铝型材在幕墙工程上的应用.docx

1、铝型材在幕墙工程上的应用铝型材在幕墙工程上的应用一、概述目前铝合金广泛用于建筑工程结构和建筑装饰，如屋架、屋面板、幕墙、门窗框、活动式隔墙、顶棚、暖气片、阳台和楼梯扶手以及其他室内装修及建筑五金等，是继钢之后当今在建筑业中使用最多的金属结构材料。二、铝型材的材料性能铝型材具有良好的材料性能，例如1、铝型材比较别的常用金属密度小质量轻密度仅为2.70g/cm3,是铜或铁的1/3；2、采用了热、冷两种工艺处理，有很强的耐腐蚀性能；3、有很好的延展性能，可以与很多金属元素制作轻型合金，材质优质；4、可塑性强，生产性好，对于生产制作有很好的优势；5、良好的铸造性能；6、表面处理性能良好。三、铝合金型材

2、的形成过程3.1铝矾土纯铝纯铝是通过两级提炼法从矿石中提取的，第一级提炼法叫做“巴伐利亚提炼法”，此法是用化工程序从铝矾土中提炼出氧化铝粉。每两吨铝矾土可提取一吨氧化铝。第二级叫熔融电解，就是把氧化铝投入高温熔池中融化，并接通电流使他分解为氧化铝。每两吨氧化铝可提取一吨纯铝。纯铝也叫电解铝，其纯度在百分之九十九点五到九十九点八之间，这是冶炼铝的最终产品。3.2纯铝铝合金型材程序图（如下图）3.3铸造幕墙型材一般采用6063T5牌号的铝镁硅合金。其生产工艺是在纯铝锭的溶液中添加所需的化学成分，并连续铸成各种规格的铝合金棒材。考虑到化学成分对机械性能的影响，有必要把镁和硅的含量比调整到1.73:1

3、。特别是过剩的镁会降低铝合金材料的强度；过剩的硅有损于铝的挤压性能和电解着色性能，过少的硅将会降低型材的机械性能；含铁成分过多，挤压型材表面会粗糙，会影响氧化膜的光泽，加大着色的色差，必须严格控制铁的含量，使之降到最小范围内；锌、铜含量过高，将对氧化膜外观质量有明显降低，因此在熔铸时调整化学成分就必须严格按要求进行。3.4均化处理均化处理是为了使材料具有良好的机械性能和表面质量（包括着色表面质量）。均化处理的加热温度为560580。最短的保温时间为6小时，冷却速度为200/小时以上。3.5挤压型材工频炉、或电炉、煤气 计算机控制坯料长短程序：（如上图）挤压速度：一般挤压实心型材，挤出的型材速度

4、在40米/分左右，空心型材在20米/分左右。冷却速度：一般是以T5(RCS）来处理，进行强冷，以100155/分的冷却速度进行冷却，厚度太大时，会使冷却减慢，这时需采用水冷或液氮冷却。但使用水冷会使型材变形，给校正增加困难。人工时效处理：6063铝合金为时效硬化铝合金，以提高型材的机械性能为目的，进行人工时效处理，将硬合金元素Mg2Si固溶体，在170200之间，加热一定时间后很均匀地析出。工艺参数：18010小时，其中加热升温2小时。挤压比：即挤压筒直径大小面积与型材断面面积之比，一般取1535，型材外轮廓即外圆尺寸应小于挤压筒直径。3.6表面处理表面处理的作用：提高表面耐腐蚀性能，保持表面

5、光泽不易划伤。使型材表面具有坚固的抗风化性能，保持型材表面的美观。满足建筑艺术色彩的要求，使建筑长期具有魅力的外观。表面处理的方法a) 阳极氧化：以铝或铝合金制品为阳极置于电解质溶液中，利用电解作用，使其表面形成氧化铝薄膜的过程，称为铝及铝合金阳极氧化处理。常用的方法是直流电硫酸阳极氧化法。工艺过程：表面预处理阳极氧化沸水封孔b）电解着色：电解溶液中的金属离子渗到膜孔隙底部还原沉积而使膜层着色的方法，称为电解着色法，也称二次电解法。工艺过程：表面预处理直流电硫酸阳极氧化电解着色沸水封孔或电泳涂浸。c）电泳涂漆：以阳极氧化（着色）后的制品作为阳极，铝或不锈钢为阴极，置于热固化型丙烯酸透明树脂溶液

