简介:很容易理解为什么乙烯基窗现在占据了美国所有窗户销售的三分之二:它们比木材更便宜,它们不透水,它们不会腐烂,它们不需要油漆。在这篇文章中,特约编辑Martin Holladay谈到了一个重要的问题:当今天的住宅成为历史时,黑胶窗将如何外观和性能。他说,现在的黑胶窗比30年前做得更好,部分原因是美国建筑制造商协会(American Architectural Manufacturers Association)在1985年发起了一项认证计划。为了获得认证,窗户必须通过抗冲击、尺寸稳定性、耐热性、重量容忍和色牢度测试。尽管如此,一个窗口的好坏取决于它的安装和维护,所以Holladay提供了一系列提示,以帮助确保这些窗口按照设计的方式运行。最后,Holladay探讨了乙烯基窗构造的三个阶段——配方、挤压和制造——并对乙烯基包层窗进行了研究。
在许多美国社区,有100多年历史的房子仍然保留着原来的双挂木窗。尽管使用寿命很长,但木质窗户也有一些缺点:它们需要定期重新油漆(这是一项复杂的工作,因为旧的油漆层通常含有铅),它们有浪费能源的单层玻璃,而且它们很难密封防止漏气。
由于这些缺点,许多房主放弃了他们的历史悠久的窗户,而改用双层玻璃的乙烯基替换窗户。乙烯基窗的优点相当吸引人:它们比木头窗便宜,不吸湿,不腐烂,也不需要重新油漆。这些优势在很大程度上决定了黑胶窗在当前美国窗户市场的份额,该市场份额从1990年的24%增长到2010年的66%左右。
然而,乙烯基窗户也有缺点。它们很难修复;它们的颜色数量有限,不能随着风格的变化而重新着色;根据《消费者报告》的测试,乙烯基窗户比普通的玻璃纤维或木质窗户漏气更多。
现在有这么多的房子都安装了黑胶窗,一个迫切的问题开始浮出水面:当今天的房子成为历史时,这些现代黑胶窗会是什么样子和性能?
制造商的保证是由市场营销而非逻辑驱动的,窗户专家对他们的预测很谨慎。乙烯基窗相对较短的40年历史只能提供有限的数据,我们对长寿命窗户的需求必须与实际考虑相平衡,包括不断变化的消费者需求、建筑规范和能源指南。如果一个项目指定了乙烯基窗,最好的选择是选择一个高质量的模型,并安装它无可挑剔。
通过更严格的指导方针来改善窗口
自从乙烯基窗在20世纪70年代被开发出来以来,它们一直受到一定程度的嘲笑。据窗户专家、加州拉古纳尼格尔TLS实验室(TLS Laboratories)的总裁吉恩·萨姆米(Gene Summy)说,这种蔑视在很大程度上是不值得的。“当黑胶窗第一次出现时,许多所谓的专家说黑胶只是一种固态的液体,它们注定会破裂和散架,”Summy回忆道。但我还没有看到这些预言成为现实。只要窗户不被滥用或误用,这些问题会影响到任何窗户,它们就会提供一个长久的、有用的寿命。”
乙烯基窗户已经证明怀疑者是错误的,部分原因是美国建筑制造商协会(AAMA)在1985年发起了一项窗户认证计划。自该认证计划成立以来,几乎所有美国乙烯基窗制造商都接受了该认证计划。该项目已经得到了国际住宅守则的认可,现在要求乙烯基窗户必须经过认证。
要获得AAMA认证,乙烯基窗必须由经过认证的第三方实验室进行的一系列测试的乙烯基挤压材料制成。测试包括抗冲击性、尺寸稳定性、耐热性、耐重性和色牢度。挤压样品还必须能在户外天气下存活至少进行一次测试,但大多数情况下是两年。组装窗也要在风荷载下测试结构性能,以及抗漏风、渗水和强行进入。
