持続可能な建築におけるアルミニウム: ファサード、屋根、モジュラーフレーム

アルミニウムが低炭素建築物のエンベロープ材料として推奨される理由-

アルミニウムは、高い強度対重量比と、長い長さにわたって厳しい公差を保持する複雑な薄肉プロファイルに押し出す能力を兼ね備えているため、高性能ファサードのデフォルトのフレーム素材となっています。{{0}{1}{2}}建築用押出成形品は主に 6063- T5 および 6063-T6 で製造され、5005 および 5754 シート合金は被覆カセット、水切り、軒天井に使用されます。金属は安定した自己再生酸化層を形成するため、コーティングされたプロファイルは、鋼に必要な腐食許容量がなくても、都市、海岸、工業環境で何十年にもわたって耐候性を発揮します。これらのプロファイルから構築されたユニット化されたカーテン ウォール システムは、1 日あたり約 50 平方メートルの割合で設置されます。これにより、建設プログラムが短縮され、足場の時間が短縮され、現場でのウェットトレードの回数が削減されます。

設計者は、あまり目立たない点でもアルミニウムを高く評価しています。つまり、金属は使用温度で寸法が安定しているため、制御された条件下で工場でガラス張りおよび密閉されたファサード モジュールは、長年の熱サイクル後もガスケットの圧縮と排水の形状を維持します。{0}この予測可能性により、ユニット化されたシステムで 30 年間の耐候性保証を提供できるようになります。

カーテンウォールと窓システムの熱性能

裸のアルミニウムは熱を伝導しやすいため、最新のファサード システムはサーマル ブレークに依存しています。ポリアミドまたはポリウレタン樹脂のバリアがプロファイルに挿入され、2 つの金属の半分がその上に圧着または巻き付けられ、伝導経路の長さが長くなり、フレームの温かい面と冷たい面が分離されます。 EN 14024 に従って設計およびテストされたプロファイルにより、フレーム U- 値が 0.7-2.0 W/m2K の範囲に収まります。これにより、すべてのガラスの高さが建物全体のエネルギー目標を満たすことができます。-視線を遮らないようにする必要がある場合、ASTM C1184 に準拠した構造用シリコン グレージングにより、外側マリオン キャップが取り除かれ、直線状の熱橋が少なく、面一で耐候性の表面が生成されます。

2 つのルールにより、これらの値が正確に保たれます。まず、U- 値は、プロファイル単独ではなく、スペーサー バーを含むアセンブリ全体に対して引用する必要があります。第 2 に、実験室のデフォルトではなくプロジェクトの設計温度を使用して、プロファイルの最冷点 (実際にはサーマル ブレーク自体) で結露のリスクをチェックする必要があります。

リサイクル金属と低炭素金属を使用して固化炭素を切断-

75% 以上の使用済みスクラップを含むリサイクルされた-押出成形品では、一次金属と比較してファサード フレームの固化炭素を約 85% 削減できます。これは、再溶解では一次製錬に必要な電力の約 5% が消費されるためです。{2}}したがって、仕様書には、質量によるリサイクル含有量、工場宣言や第三者証明書などの検証ルート、合金ファミリーの 3 つを一緒に記載する必要があります。- 6xxx 建築用合金では、高強度の 7xxx 航空宇宙グレードよりも高いリサイクル率を達成するのがはるかに簡単です。-残留元素の厳しい制限により、使用可能なスクラップの投入量が減少します。

一次金属が避けられない場合、下流の処理の選択よりも製錬所の炭素強度が重要になります。水力発電や地熱発電で生産された金属は、石炭ベースのグリッド供給による金属よりも設置面積が大幅に少なく、購入者は合金証明書とともに製錬所固有の排出量を要求できます。-表面処理も重要です。陽極酸化と粉体塗装は低温の電気化学または硬化操作であるため、仕上げがクレードルからゲートまでの合計を支配することはほとんどありません。--

屋根、建物-統合された太陽光発電と冷却面

日射反射率が約 0.85 に達する涼しい屋根コーティングは、低層建物のピーク冷却負荷を約 30% 削減できます。アルミニウム基板は、成形前にコイル コーティングできるため、理想的なキャリアです。- 5754 または 3004 焼き戻し硬質合金のスタンディング シーム システムは完全にリサイクル可能で、隠されたクリップによる熱移動に耐え、屋根の貫通を必要としないスタンディング シーム クランプを介して-統合された太陽光発電の構築にも対応します。-アルミニウム屋根は軽いため、封筒を運ぶのに必要な主要構造のトン数も削減されます。

