Alumiinium on ehituses ette nähtud kolmel põhjusel: tugevuse -ja-kaalu suhe, mis on ligikaudu kolm korda suurem terase omast, iseparanev oksiidikiht, mis tagab loomupärase korrosioonikindluse, ja võimalus kombineerida konstruktsiooniprofiile väga paljude vastupidavate viimistlustega. Projekti edukus sõltub sulami, karastuse, viimistluse ja tulekindluse vastavusest kehtivatele ehitusnormidele.
Struktuurilised ja mitte{0}}struktuurilised rollid
Alumiinium täidab nii kande{0}}kui ka sekundaarseid funktsioone. Konstruktsiooniülesannete hulka kuuluvad kardinaseinad ja ahtripeeglid, akna- ja ukseraamid, konstruktsiooniklaaside toed, katuse- ja varikatusdetailid ning piirded. Konstruktsiooniväliste ülesannete hulka kuuluvad katte- ja kassettpaneelid, päikesevarjud, kärgstruktuuriga fassaadipaneelid, laesüsteemid ja ventilatsioonirestid. Hiinas on akna- ja uksesüsteemid tavaliselt määratletud GB/T 8478 all ja arhitektuursed pressitud profiilid GB/T 5237 seeria all. Võrreldes terasega on alumiiniumi elastsusmoodul umbes 70 GPa ja umbes 200–210 GPa, nii et elemendi suurust reguleerib tavaliselt pigem läbipaine kui tugevus.
Sulami ja temperatuuri valik rakenduse järgi
| Rakendus | Sulam ja karastus | Valitsev vara |
|---|---|---|
| Akna- ja kardinaseina profiilid | ET AW-6063-T5 või T6 | Pinnaviimistluse kvaliteet ja ekstrudeeritavus |
| Tugevalt koormatud konsoolid ja talad | ET AW-6061-T6 | Tootlustugevus ja poltliidete jõudlus |
| Voodri- ja kassettpaneelid | 3003, 5005, 3105 | Vormitavus, tasasus ja katmisreaktsioon |
| Ranniku- või tööstuslik kokkupuude | 5052 | Punktide ja pragude korrosioonikindlus |
| Komposiit- ja kärgfassaadid | 3003 nahka 3003 tuumaga | Jäikus väikese paneeli kaaluga |
Ekstrudeeritud profiilid tellitakse vastavalt standardile EN 755-2 või ASTM B221. ASTM B221 kohaselt on sulami 6063 T6 temperis minimaalne tõmbetugevus 205 MPa ja minimaalne voolavuspiir 170 MPa; T5 tingimus annab minimaalseteks väärtusteks 150 MPa ja 110 MPa. Euroopas on keemiline koostis määratletud standardiga EN 573-3 ja analüüsisertifikaat on tavaline vastavustõend.
Viimistlussüsteemid: anodeerimine ja katmine
Anoodoksüdatsioon on kõige vastupidavam metallist viimistlus. ISO 7599 tähistab katteid nimipaksusega, näiteks 15 mikronit AA15 ja 20 mikronit AA20, ning Põhja-Ameerika arhitektuuripraktika viitab standardile AAMA 611, kus I klass nõuab vähemalt 18 mikronit ja II klass vähemalt 10 mikronit. Orgaanilisi viimistlusi, tavaliselt mähis{10}}kantud fluoropolümeer- või polüestersüsteeme, kasutatakse juhul, kui teatud värvi peab korduma suurel fassaadil; kile paksus, värvi stabiilsus ja läike säilivus on peamised spetsifikatsioonielemendid. Mõlemat viimistlusperekonda kontrollitakse kiirendatud katsetega, kõige sagedamini neutraalse soolapihustiga vastavalt ISO 9227 ja nakkuvuse testimisele pärast vormimist. Alumiiniumi soojuspaisumise koefitsient on umbes 23,1 x 10-6 K kohta, mis on ligikaudu kaks korda suurem kui terasest, seega peavad paneelide ja vuukide detailid mahutama suuremaid liikumisi.
Tulekahju-, soojus- ja akustilised nõuded
Alumiinium ei ole-süttiv, kuid see sulab umbes 660 C juures ja hakkab sellest tunduvalt madalamal tugevust kaotama, mistõttu kaitsmata alumiiniumi ei aktsepteerita tulekindla-koormust-kandva elemendina. Kui paneelid moodustavad osa seina või lae vooderdist, hinnatakse pinna põlemistõhusust ASTM E84 järgi, kusjuures klass A nõuab leegi leviku indeksit 25 või vähem ja suitsu tekkeindeksit 450 või vähem. Soojusjõudluses domineerib soojussillad: pidevad alumiiniumraamid juhivad soojust ümber isolatsiooni, nii et polüamiidist või polüuretaanist sisestusdetailidega termokatkestusprofiilid on energiateadlikes projektides standardsed. Fassaadide ja vaheseinte akustiline toimivus on standardi ISO 717-1 järgi Rw, laboratoorsed mõõtmised vastavad ISO 10140 seeriale ja kokkupandud süsteemide õhulekkeid kontrollib ASTM E283. Struktuursed koormusjuhtumid on määratletud riiklike koodidega, näiteks GB 50009 Hiinas.
Korduma kippuvad küsimused
Q:Milline sulam on arhitektuursete aknaraamide standardne?
A: EN AW-6063 T5 või T6 temperatsioonis, ekstrudeeritud vastavalt standardile EN 755-2 või ASTM B221. See ühendab endas hea ekstrusioonikvaliteedi, anodeerimisreaktsiooni ja piisava tugevuse.
Q:Kui paks peaks olema arhitektuurne anodeerimine?
V: ISO 7599 tähistused, nagu AA15 või AA20, vastavad 15 või 20 mikronile nominaalsele kattepaksusele ja AAMA 611 klass I nõuab välistingimustes kasutamiseks vähemalt 18 mikronit.
Q:Kas alumiinium on tulekindlates{0}}konstruktsioonides lubatud?
V: Alumiinium on mittesüttiv, kuid sulab temperatuuril 660 C ja kaotab madalamatel temperatuuridel tugevuse, mistõttu seda ei kasutata kaitsmata tulekindlate-koormust{3}}kandvate elementide jaoks. Vooderdussüsteemid peavad endiselt vastama ASTM E84 pinna põlemispiiridele.
Q:Miks on fassaadidel vaja termokatkestusprofiile?
V: Alumiinium juhib soojust umbes tuhat korda paremini kui isoleermaterjalid, nii et pidev raam loob soojussilla. Polüamiidist või polüuretaanist vahetükid katkestavad tee ja vähendavad kondenseerumisohtu.
Q:Kuidas võrreldakse alumiiniumi läbipainde osas terasega?
V: Elastsusmoodul on umbes 70 GPa võrreldes ligikaudu 200 kuni 210 GPa terase puhul, nii et läbipaine reguleerib tavaliselt alumiiniumdetailide konstruktsiooni, kuigi tugevuse - ja -massi suhe on parem.
Q:Milline tolerants kehtib alumiiniumfassaadide paisumisvuukide kohta?
V: Kuna paisumiskoefitsient on umbes 23,1 x 10-6 K kohta, võib 6-meetrine muljon liikuda 60 K temperatuurivahemikus mitu millimeetrit. Vuugid ja kinnitused peavad olema üksikasjalikud, et neelata see liikumine ilma koormust klaasidele üle kandmata.