6、中，在外场的作用下，带负电荷的涂料粒子向制品移动，从而在其表面形成一层带有胶粘性的漆膜。工艺过程：表面预处理阳极氧化电解着色电泳涂漆d）粉末喷涂：把干燥粉状物吸附于金属工作表面，经过200左右高温烘干后，粉状物固化成为一定厚度的坚固光亮的涂层。主要成份：环氧树脂、聚氨酯及它们之间的不同组合。工艺流程：铝型材经过表面预处理，然后在铬酸盐溶液中进行化学氧化；清洗干燥后进入粉喷室，在强电场（40100KV）中，通过喷枪（0.10.8*10pa）将带负电荷的粉末均匀地喷涂在型材表面上，所以能保持长时间粘合并能达到100um厚。最后在烘干固化室固化，这种涂层抗蚀性、耐热性、硬度都很高，色泽鲜艳、颜色多达

7、几十种，成本较低。e)氟碳漆喷涂：在铝合金基材上喷涂氟碳树脂，并经高温烘干，在铝合金基体表面上形成固化的氟碳漆保护膜，氟碳树脂也就是聚偏二氟乙烯漆，氟碳树脂的化学结构是以氟、碳化学键结合的，这种短键性质的结构至今被认为最稳定、最牢固的结合，因此，氟碳喷涂漆膜在机械性能方面具有优异的耐磨性、抗冲击性，特别是在恶劣气候和环境下更显示出长久的抗退色性、抗紫外线、抗粉化性及耐化学腐蚀性能，并可制成多种颜色。常用的PVDF树脂主要品牌有kynar500和Hylar5000两种。工艺过程：氟碳喷涂工艺流程一般要经过表面预处理、多层喷涂、流平、烘烤固化、冷却、检验、卸件等工序。四、型材材质标准4.1规范标准

8、：根据玻璃幕墙工程技术规范JGJ1022003规定：玻璃幕墙采用铝合金型材牌号所对应的化学成份应符合现行国家标准变形铝及铝合金化学成份GB/T3190规定，铝合金型材质量应符合现行国家标准铝合金建筑型材GB/T5237中规定，型材尺寸允许偏差应达到高精级或超高精级。玻璃幕墙铝合金型材采用阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳漆喷涂进行表面处理时，应符合现行国家标准铝合金建筑型材GB/T5237规定的质量要求，铝合金型材表面处理层的厚度应满足下表要求：4.2型材的合金牌号、状态及表面处理表面处理方法膜厚级别（涂层种类）厚度t(um)平均膜厚局部膜厚阳极氧化不低于AA15t15t12电泳涂装阳极氧化B

9、t10t8漆膜Bt7复合膜Bt16粉末喷涂40t120氟碳喷涂t40t34合金牌号供应状态表面处理方式6063T5（RCS)、T6阳极氧化（银白色）；电解着色；有机着色；阳极氧化加电泳涂装；阳极氧化6063AT5（RCS)、T64.3型材尺寸允许偏差等级：型材尺寸允许偏差等级分为普通级、高精级、超高精级三个等级。4.4型材的化学成分元素牌号MgSiCuCrFeZnTiMn其他铝单个合计60630.45-0.90.2-0.60.10.10.350.10.10.10.050.15余量6063A0.6-0.90.3-0.60.10.050.15-0.350.150.10.150.050.15余量4.

10、5型材的力学性能铝合金型材的室温力学性能应符合下表的规定。铝合金状态壁厚（mm）拉伸试验硬度试验抗拉强度不小于6063AT51020016050.8651019016050.865T6102301905-102201804-6063T5所有16011080.865T6所有20518080.8654.6型材的表面质量型材表面应清洁，不允许有裂纹，起皮、腐蚀和气泡。型材表面不允许有腐蚀斑点，电灼伤黑斑，氧化膜脱落等缺陷；非装饰面上允许存轻微的着色不均（不均度由供需双方协商），允许距型材端头80mm内局部无膜。型材表面允许有轻微的压抗、碰伤、擦伤和划伤，其允许深度应符合下表规定。合计状态允许深度mm

11、装饰面非装饰面T50.030.07T60.060.10由模具造成的纵向挤压痕，6063和6063A铝合金模具挤压痕深度不得超过0.03mm。4.7阳极氧化膜厚度氧化膜厚度级别应符合下表规定。级别平均膜厚不小于um局部膜厚不小于umAA10108AA151512AA202016AA2525204.8电泳涂漆复合膜厚度电泳涂漆复合膜厚度应符合下表规定。级别阳极氧化膜漆膜复合膜平均膜厚um局部膜厚um局部膜厚um局部膜厚umA1081221B1087164.9氟碳漆喷涂膜厚氟碳漆喷涂膜厚度应符合下表规定。涂层种类平均膜厚um最小局部膜厚um二涂3025三涂4034四涂65554.10型材物理性能：弹

