Hliníkové profily používané ve stavebnictví se nejčastěji vyrábí ze slitiny kovů Al–Mg–Si 0,5 F22 s minimální tahovou pevností 215 N/mm2. Dovolené napětí pro namáhání tahem a tlakem v závislosti na kombinaci zatížení dosahuje hodnot 95 N/m nebo 105 N/m. Modul pružnosti je E = 7000 kN/cm2. Požadavky na hliníkové profily pro stavebnictví specifikují normy ČSN EN 12020 „Hliník a slitiny hliníku – Lisované přesné profily ze slitin EN AW–6060 a EN AW–6063“.
Vlastnosti hliníkové slitiny
Nízká hmotnost, vysoká pevnost a tvarová stálost
Hliník není pouze pevný a odolný, nýbrž je to i lehký kov. Jeho měrná hmotnost činí 2,7 g/cm
3 a dosahuje pouze třetiny měrné hmotnosti oceli. Malá hmotnost je přínosem při úsporách energie a nákladů při dopravě hliníkových výrobků. Snižují se náklady na provoz a údržbu dopravních zařízení a vozidel. Výrazně ulehčené jsou výroba a montáž velkých stavebních fasádních prvků a manipulace s nimi. Rovněž lze počítat s lehčími základovými konstrukcemi a s dispozicí nosných prvků s nižšími stavebními a materiálovými náklady.
Vysoká odolnost proti korozi a dlouhá životnost
Dobrá odolnost proti atmosférické korozi je dána ochrannou zoxidovanou povrchovou vrstvou, která se vždy vytváří při styku se vzduchem, a která se po sejmutí vždy rychle spontánně obnoví. Odolnost proti korozi lze ještě zlepšit různými povrchovými úpravami. Oproti oceli vrstva oxidu nereaguje s hliníkovou slitinou a neurychluje korozi.
Ekologické aspekty
Hliník je po kyslíku a křemíku na zemi třetí nejčetněji se vyskytující prvek a tvoří zhruba 8 % zemské kůry. Proti výrobě primárního – surového hliníku z bauxitu se při zpracování druhotného hliníku přetavením spotřebuje zhruba jen 5 % energie. Druhotný hliník může projít bez kvalitativních ztrát mnoha výrobními cykly. Hliníkový odpad ze stavebnictví se vyznačuje s ohledem na kvalitu a druh značnou stálostí. Důkazem rentability je vysoká míra recyklace hliníku – v současnosti se 85 % materiálu vrací ke zpracování do výrobního oběhu. Ukládáním či likvidací hliníkového odpadu zároveň nedochází k žádné zátěži životního prostředí.
Riziko vzniku elektrochemické koroze
Vlivem rozdílných elektrických potenciálů dochází při kombinaci hliníku s jinými kovy bez izolačních mezivrstev ke vzniku kontaktní koroze (vznik elektrického článku). Korozní proces je ovlivněn mj. jakostí povrchu. Zdrsnění je třeba minimalizovat, poškrábání narušuje protikorozní ochranu.
V zásadě bezproblémové je spojování hliníku s následujícími kovy:- nerezová chrómová a chromniklová ocel
- hliník, olovo, chróm, nikl, cín, zinek
- ocel s povlakem z hliníku, chrómu, niklu, cínu či zinku
- ocel s povrchovou organickou vrstvou
Vyloučit nebo pečlivě oddělit izolací je nutné spoje hliníku s následujícími kovy:- nechráněná ocel
- měď, bronz, mosaz
Hliník musí být zpracován s ohledem na ochranu proti korozi se zachováním konstrukčních zásad uvedených v evropských a českých normách. Je třeba se vyvarovat všech spár, dutin či ploch, kde by se mohla koncentrovat voda. Agresivní složky z atmosféry, chemické a mechanické zatížení, zvýšená teplota a vzdušná vlhkost způsobují urychlení korozního procesu.
Hliníkové profily jsou během skladování, přepravy i montáže chráněny proti mechanickým a korozním vlivům samolepicími snímatelnými plastovými fóliemi, které jsou ochranou zejména proti omítkám, maltám, sádře, cementu, betonu i proti prostředkům na odstraňování cementu.
K zajištění trvalé protikorozní ochrany hliníku je povrchová úprava prováděna následujícími způsoby:
- anodická oxidace (eloxování)
- povrchová úprava nanesením práškového či tekutého laku
- ochranné povrchové vrstvy chemickým chromátováním a fosfátováním
- nátěry materiálů na bázi živic a dehtových smol
Ve spojích jednotlivých hliníkových prvků jsou používány vložky z vhodných plastických hmot.
