新版GB/T8478鋁合金門窗其鋁型材材料要求淺述
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新版GB/T8478-2020《鋁合金門窗》標準已于2020年3月31日公布，將于2021年2月1日實施。本次新版國標將替換2008年版國標。而新標的變化就是關于主型材的壁厚方面的規定了。新標提高了主型材的壁厚，并對表面處理方式進行了規定。本文就新版標準對鋁型材材料要求進行闡述。
一、關于新標的理解
鋁合金門窗標準歷年版本為：2008年版GB/T8478-2008《鋁合金門窗》；2003年版GB/T8478-2003《鋁合金門》、GB/T8479-2003《鋁合金窗》；1987年版GB8478-1987《平開鋁合金門》、GB8479-1987《平開鋁合金窗》、GB8480-1987《推拉鋁合金門》、GB8481-1987《推拉鋁合金窗》、GB8482-1987《鋁合金地彈簧門》。
新標將于明年2月份實施，作為門窗企業、鋁型材企業要學習新標，理解新標，所設計、生產的產品符合新標規定。
新標與舊標的區別在于新標刪除了“型材截面主要受力部位”、“主型材基材zui小實測壁厚”的規定，增加了“壁厚公稱尺寸”、“主型材基材壁厚公稱尺寸及允許偏差精度等級”、“提高了外門窗主型材的基材壁厚要求”。
再者是新標將門窗分為內門窗與外門窗，并區別規定壁厚要求與表面處理要求。
二、新標對鋁型材材料的要求
1、門窗安全
新版門窗標準對鋁型材的要求提高，適應當代要求，符合社會發展。門窗安全是社會責任。極端大氣下，門窗存在安全隱患，有的門窗被破壞。
門窗的安全因素有：型材、五金配件、玻璃、制件安裝等方面。型材的安全主要體現在型材強度，抗風壓性能。影響型材整體強度的有合金成分、狀態、斷面形狀、型材壁厚等。型材壁厚的增加有助于門窗抗風壓性能，有助于門窗受力，有助于耐火，有助于連接安裝。
新標提出外門窗在1.5P3風壓作用下不應出現危及人身安全的損壞。而這條在2008版中沒有。隨著時代的發展，人們對安全的意識越來越高。增加型材壁厚對門窗的安全起到根本的作用。
2、門窗型材材料
門窗型材是組成門窗的材料，門窗構件按受力程度規定了主要受力構件，同時定義了門窗的主型材與輔型材。平開窗與推拉窗常見的門窗類型，以此兩類門窗說明新標對鋁型材材料的要求。其他類型門窗型材以此類推。
本文主要是從門窗型材的安全角度出發，通過受力分析等方式，講解型材的性能要求。我們要了解門窗結構，分清主型材，型材壁厚的要求是針對主型材。下面講解下門窗的型材概念。
主要受力桿件：承受并傳遞門窗自身重力及水平風荷載等作用的門窗中橫框、中豎框、扇梃以及組合門窗拼樘框等型材構件。圖1中紅線表示門窗主要受力桿件。
圖1 平開窗與推拉窗主要受力桿件
主型材：組成門窗框、扇桿件系統的基本構架，在其上裝配開啟扇或玻璃、輔型材、附件的門窗框和扇梃型材，以及組合門窗拼樘框型材。圖2是平開窗主型材，圖3是推拉窗主型材。
圖2 平開窗主型材
圖3 推拉窗主型材
輔型材：門窗框、扇桿件系統中，鑲嵌或固定于主型材桿件上，起到傳力或某種功能作用的附加型材。（注：玻璃壓條、披水條、封口邊梃型材是常用輔型材）。圖4 輔型材
圖4 輔型材
裝配型材：通過裝配的方式進行組裝的型材。裝配方式有彈性卡扣、穿入配合、 附件連接等。有裝配關系的型材其配合間隙有要求，裝配后尺寸和性能有要求。有裝配關系的型材有壓線與門窗框扇挺、鎖條與扇、角碼與門窗框扇、連接件與門窗框梃、框與梃與扇等等。圖5 裝配示意圖
圖5 裝配示意圖
