節能系統門窗在我國的現狀和發展

文/廣東偉業集團研發中心副總工程師 馬華剛

中國現有門窗大部分是這種結構

國內現在開這種模具廠不多，這款適合我們現在北京、天津新的節能規定

“低碳”是2009 年底哥本哈根世界氣候大會的主題，會上各國推出了各自的節能減排目標，中國承諾到2020 年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005 年下降40%～45%，并作為約束性指標納入國民經濟和社會發展中長期規劃中。這意味著我國必須在社會的各個經濟領域采取切實的節能措施，以達到預定的目標。目前，建筑能耗已占我國全社會總能耗的40%；而門窗能耗又占建筑能耗的45%～50%，門窗是引起建筑能源損失的主要原因。因此，我們必須在各個方面提高門窗的隔熱效果。

影響建筑能耗最直接的因素，是建筑圍護結構保溫隔熱性能的優劣，而圍護結構熱工性能最薄弱的環節是門窗。隨著新型墻體材料和外墻保溫技術的廣泛應用，其他圍護結構部分保溫隔熱能力已有較大提高，門窗的這個缺陷愈加明顯。

門窗面積的大小及其保溫隔熱性能，對采暖和空調能耗有很大的影響。因此，提高門窗的保溫隔熱性能并加以合理使用，是提高建筑外圍護結構，節能指標直接有效的途徑。研究、開發并推出不同氣候區域、不同建筑類型的節能門窗系列，將有力推動建筑節能目標的實現。

中國是一個幅員遼闊的國家，氣候區域的復雜性相當于整個歐洲。針對我國各地區的氣候條件，門窗的熱工要求也不一樣，越靠北傳熱系數要求越低。這對隔熱節能門窗的節能要求更高了。

對于建筑外門窗，與節能有關的性能指標主要有保溫性能、隔熱性能和空氣滲透性能。而通過門窗的熱損失主要有：一是由于通過縫隙的空氣滲透引起的熱損失；二是通過玻璃、門、窗框的熱傳導引起的損失，而通過玻璃的熱傳導又可分為溫差熱傳導和輻射熱傳導。

因此，從以上幾個方面看來，做好門窗節能性能無外乎以下幾點著手：

一、在門、窗材料確定的情況下，提高門窗節能型材指標是至關重要的。門窗型材框、扇料本身的導熱系數高低，決定著通過門框、扇料而造成的熱損失的多少。必須設計并采用斷熱型材才能根本解決熱橋問題。穿條隔熱設計盡量采用20mm 以上的隔熱條，穿條隔熱部分多腔體，從而更好地阻止熱傳導提高節能效果。

在型材外框設計時單獨設計外框的排水腔、組角腔。形成多腔結構使氣密性有一個較大的提高，從而進一步提高節能性能。

內開窗在設計開啟扇外側面時，考慮兩腔結構。即將空氣腔和排水腔獨立設計，可以進一步提高節能性能。

二、在門窗中，玻璃面積占門窗面積的65%～75%。普通玻璃的熱阻值很小，而且對遠紅外熱輻射幾乎完全吸收，單層普通玻璃是無法達到保溫節能效果的。單層玻璃本身的熱阻是很小的。在嚴寒和寒冷地區，過去是通過增加窗的層數，采用二層或三層窗，靠窗與窗之間形成的空氣層來提高窗的保溫性能。

在夏熱冬冷和夏熱冬暖地區的夏季，門窗的隔熱是個十分重要的問題，空調負荷中的很大一部分是來至于透過門窗直接進入室內的太陽輻射。門窗隔熱就要盡量阻止太陽輻射直接進入室內。

將空氣腔和排水腔獨立設計

夏熱冬冰地區需要窗戶來采暖

根據對門窗隔熱性能的不同要求，可相應選擇不同品種的玻璃。Low-E 中空玻璃或三玻中空玻璃，暖邊間隔條，中空玻璃間隔層厚度不小于12mm，基本上可以保證隔熱鋁合金門窗達到節能指標要求。

但是事物都有一個兩面性，Low-E 中空玻璃雖然起到了隔熱作用，同時也將太陽輻射熱能量阻擋在外。在我國夏熱冬冷地區最冷月平均溫度為0～-10℃，在滿足夏季防熱要求同時也要兼顧冬季保溫，這些地區冬季基本上都沒有集中供暖，太陽光熱能取暖成了冬季一個重要組成部分。

