کامپوزیت آلومینیوم نما

کامپوزیت آلومینیوم نما

پانل کامپوزیت آلومینیوم به عنوان مصالح نما

هدف از این مطالعه آشنایی همه جانبه با پانل های کامپوزیت آلومینیومی از نظر ساخت، چرخه عمر، پایداری، خواص، کاربرد آن در ساخت و ساز ساختمان است.

مقدمه

پانل های کامپوزیت آلومینیومی پانل های ساندویچی هستند که دارای لایه هایی از ورق های آلومینیومی با هسته پلی اتیلن هستند. در نمای بیرونی و همچنین در داخل ساختمان ها استفاده می شود. هدف اصلی این روکش، تقویت هر دیوار مرده یا ارائه زیبایی به ارتفاع ساختمان است. پانل های کامپوزیت آلومینیومی در رنگ های مختلف، اندازه های مختلف و اشکال مختلف موجود هستند. پانل های کامپوزیت آلومینیومی را می توان در هر نوع ساختمانی مورد استفاده قرار داد. در حال حاضر، عمدتا در مجتمع های تجاری و ساختمان های شرکتی استفاده می شود.

پانل های کامپوزیت آلومینیومی در انواع مختلفی موجود است. روکش مات، طرح ساده، طرح چوبی، طرح سنگ و بسیاری موارد دیگر وجود دارد. این پانل ها در شرایط مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. پانل های کامپوزیت آلومینیومی با سایر مصالح ساختمانی مانند شیشه نیز استفاده می شود. ساختمان های زیادی وجود دارند که دارای نماهای زیبایی هستند که در آنها از پانل های کامپوزیت آلومینیومی با شیشه استفاده شده است. ساختمان نمادین برج العرب در دبی نیز دارای روکشی از پانل کامپوزیت آلومینیومی با ترکیب شیشه در ارتفاع خود است.

پانل کامپوزیت آلومینیوم نما و آلومینیوم چیست؟

  1. ALUMINIUM- آلومینیوم یک فلز نقره ای-سفید است. سیزدهمین عنصر جدول تناوبی است. این فلز رایج ترین فلز مورد استفاده روی زمین است و همچنین بیش از 8 درصد از لایه هسته زمین را تشکیل می دهد. همچنین در رتبه سوم رایج ترین عنصر شیمیایی قرار دارد

پس از اکسیژن و سیلیکون در سیاره ما یافت می شود. آلومینیوم در حالت خالص در محیط یافت نمی شود و همیشه با عناصر دیگر ترکیب می شود و آلیاژها را تشکیل می دهد. رایج ترین سولفات آلومینیوم است.

یکی دیگر از سنگ معدن آلومینیوم، بوکسیت، نیز به عنوان ماده اولیه در تولید آلومینیوم استفاده می شود. این یک کانی رسی است که شامل موارد مختلفی است.

مخلوطی از هیدروکسید آلومینیوم با اکسیدهای آهن، سیلیکون، تیتانیوم، گوگرد، گالیم، کروم، وانادیم و همچنین کربناتهای کلسیم سولفوریک، آهن و منیزیم مخلوط شده است. به دلیل بافت و رنگ بوکسیت صدها سال پیش آلومینیوم اغلب به عنوان نقره ای که از آلومینیوم به دست می آید در نظر گرفته می شد. برای تولید 1 تن آلومینیوم به طور متوسط ​​4 تا 5 تن بوکسیت مورد نیاز است.

پانل های کامپوزیت آلومینیوم نما

پانل های کامپوزیت آلومینیومی پانل های پیش ساخته ای هستند که از دو ورق آلومینیوم با هسته پلی اتیلن 3 میلی متر تشکیل شده است. ضخامت ورق های آلومینیومی 0.5 و 0.3 میلی متر است بنابراین ضخامت کل پانل به 4 میلی متر می رسد که بر این اساس متفاوت است. پانل خارجی پانل آلومینیومی یعنی ورق آلومینیوم با PVDF روکش شده است.

