อะลูมิเนียมในสถาปัตยกรรมสมัยใหม่และการปฏิบัติงานด้านการก่อสร้าง

อะลูมิเนียมถูกระบุในการก่อสร้างด้วยเหตุผลสามประการ: อัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-น้ำหนักประมาณสามเท่าของเหล็ก ชั้นออกไซด์ที่ซ่อมแซมตัวเองได้-ซึ่งให้ความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติ และความสามารถในการรวมโปรไฟล์โครงสร้างเข้ากับการเคลือบพื้นผิวที่ทนทานได้หลากหลายมาก ความสำเร็จของโครงการขึ้นอยู่กับการจับคู่อัลลอยด์ การปรับอุณหภูมิ ผิวเคลือบ และประสิทธิภาพของไฟให้สอดคล้องกับรหัสอาคาร

บทบาทเชิงโครงสร้างและไม่ใช่เชิงโครงสร้าง-

อะลูมิเนียมให้บริการทั้ง-แบริ่งรับน้ำหนักและฟังก์ชันรอง หน้าที่ด้านโครงสร้าง ได้แก่ คานและวงกบผนังม่าน กรอบหน้าต่างและประตู ส่วนรองรับกระจกโครงสร้าง ส่วนประกอบหลังคาและกันสาด และราวบันได หน้าที่ที่ไม่ใช่-ด้านโครงสร้าง ได้แก่ งานหุ้มและแผงคาสเซ็ท งานบังแดด แผงด้านหน้าแบบรังผึ้ง ระบบฝ้าเพดาน และตะแกรงระบายอากาศ ในประเทศจีน ระบบหน้าต่างและประตูมักระบุไว้ภายใต้ GB/T 8478 และโปรไฟล์การอัดขึ้นรูปทางสถาปัตยกรรมภายใต้ซีรีส์ GB/T 5237 เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก โมดูลัสยืดหยุ่นของอะลูมิเนียมจะอยู่ที่ประมาณ 70 GPa เทียบกับประมาณ 200 ถึง 210 GPa ดังนั้นการโก่งตัวมากกว่าความแข็งแรงมักจะควบคุมขนาดของชิ้นส่วน

การเลือกโลหะผสมและอุณหภูมิตามการใช้งาน

โปรไฟล์อัดขึ้นรูปได้รับคำสั่งตามมาตรฐาน EN 755-2 หรือ ASTM B221 ภายใต้ ASTM B221 โลหะผสม 6063 ในอุณหภูมิ T6 มีความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 205 MPa และความแข็งแรงของผลผลิตขั้นต่ำ 170 MPa เงื่อนไข T5 ให้ค่าต่ำสุด 150 MPa และ 110 MPa องค์ประกอบทางเคมีกำหนดโดย EN 573-3 ในยุโรป และใบรับรองการวิเคราะห์ถือเป็นหลักฐานปกติของการปฏิบัติตามข้อกำหนด

ระบบการตกแต่ง: อโนไดซ์และการเคลือบ

การออกซิเดชั่นขั้วบวกเป็นการเคลือบโลหะที่ทนทานที่สุด ISO 7599 กำหนดการเคลือบตามความหนาที่กำหนด เช่น AA15 สำหรับ 15 ไมครอน และ AA20 สำหรับ 20 ไมครอน และแนวทางปฏิบัติทางสถาปัตยกรรมในอเมริกาเหนืออ้างอิงถึง AAMA 611 โดยที่ Class I กำหนดให้มีการเคลือบขั้วบวกอย่างน้อย 18 ไมครอน และ Class II อย่างน้อย 10 ไมครอน พื้นผิวแบบออร์แกนิก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะใช้ฟลูออโรโพลีเมอร์หรือโพลีเอสเตอร์-แบบขด จะถูกใช้โดยที่ต้องใช้สีเฉพาะบนส่วนหน้าอาคารขนาดใหญ่ ความหนาของฟิล์ม ความคงตัวของสี และความเงางามเป็นรายการข้อกำหนดหลัก ผิวสำเร็จทั้งสองตระกูลได้รับการตรวจสอบโดยการทดสอบแบบเร่ง สเปรย์เกลือที่เป็นกลางโดยทั่วไปตามมาตรฐาน ISO 9227 และการทดสอบการยึดเกาะหลังจากการขึ้นรูป ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของอะลูมิเนียมอยู่ที่ประมาณ 23.1 x 10-6 ต่อ K ประมาณสองเท่าของเหล็ก ดังนั้นรายละเอียดแผงและข้อต่อจะต้องรองรับการเคลื่อนไหวที่มากขึ้น