拼接型材：連接相同或相近的兩個門窗料的型材，拼接型材起到過渡作用。常見的品種有拼樘、轉角。圖6是拼接型材示意。
圖6 拼接型材示意圖
3、門窗受力分析
門窗受力主要是受力門窗自身重力與水平風荷載等力的作用。圖7與圖8是平開窗與推拉窗受力分析圖。
圖7 平開窗受力分析圖。
圖8 推拉窗受力分析圖。
4、型材壁厚
新標關于型材壁厚去掉了“型材截面主要受力部位”，型材的壁厚表示均按國標GB/T 5237-2017《鋁合金建筑型材》的規定，符合了鋁材生產行業的習慣用語。圖9是壁厚示意圖，壁厚分為ABC三類，A類為翅壁壁厚，BC類為腔體壁厚。BC類的壁厚公差一致。
圖9 壁厚示意圖
新標中引入了“公稱尺寸”，替換了實測壁厚尺寸。公稱尺寸又叫名義尺寸，它是對零件設計時指定的尺寸。是標準中規定的名義尺寸，是用戶和生產企業希望得到的理想尺寸，在這種名義尺寸之下，只有根據不同種類的配合，給定了不同的公差，這才是機械加工的實際掌握的尺寸。
新標將“主型材基材zui小實測壁厚”規定改為“主型材基材壁厚公稱尺寸及允許偏差精度等級”規定，并提高了外門窗主型材的基材壁厚要求，增加了內門窗型材基材壁厚和尺寸偏差精度等級要求；增加了有裝配關系的門窗主型材基材非壁厚尺寸允許偏差要求（見5.1.2.1，2008年版的5.1.2.1）
解讀：本標準采用GB/T 5237.1-2017《鋁合金建筑型材第1部分：基材》規定的公稱壁厚加尺寸偏差精度等級的方案控制門窗主型材壁厚：“外門不應小于2.2mm，內門不應小于2.0mm；外窗不應小于1.8mm，內窗不應小于1.4mm。有裝配關系的門窗主型材基材壁厚公稱尺寸允許偏差應采用GB/T 5237.1規定的超高精級；有裝配關系的門窗主型材基材非壁厚尺寸允許偏差宜采用GB/T 5237.1規定的超高精級”。
與原來2008年版的zui小實測壁厚規定比較，外門的的zui小實測壁厚為2.07mm，提高幅度為3.5%；外窗的zui小實測壁厚為1.7mm，提高了0.3mm，提高幅度為21%。本標準與2008年版相比還增加了內門窗型材基材壁厚和尺寸偏差精度等級要求。
解讀中舉例的公差按是外接圓直徑不大于100mm超高精級BC類壁厚的公差。公稱壁厚尺寸為1.8mm，對應公差是±0.1mm，zui小為1.7mm；公稱壁厚尺寸為2.2mm，對應公差是±0.13mm。zui小為2.07mm。見圖10公差表。
圖10 公差表
公稱壁厚尺寸，是圖紙設計尺寸，是理論數值。并且公稱尺寸有尺寸偏差的概念。基材壁厚公稱尺寸，就是圖紙設計時壁厚的尺寸。如圖10平開框腔體壁厚設計尺寸為1.8mm，公差是±0.10mm。
圖11公稱壁厚示意圖
門窗主型材基材壁厚公稱尺寸是指行業內說的外門窗壁厚1.8mm、2.2mm，型材在設計時遵循此原則，主體部位的型材壁厚均是1.8mm或2.2mm。附件功能槽口壁厚可不遵循1.8mm或2.2mm要求，比如歐標槽口、膠條槽口、毛條槽口、鋼片槽口等，功能槽口處的翅壁壁厚可以是1.2mm或1.5mm或其它，這符合標準要求。見圖12、圖13。
圖12 公稱壁厚尺寸圖
圖13 功能槽口壁厚尺寸圖
鋁型材生產門窗型材時，壁厚標準公差應執行超高精級，而之前執行的是高精級。標準描述這一規定用的是“應”字，應該執行。而非壁厚尺寸宜執行超高精級，這里使用的是“宜”字。在實際生產檢測時要根據情況而定。2008版要求zui小實測壁厚，鋁型材廠家在生產門窗產品時同一品種有兩類壁厚的模具，一類是執行正負偏差的，一類是執行正偏差的（只能正，不能負）。生產管理比較繁瑣，結算時按理論米重結算，還要將正偏差的部分重量加上。執行新標準后，鋁型材廠從開模到生產再到結算均按GB/T5237標準公差，按圖紙設計壁厚、米重數據執行。這樣統一方便。開模時按負偏差開模，生產一段時間后壁厚增厚，到上偏差后結止。