اندازه استاندارد مورد استفاده برای پانل های کامپوزیت آلومینیومی 3، 4 میلی متر و 6 میلی متر است، بسته به ضخامت ورق های پلی اتیلن و آلومینیوم موجود. پانل های کامپوزیت آلومینیومی عمدتاً در نمای ساختمان ها استفاده می شود. از آنها به صورت خارجی و همچنین داخلی در ساختمان استفاده می شود.

تاریخچه پانل های کامپوزیت آلومینیوم نما و آلومینیوم

 

 تاریخچه آلومینیوم

آلومینیوم یک فلز بسیار جدید در کاربردهای انسانی است که برای اولین بار در سال 1854 استخراج شد. بعداً در سال 1886، این فلز گرانبها به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفت. اولین کاربرد آلومینیوم در ساختمان ها در سال 1898 انجام شد، زمانی که گنبد کلیسای San Gioacchino در رم با ورق های آلومینیومی پوشانده شد. در سال 1931، ساختمان امپایر استیت در نیویورک اولین ساختمانی بود که از آن استفاده شد.

تاریخچه پانل کامپوزیت آلومینیوم

برای اولین بار در سال 1969 پانل های کامپوزیت آلومینیومی توسط شرکت ALUSINGEN به عنوان اختراع مشترک با BASF معرفی شد. Alusingen توسط Alusuisse خریداری شد که سپس توسط شرکت غول پیکر چند ملیتی ALCAN در سال 2000 (امروزه Rio Tinto) خریداری شد. آلوسینگن پروسه Alucobond را به مدت 20 سال بین سالهای 1971 و 1991 ثبت کرد.

پس از انقضای حق اختراع، چندین شرکت مانند ALCOA (با نام تجاری reynobond)، ETEM (با نام تجاری etalbond)، MITSUBISHI (با نام تجاری alpolic) وارد میدان شدند. به همین دلیل است که این محصول تجاری‌تر و از نظر اقتصادی کارآمدتر شده است. در کنار کرتین وال و شیشه، مواد پانل کامپوزیت آلومینیومی بر صنعت نما غالب شده اند و در حال حاضر شهرهای مدرن بسیاری وجود دارند که تماماً تنها و تنها با این مصالح ساخته شده اند.

چرخه زندگی آلومینیوم

پانل کامپوزیت

 

استخراج آلومینیوم

از آنجایی که انرژی برای بازیافت آلومینیوم مورد نیاز است، حدود 5 درصد از آن برای تولیدات اولیه مورد نیاز است، می توان مزایای زیست محیطی فلز را مشاهده کرد. بوکسیت، سنگ معدنی که آلومینیوم اولیه از آن تولید می‌شود، عمدتاً از استرالیا، برزیل، بنگال غربی و هند غربی و دیگر مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری منشأ می‌گیرد. آلومینیوم اولیه از الکترولیز آلومینا (اکسید آلومینیوم) که از بوکسیت استخراج می شود به دست می آید.

تبدیل

محصولات مسطح آلومینیوم بیشتر از فرآیند نوردکاری به دست می آیند که آلومینیوم را به ضخامت های مختلف تبدیل می کند. این فرآیند با فرآیند نورد گرم آغاز می شود و بلوک را از طریق یک غلتک کاهنده به جلو و عقب می گذراند. و نورد نهایی از طریق فرآیند نورد سرد انجام می شود که در آن ضخامت ورق به 0.15 میلی متر تا 0.007 میلی متر کاهش می یابد. سپس می توان از این ورق ها برای ساخت پانل های روکش فلزی و بسیاری موارد دیگر استفاده کرد.

تکمیل

آلومینیوم یکی از فلزاتی است که می توان آن را بدون اتمام به حالت طبیعی خود رها کرد.

بنابراین وقتی در معرض هوا قرار می گیرد به طور طبیعی اکسید می شود و یک لایه نازک از اکسید تشکیل می شود به همین دلیل به طور کامل از اکسیداسیون بیشتر فویل آلومینیومی محافظت می کند.