アルミニウム製の天井または床カセットに埋め込まれた相変化材料コアは、構造質量なしで熱慣性を追加します。{0}金属の高い熱伝導率はパネル全体に熱を均一に拡散するため、相変化の充放電サイクルは均一に保たれ、パネルは数時間以内に過熱してしまう軽量の建物のピーク負荷を軽減できます。

モジュール式構造、防火、耐用年数終了後の回収--

押し出し成形アルミニウム フレームを備えたプレハブのバスルーム ポッドとプラント モジュールは、現場での作業時間を現場で鋳造された代替品と比較して約 70% 削減できます。{0}{2}{3} 500 kg/m2 の重畳荷重向けに設計されたインターロック式アルミニウム フロア カセットは、サービスにきれいな空間を提供し、取り外し可能なパーティション システムにより、部品の最大 90% をスクラップに送られるのではなく、取り付け変更時に再利用できます。{8}}

防火性能は楽観視するのではなく、慎重に扱う必要があります。アルミニウムは摂氏約 660 度で溶け、摂氏約 200 度を超えると急速に強度が低下するため、構造用アルミニウム部材は鋼部材のように防火塗料だけで保護することはできません。準拠したアセンブリは、不燃性ミネラルウールのカプセル化、EN 1366-4 でテストされた正しく評価されたキャビティ バリア、EN 1999-1-1 の設計チェックと EN 1999-1-2 の構造防火規則を組み合わせたものです。熱処理された 6061 セクションは、摂氏 300 度での室温強度の相当部分を保持します。これは、同じ温度で構造用鋼が保持する強度よりも大幅に高くなりますが、その利点は、セクション係数と耐火性が適切に計算された場合にのみ役に立ちます。不燃性のクラッディングコアとテスト済みのスパンドレルのディテールがパッケージを完成させます。

--耐用年数の終わりの計画を立てると、ループが終了します。ボルトで固定され-固定されたアルミニウム システムは切断せずに分解でき、選別された押出成形品は合金のアイデンティティを維持するため、ダウングレードするのではなく同じ製品ファミリーに再溶解できます。

よくある質問

Q: カーテンウォールがアルミニウムに大きく依存しているのはなぜですか?
押出成形された 6063 プロファイルは、フレーム U- 値を 0.7 ～ 2.0 W/m2K 付近に保ちながら、全ガラス製ファサードの風荷重を支える、熱的に破壊された薄壁セクションに成形できます。-ユニット化されたアセンブリと構造用シリコン グレージングにより、迅速かつ乾燥した設置ときれいな視界が可能になります。

Q: リサイクルされた金属は実際にファサードの二酸化炭素排出量をどれくらい削減しますか?
再溶解には一次製錬のエネルギーの約 5 パーセントが使用されるため、使用済みの含有量が 75 パーセントを超える押出成形品では、固着炭素を約 85 パーセント削減できます。-主張を確認するには、工場にリサイクル含有量の申告と製錬所の排出量の数値を求めてください。-

Q: 被覆材と屋根材にはどの合金と質質を指定する必要がありますか?
被覆被覆材には 5005 または 5754 H14 シートを使用し、立ち継ぎ屋根には 5754 H16 または 3004 H26 を使用します。-これらの焼き戻しにより、成形性と、風による吹き上げや人の往来に耐えるのに必要な剛性のバランスが保たれます。

Q: 膨張性塗料はアルミニウム構造物を防火できますか?{0}?
それ自体ではありません。アルミニウムは摂氏約 200 度を超えると急速に強度を失うため、定格アセンブリは通常、EN 1999-1-1 および EN 1999-1-2 に準拠した構造チェックとともに、EN 1366-4 に準拠してテストされたミネラルウールのカプセル化とキャビティバリアに依存します。

Q: 海岸沿いの建物に最もよく耐えられる表面仕上げはどれですか?
EN 12206-1 に準拠した 60 ～ 80 um の粉体塗装、または EN ISO 7599 に準拠した 15 ～ 25 um の陽極酸化層は、合金が海洋耐性グレードであり、切断端が適切に詳細化されシールされている場合、どちらも良好に機能します。

Q: アルミニウムはモジュール式および取り外し可能な構造でどのように使用されますか?
押出成形フレームはバスルーム ポッドとプラント モジュールを形成し、現場の労働力を約 70% 削減します。一方、連動するフロア カセットは 500 kg/m2 の荷重に耐え、取り外し可能なパーティションにより最大 90% のコンポーネントの再利用が可能になります。