高性能鋁合金門(mén)窗節(jié)能方面幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

■ 鄭文杰

高性能鋁合金門(mén)窗節(jié)能方面幾個(gè)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

■ 鄭文杰

隨著《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GJ134-2010）和《嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ26-2010）標(biāo)準(zhǔn)的頒布執(zhí)行，以及高檔樓盤(pán)數(shù)量的不斷增多，對(duì)鋁合金門(mén)窗性能要求越來(lái)越高，不再是簡(jiǎn)單節(jié)能、防水的鋁合金門(mén)窗。高性能的鋁合金門(mén)窗將更多的應(yīng)用到住宅上。

內(nèi)開(kāi)內(nèi)倒；雙銀Low-E；斷橋隔熱條；暖邊間隔條；充氬氣；長(zhǎng)尾膠條；低導(dǎo)熱材料

1 鋁合金門(mén)窗的節(jié)能

傳統(tǒng)的鋁合金門(mén)窗的節(jié)能方法：采用普通中空玻璃+斷橋鋁合金型材。傳統(tǒng)鋁合金門(mén)窗只是滿足節(jié)能的最基本要求，隨著全國(guó)各地節(jié)能減排要求的不斷提高，已經(jīng)越來(lái)越不滿足時(shí)代要求了。隨著高檔住宅樓盤(pán)對(duì)高節(jié)能、節(jié)能舒適度要求也越來(lái)越高，高性能鋁合金門(mén)窗迎來(lái)了市場(chǎng)春天。

傳統(tǒng)鋁合金門(mén)窗可以在諸多細(xì)節(jié)上加以提高，形成高性能節(jié)能鋁合金門(mén)窗。例如：采用內(nèi)開(kāi)內(nèi)倒開(kāi)啟方式、雙銀Low-E中空玻璃、暖邊條、充氬氣、長(zhǎng)尾膠條、低導(dǎo)熱材料、長(zhǎng)隔熱條等。

1.1 開(kāi)啟方式-內(nèi)開(kāi)內(nèi)倒

在國(guó)內(nèi)，應(yīng)用在住宅上的鋁合金門(mén)窗最常見(jiàn)的開(kāi)啟方式是：推拉、平開(kāi)和上懸窗三種。三種開(kāi)窗方式都有很大的缺點(diǎn)：推拉窗的保溫和防水性能較差，外平開(kāi)窗安全性不夠，內(nèi)平開(kāi)窗影響室內(nèi)使用空間，上懸窗通風(fēng)量小。

內(nèi)開(kāi)內(nèi)倒窗能夠很好的克服上述缺點(diǎn)，內(nèi)開(kāi)內(nèi)倒窗具有：高節(jié)能、防水好、安全性高、通風(fēng)量大等優(yōu)點(diǎn)，完全滿足高性能鋁合金門(mén)窗對(duì)開(kāi)啟方式的苛刻要求。

1.2 中空玻璃-雙銀Low-E

高性能鋁合金門(mén)窗配置圖

鋁合金窗不同開(kāi)啟方式的性能區(qū)別表

提高鋁合金門(mén)窗熱工性能最有效方法是提供中空玻璃的熱工性能。中空玻璃在鋁合金門(mén)窗中熱工面積一般在70%-75%之間，是提高鋁合金門(mén)窗熱工關(guān)鍵點(diǎn)之一。提高中空玻璃熱工的方法有：空氣腔體加大（16、20mm寬）、增加空氣腔體數(shù)量（雙中空）、雙銀Low-E玻璃。雙中空玻璃辦法成本比較高，空氣腔體加大成本其次，雙銀Low-E玻璃最簡(jiǎn)單有效，增加成本不高。

單銀Low-E與雙銀Low-E中空玻璃性能參數(shù)

1.3 斷橋隔熱條

玻璃和鋁型材是鋁合金門(mén)窗中最常用材料，鋁型材在鋁合金門(mén)窗中熱工面積一般在25%-30%之間。解決好25-30%的熱工U值是鋁合金門(mén)窗關(guān)鍵點(diǎn)之一。

隔熱條的長(zhǎng)度對(duì)U值的影響比較大，隔熱條長(zhǎng)度越長(zhǎng)隔熱效果越好，U值越低。下面分別是14.8、25.3、35.3mm三種不同長(zhǎng)度的斷橋隔熱條U值。17-25.3mm隔熱條長(zhǎng)度是以后發(fā)展長(zhǎng)度。

1.4 暖邊間隔條

國(guó)際上通常將中空玻璃的邊部2.5英寸范圍定義為玻璃邊緣，由于鋁間隔條的絕緣效果差而導(dǎo)致邊緣的導(dǎo)熱系數(shù)高而使邊部出現(xiàn)結(jié)霧，而暖邊緣技術(shù)則是能夠很好地解決這一問(wèn)題。

暖邊間隔條能提高中空玻璃邊緣線性傳熱系數(shù)Ψ值、防止玻璃邊部結(jié)露、降低發(fā)霉的可能。整窗導(dǎo)熱系數(shù)UW值能提高10-20%。

暖邊間隔條熱傳導(dǎo)值只有0.168 W/m2.K，是鋁間隔條的1/950，其制作的中空玻璃與槽鋁式中空玻璃比，邊緣溫度可提高9.23℃，大大提高了抗冷凝性；隔聲量可提高18%，降低噪音能力可提高7-10分貝。