12、性模量E线胀系数A密度泊松比Mpa以每摄氏度计Kg/m3V710-42.3510-527100.33五、国内主要铝合金型材生产厂家5.1南海亚洲铝厂有限公司亚洲铝厂有限公司于1992年1月建成投产，同年被国家建设部指定为铝合金门窗幕墙型材定点生产企业。公司占地面积近20万平方米，职工1500余人，年产量已达10万吨。公司获得了中国方圆标志认证及国内、国际ISO9001；2000质量管理体系双认证、德国DQS质量体系认证、采用国际标准产品系列认证等；公司“南亚”牌铝型材获得了 进入欧洲市场和英联邦各国的产品通行证；公司所生产的产品被评为国家免检产品，“南亚”牌商标被评为广东省著名商标，广东省名牌

13、产品，还被行业协会评为2002年度“中国铝型材企业十强”之一。公司于1998年4月在香港成功上市，2001年美国鹰都铝业加盟亚洲铝业集团，对公司提供技术支持，2002年、2003年被福布斯评选为全球最佳200强企业之一。公司认识到先进科技及技术专材于生产过程的重要性，配备目前铝型材行业中属世界先进水平的生产线，拥有模具设计、制造、合计熔铸、挤压成型直到氧化、喷涂、抛光等一系列生产装备，形成铝型材生产完整独立的生产管理体系和质量检测系统。铝材供应厂家普通窗型材（元/吨）氧化电泳粉末喷涂氟碳喷涂亚铝25500270002650036000穿条隔热铝型材每米增加8.5元铝材供应厂家普通幕墙型材（元/

14、吨）氧化电泳粉末喷涂氟碳喷涂亚铝25500275002650033000穿条隔热铝型材每米增加8.5元最大机台4000吨，型材最大长度6米六、各类幕墙系统铝合金含量及成本分析6.1幕墙的分类1.玻璃幕墙(1)框支承玻璃幕墙玻璃面板周边由金属框架支承的玻璃幕墙，主要包括下列类型：a.明框玻璃幕墙金属框架的构件显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙; b.隐框玻璃幕墙金属框架完全不显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙; c.半隐框玻璃幕墙金属框架的竖向或横向构件显露于面板外表面的框支承玻璃幕墙。 (2)全玻幕墙由玻璃肋和玻璃面板构成的玻璃幕墙。 (3)点支承玻璃幕墙由玻璃面板、点支承装置和支承结构构成的玻璃

15、幕墙。2.金属幕墙面板为金属板材的建筑幕墙，主要包括：单层铝板幕墙、铝塑复合板幕墙、蜂窝铝板幕墙、不锈钢板幕墙、铝合金格栅幕墙、铝合金百叶幕墙等。3.石材幕墙面板为建筑石材板的建筑幕墙。4.组合幕墙面板由玻璃、金属、石材、人造板材等不同面板组成的建筑幕墙。在各类幕墙系统中铝合金型材都扮演者十分重要的角色，如玻璃幕墙的主次龙骨及各装饰压板；背栓石材幕墙的铝挂件；铝单板、铝塑复合板幕墙的面板；铝合金格栅幕墙；铝合金百叶幕墙等。6.2幕墙工程造价组成：玻璃幕墙材料费在工程中占很大比重，可高达65-75% ，人工费约占12-15%，机械费所占比重甚小，其它费用也占较大比例，尤其是规模大、结构复杂、施工

16、难度高的玻璃幕墙，甚至高达10-20%。特别在材料费中玻璃面板和铝合金型材所占比例很大，占材料费用的75-80% 。在明框、隐框、半隐框、单元式玻璃幕墙中铝合金型材所占比重略有差别，明框、隐框、半隐框玻璃幕墙铝合金型材（占25%35%），单元式玻璃幕墙铝合金型材含量（占30%45%）。金属幕墙例如单层铝板幕墙，铝合金的含量更高（占50-60%）。石材幕墙工程铝合金的含量较低（占3-5%）。6.3综合单价计价分析例子：隐框玻璃幕墙单价分析表（某工程）隐框玻璃幕墙单价分析表计量单位：元/序号项 目单位用量单价(元)金 额备 注所占比例一直接费A材料费16+12+6中空LOW-E钢化玻璃m21.02

17、270.00275.4034.22%2铝合金型材(素料)kg1.3821.0028.943.60%3铝合金型材(阳极氧化)kg2.6822.0059.027.33%4铝合金型材(粉末喷涂)kg7.4924.00179.8622.35%5铝合金型材表面氟碳喷涂m20.2095.0018.702.32%6开启窗附件套0.14110.0015.541.93%7结构胶支0.7633.0024.98590ml/支3.10%8耐候胶支0.2426.006.32590ml/支0.79%9埋件及固定件kg1.926.2011.891.48%10断热条米1.239.0011.101.38%11胶条米3.723.