Výroba profilů
Výroba profilů probíhá tlačením ve výkonném lisu, do kterého je vložen odlitek zpravidla ve slitině Al–Mg–Si 05 F22 zahřátý na teplotu 450°C či nižší. Hliníkový materiál odlitku se protlačuje přes ocelovou matrici, která je chlazena tekutým dusíkem. Ocelové matrice jsou kruhového průřezu s otvory pro protlačení hliníkové masy do požadovaného tvaru a zakřivení. Matrice jsou jednoúčelové a sestavené váží až 500 kg. Ocel k výrobě matrice musí být mimořádně kvalitní, s vysokým stupněm otěruvzdornosti.
Celý proces lisování je plně automatizován. Podle druhu a tvaru profilů lis pracuje s různými tlaky, největší lisy protlačují silou až 55 MN. Profily se vytlačí na délku, kterou umožní výrobní hala, a následně se mechanicky natahují. Tím dojde k vyrovnání profilu, mikroskopickému uspořádání materiálu a zlepšení mechanických vlastností. Hotové profily se řežou na expediční délku, obvyklá je 6 m nebo 6,5 m, ale může být i delší. Někteří výrobci uvádějí maximální expediční délku přes 10 m.
Profily s přerušeným tepelným mostem
Profily s přerušeným tepelným mostem se převážně uplatňují v okenních (rámových) systémech a systémech modulových fasád, v systémech rastrových fasád sice méně, avšak také nejsou výjimkou. Řešení přerušení tepelného mostu v profilu (vázání dvou profilů přes izolátor) se vyvíjelo od 70 let minulého století. Zpočátku se mezi dva profily nýtovaly a později lisovaly bodové izolátory z různých pryskyřic a umělých hmot, někdy se používaly celohliníkové profily vylité pryskyřicí, jimž se po vytvrdnutí odfrézovala stěna a pryskyřice tvořila izolační zónu, a zároveň staticky držela profil pohromadě.
Počátkem osmdesátých let se vývoj ustálil na průběžných izolátorech, zpravidla z polyamidu vyztuženého skelným vláknem, zalisovaných do dvou hliníkových profilů. Postupně se hledají i jiné materiály, například polythermid, případně kombinace materiálů – izolátory doplněné nízkovodivými pěnovými izolanty. Velikostí a tvarem izolátorů jsou dány mechanické a tepelné vlastnosti profilu. Možnost použití větších a větších izolátorů ale naráží nejen na technologické možnosti dosažení geometricky přesného profilu, ale zároveň přináší i riziko vnášení průhybů do konstrukcí vlivem bimetalovýho efektu – rozdílná tepelná roztažnost vnějšího a vnitřního profilu.
obrázek č. 1 – v horní řadě jsou zobrazeny pro ilustraci různé izolátory a jejich zalisování do profilů
obrázek č. 3 – příklad typů izolátorů hliníkových profilů
V současné době se už u nejvyspělejších systémů nepoužívají samotné jednoduché polyamidové izolátory, ale je komplexně řešena celá tepelná zóna vázaného hliníkového profilu. Funkční vlastnosti se posuzují podle ČSN EN 14024 „Kovové profily s přerušením tepelného mostu – Mechanické funkční vlastnosti – Požadavky, posouzení výpočtem a zkouškami“, profily určené pro strukturálně lepené sklo se posuzují také podle části 3 řídícího pokynu ETAG 002 „Systémy zasklení s konstrukčním tmelem“.
Součinitel prostupu tepla profilů (především oken a dveří) lze zjistit měřením podle ČSN EN 12412–2 „Tepelné chování oken, dveří a okenic – Stanovení součinitele prostupu tepla metodou teplé skříně – Část 2: Rámy“ nebo výpočtem podle ČSN EN ISO 10077–2 „Tepelné chování oken, dveří a okenic – Výpočet součinitele prostupu tepla – Část 2: Výpočtová metoda pro rámy“.
Názory k článku (3 komentáře)
No u oken jsem se s tím teda ještě nesetkala, ale s manželem jsme pravda studovali něco o hliníku když jsme si do firmy do kanceláří pořizovali https://www.jis.cz/…ikove-dvere/ hliníkové dveře. Tehdy to stálo strašně moc peněz, ale nám se to líbilo, tak jsme si chtěli po čase zase udělat radost no :-)
Taky jsme si nechávali dělat hliníková okna na míru. Rovnou jsme to řešili i s elektrikářem, který nám doporučil fázové svorky od https://www.schmachtl.cz/patrove-svorky#… na vývod elektřiny mezi jednotlivými okny. V pracovně si totiž manželka vymyslela, že bude mít hliníková okna s vnitřním osvětlením, kvůli atmosféře. No, koukal jsem jak puk, ale nakonec jsem vyměkl. Jako každý chlap.
My máme také objednaná hliníková okna. Zas tak velký rozdíl jsem mezi hliníkovými a plastovými okny neviděl, ale manželce se víc líbila ta hliníková, tak jsem dal na ni. Objednali jsme si je z Pramos https://www.pramos.cz/…nikova-okna/ , tak už se těším, až nám je zadělají a uzavře se nám tak konečně dům.