5、壁厚測量方法
型材壁厚尺寸測量方法。測量工具使用膜厚儀與不低于0.02mm的量具，測量5個點取平均。而2008版是使用游標卡尺測量壁厚，測量3個點取平均。測量型材的壁厚建議使用精度為0.01mm的千分尺測量，千分尺有棘輪機構，測量力度可控，更準確。此處5點平均值為產品公稱壁厚測量記錄值，如壁厚1.8mm，測量結果是1.75mm。1.75mm是5點測量平均值。
需要注意是的壁厚公差要求為測量面的任意點壁厚都要符合，如果測量面上有一處的壁厚不符合要求則產品不合格。壁厚指標不是測量多點的平均值，而是任意點壁厚。如圖14所示壁厚1.8mm的面，要求1.8±0.09mm，紅色位置測量值為1.69mm，雖然整個面多點測量平均值達到1.71mm的要求，但仍然判定此型材壁厚不合格。
圖14 型材壁厚
鋁型材壁厚還要注意偏壁情況，同一類壁厚zui大與zui小之差不能超過公差之半。圖15所示兩種情況，均屬壁厚不合格。雖然1.86mm、1.72mm符合壁厚公差，但是壁厚差是1.86-1.72=0.14，超過公差之半0.09（0.10），屬不合格。
圖15 型材壁厚偏壁
6、表面處理
新標準對外門窗與內門窗進行區分，指出有些表面處理不適用于外門窗。新標規定外門窗粉末噴涂型材的涂層厚度要達到50μm，高于GB/T5237標準的40μm。參考QUALICOAT質量標準。門窗型材是高標準，可以理解為門窗是型材的“客戶”，型材生產應符合客戶的要求。
需要說明下，適用于外門窗的表面處理層也可用于內門窗。反之則不可用。
表面處理情況要求如下：
陽極氧化的外門窗型材執行AA15級；內門窗型材執行AA10級。電泳的外門窗型材執行A/B級；內門窗型材執行S級。
外門窗型材的粉末噴涂執行涂層局部厚度≥50µm；內門窗執行涂層局部厚度≥40µm。（國標GB/T5237.4《噴粉型材》中說明：噴涂層厚度宜控制在60µm-120µm）。
二次噴涂木紋（噴涂立體木紋/噴涂3D木紋/刨花木紋）型材耐久性好，適用于外門窗；熱轉印木紋型材適用于室內門窗。關于轉印木紋用于外門窗，目前也有項目在進行有益的探討。平光、砂紋適用于外門窗；錘紋、皺紋、大理石紋和立體彩雕紋等紋理效果適用于內門窗。
氟碳漆噴涂產品內外門窗一樣，沒有區分。單色漆、珠光云母漆屬二涂層；金屬漆屬三涂層；高性能金屬漆屬四層。兩涂、三涂、四涂的局部膜厚分別是25μm、34μm、55μm，平均膜厚分別是30μm、40μm、65μm。
7、裝飾面
鋁合金型材表面處理層是指裝飾面的處理層。非裝飾面如需處理則應在訂貨單（或合同）中說明。裝飾面是指經加工、組裝成制品并安裝在建筑物上的型材，目視可見部位對應的基材表面（包括處于開啟或關閉狀態）。見圖16。
圖16 型材裝飾面
實際生產過程中，非裝飾面宜進行噴涂，達到不露底。噴涂后的產品表面耐腐蝕，提高了型材的使用壽命。門窗框料的靠墻面不是裝飾面，但如果不噴涂型材表面會受到石灰等的腐蝕，影響型材使用年限。
三、總結
本次《鋁合金門窗》標準的更新適應了目前市場的需要，并與其他相關標準相統一。門窗主型材壁厚公稱尺寸外門外窗增加到2.2mm、1.8mm，內門內窗是2.0mm、1.4mm。門窗主型材壁厚控制精度為超高精級。非壁厚尺寸宜按超高精級控制。粉末噴涂膜厚一般控制在50-120μm。我們要學習理解新標，設計生產符合新標的門窗型材，為門窗行業的發展做出貢獻。