آندایزینگ یک فرآیند الکتروشیمیایی برای تقویت لایه اکسید طبیعی روی سطح آلومینیوم است. که یک سطح مات نقره ای را فراهم می کند و سطح فلزی رنگی را نیز می توان با آب بندی رنگ های فلزی در لایه آنودایز به دست آورد.

ورق های کویل دار  کاربرد مهمی در پانل های کامپوزیت دارند، یعنی یک ساندویچ از دو ورق آلومینیومی که در یک هسته پلی اتیلن به هم چسبیده اند. د. فاز استفاده: آلومینیوم به دلیل نگهداری کم و بهره وری انرژی در ساختمان ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

پانل کامپوزیت آلومینیوم نما عمدتاً در نمای بیرونی و همچنین داخلی ساختمان استفاده می شود. همچنین در طراحی هویت شرکتی استفاده می شود.

کاربری خارجی (به عنوان نما)

شهرک های صنعتی، مراکز خرید، هر گونه اماکن تجاری و اداری، مراکز سوخت گیری (پمپ بنزین و جایگاه CNG) ساختمان مسکونی، بازسازی ساختمان قدیمی

کاربری خارجی (غیر نما)

تابلوهای شرکتی، نمایشگر در فضای باز، طرح های غرفه نمایشگاهی، بیلبوردها، سایبان ها، کیوسک ها، تابلوها، پانل های تبلیغاتی دیواری، ستون های نمایش داخلی، ستون

کاربری داخلی

سقف، نیم سقف کاذب، کمد، رومیزی، درب، دیوارپوش داخلی، آشپزخانه، دیوارهای جداکننده

بازیافت ضایعات 

آلومینیوم را می توان به طور مکرر بدون از دست دادن ارزش یا خواص بازیافت کرد. انرژی مورد نیاز تنها کسری از انرژی برای تولید اولیه است، اغلب به اندازه 5٪. در بسیاری از مواقع آلومینیوم در ترکیب با مواد دیگری مانند پلاستیک و فولاد یافت می شود که لازم است قبل از مذاب شدن از آلومینیوم جدا شوند، پس از آن جریان های گردابی و جداسازی شناور سینک از آلومینیوم جدا شوند.

ترکیب پانل کامپوزیت آلومینیوم نما 

پانل های کامپوزیت آلومینیومی از پوسته هایی از ورق های آلومینیومی تشکیل شده است که با رنگ PVDF پوشیده شده و به یک هسته پلی اتیلن چسبانده شده است.

عمدتاً سه فناوری برای پردازش این پانل ها وجود دارد:

  • کواکستروژن
  • لمینت با لایه های چسب از پیش ساخته 
  • لمینت اکستروژن.

ویژگی های پانل های کامپوزیت آلومینیومی نما

  • آلیاژ پانل آلومینیوم افزایش مقاومت در برابر خوردگی و مزایایی در نصب را ارائه می دهد.
  • لاک فوق پلی استر خواص چاپ ایده آل را برای صفحه نمایش و همچنین چاپ دیجیتال تضمین می کند.
  • هسته PE سیاه با مسدود کننده UV مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش را افزایش می دهد.
  • پانل کامپوزیت آلومینیومی نما علیرغم وزن سبک خود، استحکام بالا و صافی کامل را نیز در داخل ورق های نازک ارائه می دهد.
  • پایداری بیرونی عالی را در محدوده وسیع دما از 50- تا 80+ فراهم می کند.

خواص پانل های کامپوزیت آلومینیومی نما

ویژگی های پایدار پانل های کامپوزیت آلومینیوم نما

آلومینیوم یک ماده پایدار است زیرا 100٪ قابل بازیافت است، بدون افت کیفیت. ماندگاری بالایی دارد. پانل کامپوزیت آلومینیومی نما که در ساختمان استفاده می شود دارای سیستم های صرفه جویی در انرژی، هوابند، گرمایش خورشیدی و فتوولتائیک می باشد.

