度為１００ｍｍ厚的矩形空心鋁型材,兩邊的壁厚一般分別為１２ｍｍ,空心鋁型材實際可導熱的厚度僅為兩邊的壁厚部分（共２４ｍｍ）。實心鋁型材與空心鋁型材的熱絕緣系數比例為１００∶２４,空心鋁型材的熱絕緣系數Ｒ為:Ｒ＝０．００２ｍ２·Ｋ／Ｗ
　　２、鋁型材的傳熱熱絕緣系數計算
　　根據《熱工規范》,鋁型材的傳熱熱絕緣系數Ｒ０為:Ｒ０＝Ｒｉ+Ｒ+Ｒｅ式中:Ｒｉ-鋁型材內表面換熱熱絕緣系數（取０．１１ｍ２·Ｋ／Ｗ）（下同）;Ｒｅ-鋁型材外表面換熱熱絕緣系數（取０．０４ｍ２·Ｋ／Ｗ）（下同）;Ｒ-鋁型材熱絕緣系數（取０．００２ｍ２·Ｋ／Ｗ）。Ｒ０＝０．１１+０．０４+０．００２＝０．１５２ｍ２·Ｋ／Ｗ
　　３、鋁型材的傳熱系數計算
　　根據《熱工規范》,鋁型材的傳熱系數Ｋ０為:

　　Ｋ０＝１／Ｒ０
　　式中:Ｒ０-鋁型材的傳熱熱絕緣系數,取０．１５２ｍ２·Ｋ／Ｗ。

　　Ｋ０＝１／０．１５２＝６．５８Ｗ／（ｍ２·Ｋ）
　　上式得出的計算結果是無斷熱鋁型材的基本傳熱系數,這與《熱工規范》表４．４．１中單層窗戶的傳熱系數６．４Ｗ／（ｍ２·Ｋ）基本相同。

　　４、斷熱鋁型材的基本設計要求
　　斷熱鋁型材亦稱隔熱鋁型材或絕熱鋁型材,由鋁與塑料（或其它隔熱材料）復合而成,其中間塑料隔熱層主要生產工藝有嵌入式、擠壓式和填充式等。Ａ、斷熱鋁型材的傳熱過程十分復雜,傳熱系數很難計算,一般只有通過檢測獲得數據。參照ＤＩＮ４１０８《高層建筑的隔熱》（１９８１．８）（下稱“ＤＩＮ４１０８規程”）規定,斷熱鋁型材的基本傳熱系數Ｋ０不大于３．５Ｗ／（ｍ２·Ｋ）。Ｂ、斷熱鋁型材的中間塑料層的最小厚度,按ＤＩＮ４１０８規程規定,最小應為７ｍｍ。Ｃ、斷熱鋁型材的中間塑料層的設計,必須滿足型材的整體強度和剛度的要求。

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