18、0011.161.39%12岩棉m30.02125.002.140.27%13镀锌铁皮kg4.116.0024.663.06%14其他材料费m21.0025.0025.003.11%15合计694.72B人工费: 1制作费45.005.59%2安装费50.006.21%3包装,运输5.000.62%人工费小计100.00C机械费:10.001.24%直接费合计A+B+C804.72二管理费一*3%24.14三利润一+二*1%8.29四规费一+二+三*2%16.74五税金一+二+三+四*3.539%30.22合计一+二+三+四+五884.11单元式玻璃幕墙单价分析表（某工程）单元式玻璃幕墙单价分

19、析表计量单位：元/序号项 目单位用量单价(元)金 额备 注所占比例一直接费A材料费18水晶灰+12A+6中空单银LOW-E玻璃m20.77 238.00183.0819.93%28mm钢化镀膜玻璃m20.23 103.0023.772.59%3铝型材kg0.81 22.0017.89阳极氧化1.95%4铝型材kg14.02 24.00336.50粉末36.64%5固定件kg0.04 6.500.270.03%6胶条m8.02 2.0016.051.75%7断热条m4.95 5.0024.772.70%8结构胶支0.50 65.0032.54590ml/支3.54%9耐候胶支0.28 44.00

20、12.25590ml/支1.33%10防火岩棉m30.03 496.0014.521.58%11保温岩棉m30.01 354.003.560.39%121.5mm镀锌钢板kg5.07 5.6028.383.09%1310mm硅酸钙板m20.20 15.002.930.32%14硅胶条m 2.48 4.8211.941.30%15五金件m220.002.18%16其他材料m210.001.09%17合计738.44B人工费: 1加工、制作费60.006.53%2安装费50.005.44%3包装,运输20.002.18%人工费小计130.00C机械费:50.005.45%直接费合计A+B+C918

21、.44二管理费一*3%27.55三利润一+二*1%9.46四规费一+二+三*2%19.11五税金一+二+三+四*3.539%34.49合计一+二+三+四+五1009.05单层铝板幕墙单价分析表（某工程）单层铝板幕墙单价分析表计量单位：元/序号项 目单位用量单价(元)金 额备 注所占比例一直接费A材料费13mm铝单板m21.00 255.00255.0051.23%2镀锌钢材kg17.83 5.6099.84热镀锌20.06%3固定件kg0.81 6.505.28热镀锌1.06%4铝型材kg0.50 22.0011.04阳极氧化2.22%5耐候胶支0.10 44.004.61590ml/支0.9

22、3%6五金件m212.002.41%7其他材料m210.002.01%8合计397.77B人工费: 1加工、制作费30.006.03%2安装费40.008.04%3包装,运输10.002.01%人工费小计80.00C机械费:20.004.02%直接费合计A+B+C497.77二管理费一*3%14.93三利润一+二*1%5.13四规费一+二+三*2%10.36五税金一+二+三+四*3.539%18.69合计一+二+三+四+五546.88石材幕墙幕墙单价分析表（某工程）石材幕墙单价分析表计量单位：元/序号项 目单位用量单价(元)金 额备 注所占比例一直接费A材料费130mm厚石材m21.02 30

23、0.00306.00暂定35.33%2镀锌钢材kg29.98 5.60167.86表面热镀锌19.38%3固定件kg3.16 6.5020.572.38%4石材背栓套4.53 15.0068.007.85%5铝型材kg1.28 22.0028.07氧化3.24%61mm厚铝板钝化处理m21.00 80.0080.009.24%750mm保温岩棉m0.05 354.0018.592.15%8五金件m215.001.73%9其他材料m212.001.39%10合计716.09B人工费: 1加工、制作费40.004.62%2安装费80.009.24%3包装,运输10.001.15%人工费小计130.00C机械费:20.002.3%直接费合计A+B+C866.09二管理费一*3%25.98三利润一+二*1%8.92四规费一+二+三*2%18.02五税金一+二+三+四*3.539%32.52合计一+二+三+四+五951.54七、建筑相关指标(跨度、分格等)对铝型材在幕墙成本上的影响分析幕墙的分格、跨度是根据建筑结构的分格、幕墙自身的受力和外观效果来决定的，跨度、分格在一定程度上影响着幕墙的成本。幕墙成本如何测算，尤为重要。首先选用一幕墙施工图纸，图纸中包含玻璃幕墙且跨度、分格大小数种，在同样幕墙