今天的黑胶窗比30年前的要好。“在70年代末和80年代初,有很多用机械组装角的乙烯基窗,”乙烯基窗制造商维卡(Veka)的工程副总裁凯文·塞林(Kevin Seiling)说。“那时,乙烯基化合物的抗冲击性可能较低。但自从AAMA认证项目建立以来,黑胶窗的质量已经变得非常好。”肖恩Flanigan是缅因州Paradigm Window Solutions公司的研发工程师,他对此表示赞同。“一些制造商以前使用的材料中含有少量的添加剂,以控制风化和提供抗紫外线能力。不过,有了AAMA认证,情况肯定会有所改变。
虽然很难预测现在的乙烯基窗户的使用寿命,但塞林指出,许多人在窗户磨损之前就更换了窗户。他说:“现在的黑胶窗可能有50年的寿命。”“但绝缘玻璃技术的变化如此之快,在50年内,你无论如何都会想要改变你的玻璃。”
聚乙烯挤压公司德森尼克北美公司材料研究主管保罗·亚当斯(Paul Adams)对自己的预测更为保守。“我认为这些窗口将持续35年甚至更长时间,”他说。
购买高质量的橱窗
不幸的是,在判断哪些公司对其产品的长期性能有信心方面,保修单并没有多大帮助。大多数窗户保修单包括许多免责条款。范式的保修不覆盖由暴露在元素中引起的正常风化问题,州际建筑系统的保证特别排除了乙烯基表面的正常风化问题。Alside的保证不包括氧化引起的问题,也不包括“局部热源产生的应力导致玻璃表面或边缘的过高温度差”引起的问题,也不包括窗框和主框架的正常风化引起的问题。
撇开保修不谈,有两个很好的理由让你从大型制造商那里购买窗户,而不是当地的小公司:大型制造商更有可能投资昂贵的角焊设备,如果你需要服务,他们更有可能继续做生意。
最后,值得注意的是,玻璃纤维窗通常优于乙烯基窗。拉挤玻璃纤维提高了抗紫外线,较低的热膨胀系数,和更大的刚度。当然,这些性能优势伴随着更高的价格标签。
只和安装一样好
即使是最好的窗户,如果安装不当或维护不慎也会受到影响。为了达到最佳效果,请考虑以下重要注意事项:
- 乙烯基在寒冷时变脆,所以在寒冷天气安装时需要小心。因为用框架锤的打击目标不准确会破坏窗户,通常建议用螺丝或气动钉安装窗户。
- 在炎热的天气,乙烯基玻璃安装前要小心储存。如果你把它们靠在墙上,在炎热的阳光下,它们的框架会变形。
- 千万不要给乙烯基窗户刷漆;深色油漆尤其危险,因为它会导致窗户过热和变软。
- 乙烯基窗户上的浅划痕可以用轻钢棉或细砂布擦掉。较深的沟槽通常可以用一种叫做Stelmax缝隙填充物的液体乙烯基产品修复,尽管在尝试现场修复前最好与窗户制造商联系。
- 因为乙烯基的高热膨胀和收缩率,确保粗开口的大小允许运动。一个6英尺。-宽乙烯基窗可展开约1⁄4在。从冬天到夏天,所以留出一个间隙是很重要的在窗框和壁板之间。
vinyl-clad是什么?
如今,窗户制造商正在制造各种混合窗户,它们以新的方式将材料结合在一起,因此,要将住宅窗户明确划分为“木窗”、“铝窗”和“乙烯基窗”等类别比以往任何时候都要困难。
最常见的混合选择之一是乙烯覆木窗。从外观上看,通常很难区分乙烯基窗和乙烯基覆木窗。然而,如果你看看内部,差别是明显的。
在大多数情况下,乙烯覆木窗是一种传统的薄(0.03英寸)木窗。到0.05英寸)乙烯基包层保护外部。乙烯基包层(像铝包层)的目的是减少外部窗户组件的频繁重新油漆的需要。现在,在美国销售的所有木窗户中,至少有93%是用铝或乙烯基包层进行部分保护的。虽然乙烯基包覆层的颜色范围更有限,在低温下比铝包覆层更容易破碎,但它比铝包覆层有几个优点:它的接缝可以焊接,它可以抵抗盐雾的腐蚀,它的导电性更低。然而,在膨胀和收缩方面,对待乙烯基包层窗户和木窗是一样的,因为在核心,这是你所拥有的。
3阶段乙烯基窗施工
配方
制造从塑料化合物的配方开始,用于制造乙烯基挤出物。该化合物由80% - 85%的PVC球和15% - 20%的其他成分混合而成,包括热稳定剂,如有机锡巯基和一种色素(通常是二氧化钛),有助于保护乙烯基免受紫外线的有害影响(如下图)。