مزایا و معایب

مزایای پانل های کامپوزیت آلومینیوم

  • خواص مکانیکی عالی در وزن سبک
  • مقاومت در برابر هوا و مواد شیمیایی
  • سفت و مسطح و در عین حال بسیار شکل پذیر
  • سر و صدا و عایق حرارتی قابل توجه ∙ مقرون به صرفه
  • غیر سمی و سازگار با محیط زیست ∙ عملکرد پوشش بیرونی بادوام ∙ پردازش آسان و سریع
  • کمترین نیاز به تعمیر و نگهداری

معایب پانل های کامپوزیت آلومینیومی

  • مستعد فرورفتگی به خصوص در فشارهای سخت است
  • عایق رطوبتی برای پانل کامپوزیت آلومینیومی ضروری است

اجرا، نصب و نگهداری از پانل های کامپوزیت آلومینیوم نما 

 الف. مراحل اجرای نصب کامپوزیت

  • آماده سازی لوازم نصب در روش فیکس FIXING 

  1. چسب و نوار دو طرفه.
  2. خرید ورق کامپوزیت و پروفیل آهن ضد زنگ، کاست های پیش ساخته که با پرچ، پیچ و مهره، پیچ بسته می شوند.
  3. نماهای نوع کرتین وال و سیستم تابلو مغازه.

  •  آماده سازی 

روش کاست

  1. تمام پانل های کامپوزیت آلومینیوم نما باید در کارگاه ساخته و مونتاژ شوند تا بالاترین استاندارد کار و نظارت را داشته باشند.
  2. پانل ها باید به صورت نوارهای کامل با فریم آلومینیومی ساخته شوند.
  3. تمام گوشه های اتصالات باید با درزگیر تایید شده، آب بندی شوند.
  4. کاست های تمام شده باید با علامت گذاری اجزا برای شناسایی و مونتاژ آسان به نصاب تحویل داده شوند.

  •  نصب کاست

  1. اتصال دهنده ها شامل پیچ های مخفی، مهره ها، پرچ ها و سایر موارد مورد نیاز برای اتصال پانل باید از جنس فلزات ضد زنگ غیر مغناطیسی باشد.
  2. پرچ های مورد استفاده برای بستن فریم های فرعی باید از جنس آلومینیوم، سر فلنج بزرگ با سنبه فولادی ضد زنگ باشد.
  3. تمام یراق آلات ثابت دیگر باید از آلومینیوم یا فولاد ضد زنگ باشد.

  •  آب بندی و آب رو خروج آب

سیستم آب بندی و آب رو خروج آب باید در سیستم نمای خارجی گنجانده شود. تمام آب جمع آوری شده توسط سیستم آب رو باید به صورت کنترل شده در سطح زمین تخلیه شود.

  •  انبساط و انقباض

هرگونه تغییر دما به دلیل شرایط آب و هوایی نباید باعث کمانش مضر، باز شدن درزها، فشار بی مورد روی بست و زیرسازی، صدا از هر نوع یا سایر عیوب شود.

ب. نصب

  1. پانل های معیوب شامل قطعات تاب خورده، خمیده، فرورفته، ساییده شده و شکسته نباید نصب شوند.
  2. هرگونه برش، جوش یا لحیم کاری که باعث آسیب به پایان، کاهش استحکام یا منجر به نقص بصری یا شکست در عملکرد شود، نباید در حین نصب اجرا شود.
  3. براکت و بیس پلیت های نگهدارنده باید طوری طراحی شوند که تنظیمات سه بعدی و مکان دقیق اجزای دیوار را فراهم کنند.
  4. تمام اتصالات باید دارای عرض مشخص باشند. هیچ دو اتصال مجاور یا عمود بر هم نباید بیش از 2.5 میلی متر اختلاف عرض داشته باشند. تحمل بین پانل های مجاور در سراسر اتصالات نباید از 1.5 میلی متر تجاوز کند.