普通鋁間隔條

據(jù)美國(guó)門(mén)窗協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，1990年以鋁間隔條技術(shù)（即冷邊）制作的中空玻璃占北美市場(chǎng)的85%，而以導(dǎo)熱系數(shù)低的間隔條制作的中空玻璃僅僅占15%；但到2000年底冷邊技術(shù)下降到20%，而導(dǎo)熱系數(shù)低的暖邊間隔條的市場(chǎng)份額則上升到80%。

暖邊間隔條

1.5 充惰性氣體-氬氣

中空玻璃空腔里充惰性氣體是改善門(mén)窗幕墻熱工性能的一種簡(jiǎn)單有效途徑。常規(guī)是充氬氣。

惰性氣體具有比干燥空氣更低的導(dǎo)熱性能，更穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此被多用于高檔中空玻璃中空層材料。充惰性氣體除帶來(lái)看不到的“節(jié)能性”之外，還會(huì)帶來(lái)一些實(shí)際的作用，如降低玻璃兩側(cè)面溫差，減少玻璃表面結(jié)露幾率。

充惰性氣體-氬氣夏天能提高中空玻璃U值0.34-0.35 W/m2K；冬天能提高中空玻璃U值0.30-0.31 W/m2K。

1.5.1 從表格中看出，充惰性可以很明顯的降低傳熱系數(shù)。對(duì)于低輻射玻璃降幅比較明顯，其中氪氣和氙氣效果非常好，但考慮到成本，我們一般都采用充氬氣。

夏季中空玻璃充氣前后對(duì)比表

冬季中空玻璃充氣前后對(duì)比表

1.5.2 對(duì)遮陽(yáng)系數(shù)也有一定影響，可以降低0.01個(gè)點(diǎn)。主要是充惰性氣體能有效地阻止外片玻璃所吸熱量向室內(nèi)流入。

1.5.3 充惰性氣體降低U值很有效。特別是低輻射中空玻璃。

1.5.4 充惰性氣體對(duì)遮陽(yáng)系數(shù)也有影響，但跟夏季情況相反，區(qū)別在于膜面位置的不同，充惰性氣體降低內(nèi)片玻璃向外流失熱量。

1.6 長(zhǎng)尾膠條

鋁合金門(mén)窗中常用的膠條，只是起到密封防水作用，不能阻隔鋁型材槽內(nèi)熱對(duì)流。長(zhǎng)尾膠條通過(guò)加長(zhǎng)膠條尾部長(zhǎng)度，形成有效阻隔鋁型材玻璃槽內(nèi)熱對(duì)流，提高鋁型材U值。長(zhǎng)尾膠條主要用于高檔的鋁合金門(mén)窗，一般是加長(zhǎng)斷橋隔熱條配合長(zhǎng)尾膠條，才能起到作用。

下圖為普通膠條和長(zhǎng)尾膠條的U值。

普通膠條

長(zhǎng)尾膠條

1.7 低導(dǎo)熱材料-泡沫

隨著鋁合金型材斷橋隔熱技術(shù)的不斷進(jìn)步，如發(fā)展型斷橋隔熱技術(shù)，對(duì)隔熱材料的要求也越來(lái)越高，在型材空腔里填充低導(dǎo)熱材料具有比干燥空氣更低的導(dǎo)熱性能，更穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)，因此被很多的用于高性能鋁合金斷橋隔熱型材的隔熱材料。

在型材空腔里填充泡沫是改善門(mén)窗幕墻熱工性能的一種有效途徑。挑戰(zhàn)在于如何找到這樣一種材料：低熱導(dǎo)率，并可以和PA66GF25隔熱條一起運(yùn)輸、儲(chǔ)存、組裝、表面處理等。

可噴涂的密封微孔尼龍泡沫。優(yōu)勢(shì)在于不需要額外的操作處理。優(yōu)化表面處理供應(yīng)鏈（粉末噴涂，化學(xué)處理，陽(yáng)極氧化）的效率；良好的耐化學(xué)性能；使用環(huán)保的發(fā)泡劑：氮；可回收利用。

2 結(jié)論

通過(guò)對(duì)多個(gè)高性能鋁合金門(mén)窗的研發(fā)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目應(yīng)用和上述內(nèi)容分析。可以得出如下結(jié)論：

高性能鋁合金門(mén)窗材料方面主要是通過(guò)中空玻璃、隔熱鋁型材兩大材料性能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其中提高中空玻璃性能主要措施包括：雙銀Low-E、雙中空玻璃、增大中空腔、暖邊條、充惰性氣體等；其中提高隔熱鋁型材性能措施包括：長(zhǎng)斷橋隔熱條、低導(dǎo)熱材料、長(zhǎng)尾膠條等。

提高鋁合金門(mén)窗系統(tǒng)性能主要措施包括：內(nèi)開(kāi)內(nèi)倒開(kāi)啟方式、三道膠條密封、三腔結(jié)構(gòu)型材等、多點(diǎn)鎖密封等。

[1]GJ134-2010.夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，2010

[2]JGJ26-2010.嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，2010

[3]泰諾風(fēng)保泰.產(chǎn)品手冊(cè)，2012

[4]中國(guó)南玻集團(tuán).建筑節(jié)能玻璃，2011

TU228

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1671-3362（2013）10-0062-03