由于这些添加剂相对昂贵,挤出机总是努力实现耐用性和价格之间的平衡。十多年前,当我最后一次报道黑胶窗时,我与达拉斯实验室(Dallas Laboratory)的副总裁凯文·琼斯(Kevin Jones)进行了交谈。达拉斯实验室是为美国建筑制造商协会(AAMA)认证项目审查测试报告的第三方实验室之一。当时,琼斯告诉我:“有些化合物比其他的好。有些植物可能产生不一致的乙烯基。在风化测试中,我们看到一些白色乙烯基变成了棕色,一些浅棕色变成了白垩色。”
幸运的是,这些低质量的乙烯基化合物通常被AAMA测试协议淘汰。“在过去的15年里,PVC并没有改变,但是添加剂有了很大的进步,”德森尼克北美公司的保罗·亚当斯解释道。“现在的配方甚至和五年前都不一样了。稳定剂已经改进。每一类添加剂都得到了改进。”
据Veka的Kevin Seiling说,窗户买家不必担心现在用来制作窗户的乙烯基的质量。塞林说:“如果这些剖面是由aama认证的化合物制成的,那么制造商使用的不同化合物之间真的没有任何实质性的差异。”
挤压
乙烯型材(也称为型材或线材)是通过挤压热PVC复合材料通过模具制成的。挤压的结果是一个长长的,轨道状的塑料片,包括网和空隙,以提供刚性(照片左)。
挤出机通过制造聚氯乙烯薄壁型材来保持低价格。而欧洲窗户型材的壁厚为0.125英寸。在美国,墙体要薄得多,通常只有0.06英寸。0.09。厚。
壁厚的挤压物更硬,但这并不一定意味着它们会比薄壁挤压物更耐用。“欧洲共同体通过乙烯基型材的壁厚来调节窗户,”Seiling说。“他们设定了最小剖面壁厚。但剖面壁厚与寿命关系不大。”
Paradigm Window Solutions的Sean Flanigan对此表示赞同。“耐久性与壁厚无关,”他说。“但当你观察结构性能时,壁厚确实会产生影响。”根据Flanigan的说法,欧洲制造商使用厚壁型材的原因很简单,因为欧洲窗户——通常是倾斜/翻转单元——操作方式与美国窗户不同。像窗扇窗扇,倾斜/翻转窗扇单元需要比双悬挂单元更强,这总是停留在他们的框架内。
制造
虽然最大的制造商可能自己制作型材,但许多制造商从挤出机购买型材。然后将这些长长的挤压件切割成合适的尺寸,并连接在一起制成肩带和框架(见上图)。
机械紧固角有时仍然使用,但大多数大型制造商焊接乙烯基窗框和框架的角落,一个冰毒它既坚固又不漏水。
普通的无加固乙烯基挤压材料足够坚硬,可以制作小型窗框和窗框,但大型窗户需要钢或铝加固,以防止弯曲或下垂。窗户制造商在组装窗户之前,通过在型材的空心部分插入金属块来加强乙烯基型材。虽然金属加固提高了乙烯基窗的强度,但它通常会略微降低热性能。
“最令人担忧的是许多塑料的一种特性,叫做蠕变弗拉尼根说:“如果你长期对乙烯基施加负载,它可能会偏转,并永远保持那个形状。”“这是制造商使用强化材料的原因之一。钢的耐热性和强度比铝好,但铝更容易加工。乙烯基的u型系数由于铝加固而有一点倾斜,但对于典型的窗户来说,这似乎不是什么大问题。当u系数接近0.25时,铝的作用就大得多了。乙烯基挤出机现在正在研究增强复合材料来取代铝。”
虽然中空乙烯基型材(包括增强型材)可以用泡沫,很少有窗户制造商费心去做这样做。塞林说:“大多数型材都可以填充泡沫,要么是膨胀泡沫,要么是插入模切泡沫,使其滑入腔内。”“但当你用泡沫填充剖面时,整体的窗口u系数只降低了0.04左右。”
要了解更多关于乙烯基窗寿命的照片和细节,请点击下面的查看PDF按钮。
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