ج. نگهداری

بهتر است تمیز کردن پانل ها حداقل یک بار در سال انجام شود. آب گرم با مواد شوینده و یک پارچه تمیز کننده نرم، مایع تمیز کننده با دمای بالاتر از 40 درجه سانتیگراد باید استفاده شود. تمام مواد شوینده باید دارای مقدار pH بین 5 تا 8 باشند.

تکنیک های نصب پانل کامپوزیت آلومینیوم نما 

الف. اره و برش

برش با قیچی، اره و گیوتین امکان پذیر است.

پانل کامپوزیت آلومینیومی را می توان به راحتی با استفاده از اره نوک کاربید برش داد. همچنین می توان از قیچی گیوتین استفاده کرد. با این حال، برش با استفاده از قیچی گیوتین ممکن است باعث شیب جزئی در زاویه تقریبی، 5 درجه در فرآیند برش در نقطه برش شود.

ب. اتصال

ابتدا باید گوشه های اتصالات را با توجه به نوع تاشوی شکاف های اتصال انتخاب کرد تا با استفاده از ماشین آلات خم شوند. مواد پرکننده پلی اتیلن باید در ضخامت 0.3 میلی متر در محل باز شدن اتصال باقی بماند. پلی اتیلن 0.5 میلی متری و ضخیم تر را نمی توان به راحتی، تا کرد. از طرف دیگر پلی اتیلن 0.1 میلی متری و نازک تر باعث شکستگی آلومینیوم می شود و عدم وجود پلی اتیلن در نقطه اتصال باعث شکسته شدن آلومینیوم در اولین ضربه می شود.

شکل زوایای اتصال

کامپوزیت آلومینیوم نما

ج. فرآیند خمش یا نورد

تحت فشار پانل های کامپوزیت آلومینیومی را می توان به راحتی توسط دستگاه پرس تک رول خم کرد و شکل داد. زاویه خمش با عرض قالب، شعاع رول، نیروی ضربه و فاصله ضربه تعیین می شود. دهانه جلوی قالب باید صاف و در شعاع مشخص باشد.

دو سر قالب شکل دهنده نباید گوشه تیز باشد بلکه باید در شعاع خاصی گرد باشد. علاوه بر این می توان یک ماده بافر نرم برای جلوگیری از خرد شدن قرار داد. عرض قالب ایده آل با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود. شعاع خمش با دستگاه پرس 40-55 میلی متر و با دستگاه سه غلتکی 200-300 میلی متر است.

کامپوزیت آلومینیوم نما

د. محاسبات بار باد

اگر سرعت باد تعریف شده باشد، می توان نیروی باد بر متر مربع را محاسبه کرد.

Pw = k*q

k: ضریب آیرودینامیکی (بین 1،2 و 1،6 با توجه به ارتفاع)

q=v²/16

v: سرعت باد (متر بر ثانیه)

Pw: نیروی باد (kg/m²)

پانل کامپوزیت آلومینیومی انرژی را بهبود می بخشد

عملکرد ساختمان

الف. صرفه جویی در انرژی در طول فصل گرما

سیستم های روکش تهویه شده آلومینیومی از قسمت بیرونی مواد عایق در برابر باران محافظت می کند، که باعث می شود خواص صرفه جویی در گرما بهتر شود. علاوه بر این، شکاف هوا بین ورق و دیوار ساختمان به عنوان یک نگهدارنده اضافی گرما عمل می کند. سیستم های نمای تهویه شده این امکان را فراهم می کند که از اتلاف قابل توجه انرژی جلوگیری شود.

ب. صرفه جویی در انرژی در طول فصل سرمایش

روکش آلومینیومی تهویه شده تا حدی تابش خورشید را منعکس می کند و تهویه طبیعی را تضمین می کند که میزان گرمای ساختمان ها را در هوای گرم کاهش می دهد.