三、提高門窗密閉性能。門窗特別是帶開啟扇的門窗都有縫隙，在風壓、熱壓的作用下，室外冷空氣或熱空氣將通過這些縫隙滲入室內。當滲入室內的空氣量大于衛生標準要求的新風量時，加熱或冷卻這部分多余新風所耗的能量就成為浪費。門窗節能與門窗的密閉性有著重要的關系。要提高門窗的氣密性，涉及門窗型材斷面的設計、框扇組合結構設計、密封材料、配件的選用及裝配質量的控制等環節。

關閉不嚴影響氣密性

多腔體設計，增加密閉式等壓腔

門窗為降低熱傳導型材斷面多腔體設計，增加密閉式等壓腔，因密閉式等壓腔的建立形成了一個有效的過渡腔室，使內外空氣溫度形成階段過渡，提高其保溫隔熱性能。

為了極大地增強節能性能，將排水腔設置為暗排水。將外界的影響降到最低點，從而提高節能性能。等壓腔密閉后為了順利排水，設置氣壓平衡孔。氣壓平衡孔分為暗通式和直通式，建議均采用暗通式。在解決塵垢淤積的同時，門窗的節能性能必定也有所提高。由于增加了一道密封，在冷空氣襲來時大部分被阻擋于外，只有少部分通過型材、排水孔、氣壓平衡孔、膠條傳導或經過縫隙進入參與冷熱交換，而這種交換必須經過多個階段才能完成（室內冷熱空氣析出也需經歷此過程），故而形成了幾個不同的溫度帶，使冷熱交換減慢提高節能性能。

四、正確選用配件。五金配件在系統化節能門窗設計中占有非常重要的位置。五金配件質量的好壞直接影響門窗的氣密、水密以及抗風壓等各項性能指標。

門窗的反復開啟就是由五金配件來實現的，因此選擇質量上乘的五金配件也是關鍵，五金配件的質量性能直接關系到門窗的質量性能。選擇鎖閉良好的多點鎖系統，保證門窗在受風壓的作用下，框、扇變形同步，有效保證密封材料的合理配合，使密封膠條能隨時保持在受壓力的狀態下有良好的密封性能。

角部是門窗節能部位最為薄弱的地方

五、門窗加工精工細作。很多人以為只要不影響窗扇的正常開啟和關閉，即認為門窗就合格。

其實，因為尺寸的不準確，有可能在門窗組角或中挺拼接時45 度或90 度錯位，窗扇或窗框對接時接縫不均勻，造成關閉不嚴實，導致氣密性差，甚至造成漏水現象。

門窗加工制作時應要求嚴格執行門窗加工工藝，嚴把每道工序質量關。很多國外門窗企業非常重視工裝夾具，使用高精度門窗加工設備，盡量在每道工序設計使用工裝夾具，避免人為控制，以工裝夾具來保證加工尺寸。有好的門窗型材、好的五金配件，二者裝配不到位、不合理，其各項性能就會大打折扣。門窗在設計型材斷面時，一是采用歐標槽口，二是在型材斷面對要裝配配件的部位，進行定位筋、槽、工藝線的設計。在裝配配件時直接就位安裝，以保證配件裝配在設計要求數據內。

影響門窗密封性能最為關鍵的是門窗密封膠條。雖然采用優質三元乙丙膠條作為門窗的密封材料，但并不是僅僅采用了三元乙丙膠條就一定能保證密封性。因膠條在生產過程中有可能發生變形，造成凹凸不平，不光滑，在框扇搭接時，膠條高的地方可以搭接上，但低的地方有可能接觸不上。那么，接觸不上的地方則易造成漏風現象，導致氣密性差。所以膠條裝配時盡量不剪短，并留有合適的收縮量，使膠條形成一個整體，以防止膠條縮短，造成密封不好的現象。

角部是門窗節能部位最為薄弱的地方，在此處使用剪刀進行修剪，并采用專用膠水進行粘接，以保證在后續的使用中不會撐開。要想保證門窗各項性能指標，以及節能指標達到要求，不僅要學習國內外各個品牌門窗系統技術與經驗，更要從設計開發，到加工制作每個環節，每個細節，精益求精，力求產品質量在求精中得到保證。