Φαινόμενο Γιαταγάνι

Το φαινόμενο γιαταγάνι ή bimetallic effect παρουσιάζεται στα θερμοδιακόπτομενα κουφώματα αλουμινίου και έχει ως αποτέλεσμα την ελαφρά κάμψη των πλαισίων που αποτελούν το κούφωμα. Η ελαφρά αυτή παραμόρφωση με την σειρά της μπορεί να οδηγήσει, στην μείωση της υδατοστεγανότητας και της αύξηση της αεροδιαπεράτοτητας, καθώς επίσης και στην εμφάνιση προβλημάτων λειτουργικότητας, όπως την δυσκολία στο κλείδωμα.
Η εμφάνιση του οφείλεται σε ένα γνωστό φυσικό φαινόμενο, την θερμική διαστολή, ενώ ο λόγος δημιουργίας του, είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας του θερμοδιακοπτόμενου προφίλ αλουμινίου. Στη πραγματικότητα το κούφωμα συμπεριφέρεται περίπου όπως ένα διμεταλλικό έλασμα, με κάπως πιο περίεργη συμπεριφορά λόγω των γεωμετρικών χαρακτηριστικών της κάθε διατομής.
Αρχικά κατά την διάρκεια επεξεργασίας των κουφωμάτων η κάθε βέργα που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του, έχει την ίδια θερμοκρασία. Όταν όμως το κούφωμα είναι τοποθετημένο, τότε μπορεί να υπάρχει διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας που να φτάσει ακόμη και τους 60°C. Τότε η εσωτερική πλευρά τείνει να έχει διαφορετικό μήκος από αυτό της εξωτερικής, αλλά επειδή είναι συνδεδεμένες μεταξύ τους τελικά παρουσιάζεται κάμψη του προφίλ όπως φαίνεται και στην εικόνα 1.
Από την σχέση της γραμμικής διαστολής d=α⋅L⋅Δθ (σχέση 1) μπορούμε να υπολογίζουμε την διαφορά μήκους μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας μιας βέργας αλουμινίου αρχικού μήκους L=2,1m (τυπικό ύψος προφίλ για φύλλο στο οποίο θα τοποθετηθεί τζάμι).
Οι όροι της σχέσης 1 είναι η εξής:
d : Η γραμμική διαστολής.
α : Ο συντελεστής γραμμικής διαστολής (ανοιγμένο μέγεθος) ανά °C.
Δθ : Η μεταβολή της θερμοκρασίας με Δθ = θ_{τρέχουσα} - θ_{αρχικού μήκους}.
L : Το μήκος του προφίλ.
Αν d₁ και d₂ η γραμμική διαστολής της εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας αντίστοιχα, τότε η διαφορά της διαστολής είναι Δd=d₁-d₂, οπότε από την σχέση 1, έχουμε Δd=α⋅L⋅(Δθ₁ - Δθ₂) με Δθ₁=θ₁-θ₀ και Δθ₂=θ₂-θ₀.
Όπου θ₂ η εξωτερική θερμοκρασία, θ₁ η εσωτερική θερμοκρασία και θ₀ η θερμοκρασία κατά την κοπή του προφίλ.
Οπότε Δθ₁ - Δθ₂ = θ₁ - θ₀ - θ₂ + θ₀ = θ₁ - θ₂.
Άρα Δd=α⋅L⋅(θ1 - θ2)=α⋅L⋅Δθ₃ (σχέση 2). Με Δθ₃ την διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας και α=24⋅10^-6 /C για το αλουμίνιο.

Εικόνα 1. Παραμόρφωση από διαφορά θερμικής διαστολής λόγω διαφοράς θερμοκρασίας

Τροφοδοτώντας την σχέση 2 με διαφορετικές διαφορές θερμοκρασίας λαμβάνουμε τα ακόλουθα αποτελέσματα.

Εικόνα 2.
Γράφημα Διαφοράς
Θερμικής Διαστολής

Δθ₃=20°C έχουμε Δd=1mm.
Δθ₃=30°C έχουμε Δd=1,5mm.
Δθ₃=40°C έχουμε Δd=2mm.
Δθ₃=50°C έχουμε Δd=2,5mm.
Δθ₃=60°C έχουμε Δd=3mm.

Όπως βλέπουμε από τα αποτελέσματα παρουσιάζεται αρκετή διαφορά μήκους μεταξύ εσωτερικής και εξωτερικής επιφάνειας η οποία σίγουρα θα οδηγήσει σε κάποια παραμόρφωση του πλαισίου. Τα αποτελέσματα δίνονται και στο γράφημα της εικόνας 2. Όπως είπαμε και παραπάνω αυτή η διαφορά μήκους δεν παρουσιάζεται, αντ' αυτής εμφανίζεται μια κάμψη στο προφίλ, η οποία είναι εντονότερη όσο μεγαλύτερη γίνεται η Δθ₃.

Εικόνα 3. Πολυαμίδιο
Anti Bi-metal

Για την μείωση του φαινόμενου γιαταγάνι γίνεται χρήση ειδικά σχεδιασμένων πολυαμιδίων που ονομάζονται Anti Bi-metal (εικόνα 3). Να σημειωθεί ότι η χρήση τους είναι επιλογή της εταιρείας διέλασης (παραγωγού του συστήματος) και όχι του κατασκευαστή των κουφωμάτων. Κάποιες διελάσεις δίνουν το δικαίωμα επιλογής χρήσης του συγκεκριμένου πολυαμιδίου, κάποιες το έχουν ως προκαθορισμένο για ορισμένες σειρές τους, ενώ υπάρχουν και διελάσεις που δεν χρησιμοποιούν.