ساختمان های بلند نما شده با پانل های کامپوزیت آلومینیومی 

برج العرب- دبی به دلیل معماری فوق العاده خود شناخته شده است. ساخت این هتل در سال 1990 آغاز شد. هتل برج العرب توسط WS ATKINS AND PARTNERS طراحی شده است. این هتل پنج ستاره خیره کننده که در سال 1999 تکمیل شد، در یک جزیره مصنوعی در 280 متری ساحل قرار دارد. استفاده از پانل های آلومینیومی کامپوزیت سفید سفارشی ، پوشش داده شده با رزین LUMIFLON FEVE، نمک،شن ریزه و باد هیچ تاثیری بر پوشش خارجی نداشته است.

رزین رنگ Lumiflon feve معمولاً روی پل ها، قایق ها و هواپیماها استفاده می شود و پوشش بیرونی قوی روی پانل های کامپوزیت ایجاد می کند. علاوه بر این، شیشه اکریلیک در قسمت بیرونی برای مقاومت در برابر فشار آب استفاده می شود. نمای هتل دارای متریالی به نام DYNEON است که یک پارچه دو لایه است که بیش از 160000 فوت مربع از نمای بیرونی سازه را می پوشاند. در شب، یکپارچه سفید با نورهای چند رنگ روشن می شود و توجه بیشتری را به طراحی شیک هتل جلب می کند.

نمای ترکیبی با کامپوزیت آلومینیوم نما 

پانل های کامپوزیت آلومینیومی را می توان با مواد مختلف دیگر مانند شیشه و غیره،در نما ترکیب کرد. از آنجایی که کامپوزیت آلومینیوم نما یک ماده سبک وزن است، می تواند به راحتی با مواد سبک وزن ترکیب شود. شکل ورق کامپوزیت آلومینیوم نما را می توان به راحتی تغییر داد زیرا به راحتی خم می شود.

طراحی های که با پانل های کامپوزیت آلومینیومی نما انجام شده، ترکیب آن با ماده های است که به سبک آلومینیوم نیست و یک ماده بسیار سخت است، یعنی سنگ، آجر،شیشه و غیره این امر را به خوبی نشان می دهد.

متریال های سنگ بسیار سخت هستند یعنی نمی توان آنها را به اشکال دیگر تبدیل کرد. در مقایسه با کامپوزیت آلومینیومی نما بسیار سنگین است.

حداقل ضخامت ورق مرمر 30 میلی متر است.

نتیجه گیری

مطالعه فوق شامل تمام جنبه های پانل های کامپوزیت آلومینیومی نما است که می تواند در هر نمای ساختمان نصب شود تا ظاهر زیبایی شناسی هر ساختمان را افزایش دهد. پانل های کامپوزیت آلومینیومی به دلیل سبک وزن بودن، نگهداری آسان و عدم افزایش بار مرده ساختمان و همچنین افزایش زیبایی نما، مناسب ترین متریال برای درمان نماهای ساختمان هستند.

پانل های کامپوزیت آلومینیومی قابل نصب بر روی هر نوع ساختمانی بوده و نصب آن در نماهای ارتفاعی بسیار آسان است. از آن در نمای بیرونی و داخلی ساختمان استفاده می شود.

از پانل های کامپوزیت آلومینیومی نیز برای بازسازی بسیاری از ساختمان ها استفاده می شود. این ماده بسیار ارزان است و بنابراین بسیار مقرون به صرفه است. نصب آن به مقیاس ساختمان بستگی ندارد.

پانل های کامپوزیت آلومینیومی را می توان به هر شکلی نصب کرد زیرا یک ماده انعطاف پذیر است.

مطالب مفید گروه نما سازان مدرن

و مطالبی دیگر که شاید از دیدن و مطالعه آنها لذت ببرید. در زمینه های: نمای کامپوزیت طراحی نما دکوراسیون داخلی تابلو تجاری مغازه ها و غیره که توسط گروه نماسازان مدرن گردآوری شده است.

نمای کامپوزیت در اصفهان
اجرای فنی کامپوزیت و نصب سطوح