ข้อกำหนดด้านไฟ ความร้อน และเสียง

อะลูมิเนียมไม่ติดไฟ- แต่จะละลายที่ประมาณ 660 C และเริ่มสูญเสียความแข็งแรงที่ต่ำกว่านั้น ดังนั้นอะลูมิเนียมที่ไม่ได้รับการป้องกันจึงไม่ได้รับการยอมรับให้เป็น-องค์ประกอบแบริ่งต้านทานโหลด- ในกรณีที่แผงเป็นส่วนหนึ่งของผนังหรือฝ้าเพดาน ประสิทธิภาพการเผาไหม้ของพื้นผิวจะได้รับการประเมินตามมาตรฐาน ASTM E84 โดยคลาส A ต้องใช้ดัชนีการแพร่กระจายของเปลวไฟที่ 25 หรือน้อยกว่า และดัชนีการพัฒนาควันที่ 450 หรือน้อยกว่า ประสิทธิภาพการระบายความร้อนถูกครอบงำโดยการเชื่อมความร้อน: เฟรมอะลูมิเนียมต่อเนื่องนำความร้อนรอบๆ ฉนวน ดังนั้นโปรไฟล์การกันความร้อนที่มีส่วนแทรกโพลีเอไมด์หรือโพลียูรีเทนจึงเป็นมาตรฐานในโครงการ-ที่คำนึงถึงพลังงาน ประสิทธิภาพเสียงของส่วนหน้าอาคารและฉากกั้นถูกกำหนดให้เป็น Rw ภายใต้ ISO 717-1 โดยมีการตรวจวัดในห้องปฏิบัติการตามมาตรฐาน ISO 10140 series และการรั่วไหลของอากาศของระบบประกอบได้รับการตรวจสอบโดย ASTM E283 กรณีโหลดเชิงโครงสร้างถูกกำหนดโดยรหัสประจำชาติ เช่น GB 50009 ในประเทศจีน

คำถามที่พบบ่อย

Q:โลหะผสมใดที่เป็นมาตรฐานสำหรับกรอบหน้าต่างสถาปัตยกรรม
ตอบ: EN AW-6063 ในเทมเปอร์ T5 หรือ T6 อัดขึ้นรูปตามมาตรฐาน EN 755-2 หรือ ASTM B221 โดยผสมผสานคุณภาพการอัดขึ้นรูปที่ดี การตอบสนองของอโนไดซ์ และความแข็งแรงที่เพียงพอ

Q:อโนไดซ์ทางสถาปัตยกรรมควรมีความหนาแค่ไหน?
ตอบ: การกำหนด ISO 7599 เช่น AA15 หรือ AA20 สอดคล้องกับความหนาผิวเคลือบที่กำหนด 15 หรือ 20 ไมครอน และ AAMA 611 Class I กำหนดให้มีความหนาอย่างน้อย 18 ไมครอนสำหรับการใช้งานภายนอก

Q:อนุญาตให้ใช้อะลูมิเนียมในโครงสร้างต้านทานไฟ-ได้หรือไม่
ตอบ: อลูมิเนียมไม่-ติดไฟแต่ละลายได้ใกล้ 660 C และสูญเสียความแข็งแรงที่อุณหภูมิต่ำกว่า ดังนั้นจึงไม่ได้ใช้โดยไม่มีการป้องกันสำหรับ-ส่วนประกอบแบริ่งต้านทานไฟ- ระบบซับในยังคงต้องเป็นไปตามขีดจำกัดการเผาไหม้ที่พื้นผิว ASTM E84

Q:เหตุใดส่วนหน้าอาคารจึงต้องมีโปรไฟล์กันความร้อน?
ตอบ: อลูมิเนียมนำความร้อนได้ดีกว่าวัสดุฉนวนประมาณพันเท่า ดังนั้นโครงที่ต่อเนื่องกันจึงสร้างสะพานระบายความร้อน เม็ดมีดโพลีเอไมด์หรือโพลียูรีเทนขัดขวางเส้นทางและลดความเสี่ยงในการควบแน่น

Q:อลูมิเนียมเปรียบเทียบกับเหล็กเพื่อการโก่งตัวอย่างไร
ตอบ: โมดูลัสยืดหยุ่นอยู่ที่ประมาณ 70 GPa เทียบกับประมาณ 200 ถึง 210 GPa สำหรับเหล็ก ดังนั้นการโก่งตัวมักจะควบคุมการออกแบบส่วนประกอบอะลูมิเนียม แม้ว่าอัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-น้ำหนักจะดีกว่าก็ตาม

Q:ความทนทานต่อข้อต่อขยายในส่วนหน้าอาคารอะลูมิเนียมมีเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนเท่าใด
ตอบ: เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวอยู่ที่ประมาณ 23.1 x 10-6 ต่อ K ลูกปลาขนาด 6 เมตรจึงสามารถเคลื่อนที่ได้หลายมิลลิเมตรในช่วงอุณหภูมิ 60 K ข้อต่อและอุปกรณ์ยึดจะต้องมีรายละเอียดเพื่อดูดซับการเคลื่อนไหวนั้นโดยไม่ต้องถ่ายเทภาระไปยังกระจก