關于鋁合金門窗及幕墻節能措施的研究

陳 斌

（福州市建設工程質量監督站）

關于鋁合金門窗及幕墻節能措施的研究

陳 斌

（福州市建設工程質量監督站）

鋁合金門窗和幕墻是房屋建筑的外圍保護形式，性能良好、美觀耐用和回收利用率高等特性符合現代建筑環保節能的發展要求。但是，框材隔熱性能差是鋁合金門窗的最大缺點，制約了其使用范圍。所以，為了擴大鋁合金門窗的使用領域，必須提高其隔熱和節能性能。本文首先分析鋁合金門窗及幕墻在節能技術方面的現狀和發展趨勢持，然后討論加強鋁合金門窗及幕墻節能技術應用的措施，從而提高現代建筑的環保節能性。

鋁合金門窗；幕墻；節能

引言

隨著經濟的快速發展和人們無節制的資源使用，能源危機日愈嚴重，環保節能是當今人類社會發展主題之一。建筑行業對能源和材料消耗的很大，因此使用節能環保材料對能源的節約有很大的意義。鋁合金門窗及幕墻是現代房屋建筑外圍保護形式并在全球范圍內廣泛，同時鋁合金門窗與幕墻也是主要的建筑能源消耗者，提高其環保節能性質對于能源節約具有重要作用。

1　鋁合金門窗及幕墻節能思路分析

現代建筑節能涉及到工程建筑和環境保護等眾多領域，工作人員最重視的是鋁合金門窗的優化和幕墻節能問題兩方面。節能是指在產品材料選取良好和結構設計合理的基礎上，建筑物通過使用鋁合金門窗及幕墻后，能夠以較少的能源消耗獲得合理的光線、溫度環境。

研究鋁合金門窗及幕墻節能措施，應注意以下幾點：

（1）正確認識傳熱方式。經過調查研究，導熱傳熱、輻射傳熱和流傳熱是現代房屋建筑的主要傳熱方式。建筑物的最終傳熱方式是這三種傳熱方式相互交叉作用，因此，合理控制這三種傳熱方式是實現鋁合金門窗及幕墻節能目的關鍵。

（2）我國現行相關標準規范已經對建筑節能做出了明確規定，對于鋁合金門窗及幕墻的節能規定概括為以下幾點：①傳熱系數的保值期限為8年；②屬于A級節能建筑的高級公寓式建筑的總傳熱系數應在2～2.4W/m2·K單位范圍內；③屬于B級節能建筑的中檔商品寫字樓的總傳熱系數應在2.6～3.0W/m2·K單位范圍內；④屬于C級節能建筑的一般性建筑工程項目的總傳熱系數應在3.1～6.0W/m2·K單位范圍內。

2　鋁合金門窗及幕墻的發展趨勢和限制問題

鋁合金門窗及幕墻區別于過時的鐵門窗或塑鋼門窗等，具有重量輕、環保節能、透光性強和外觀時尚美觀等特點，在現代建筑中得到廣泛應用。與此同時，鋁合金門窗及幕墻的大量使用是以能源消耗為代價的，因此通過合理控制鋁合金門窗及幕墻的熱交換過程，解決能源消耗，進而提高節能環保性質是目前鋁合金門窗及幕墻的研究發展趨勢。

制約鋁合金門窗及幕墻節能技術發展的因素主要包括以下幾點：①建筑設計的傳統思想根深蒂固，影響了鋁合金門窗及幕墻節能技術的推廣。②環保節能意識的宣傳不足，人們對建筑節能的觀點存在錯誤認識，不重視節能產品的使用。③鋁合金門窗及幕墻市場混雜無序，對節能產品的預算工作欠缺。

3　鋁合金門窗及幕墻節能措施分析

在以環保節能為主題的時代，鋁合金門窗及幕墻的節能對推動現代建筑向節能發展具有重大意義。傳導、輻射與對流是熱傳遞的三種主要方式，鋁合金門窗及幕墻的熱傳遞是這三種熱傳遞方式共同作用。鋁合金與玻璃是鋁合金門窗及幕墻的主要構成材料，其傳熱系數和熱透率較高。所以，加強對熱傳遞的合理控制是鋁合金門窗及幕墻節能技術的關鍵。

3.1玻璃部分的節能措施

鋁合金門窗及幕墻的主要材料是玻璃，玻璃具有良好的導熱性與太陽輻射透過性，因此，我們應該高度重視玻璃部分的節能技術的研究與應用。

（1）使用節能型玻璃。根據建筑設計的具體要求，選擇不同性能的玻璃。例如光致變色玻璃、光致變色玻璃等。

（2）降低玻璃的傳熱系數，增強玻璃的保溫節能性。方法一，采用Low-E玻璃處理技術。低輻射鍍膜玻璃不僅可以大量吸收輻射熱能，而且可以降低熱能量的傳遞。夏季把室外的熱輻射反射到外面，降低室內的熱量；冬天把室內的熱輻射反射回室內，降低室內熱量的流失。方法二，采用中空玻璃處理技術。中空玻璃具有良好的保溫隔熱性能，在玻璃與玻璃之間形成空隔，通過填充干燥氣體和惰性氣體等，阻止熱傳遞的熱量流失。

（3）玻璃的遮陽節能技術。方法一，選擇合理質地的玻璃來調節太陽輻射。人們更偏愛于Low-E玻璃，在確保室內光線充足的同時，又阻止了光污染現象的發生。因為Low-E玻璃對太陽光中的可見光反射比低、透射比高。方法二，建設遮陽系統進而提高遮陽節能性。陽系統有各種各樣的設置形式，可以有效減少太陽光的直射，降低遮陽系數，提高鋁合金門窗及幕墻的環保節約性能。

3.2鋁合金部分的節能措施

鋁合金是熱量傳導的另一種主要導體，借助鋁合金傳導的熱量大約占鋁合金門窗及幕墻熱量傳導的1/2。因此，鋁合金型材也是鋁合金門窗及幕墻的重要原材料，選擇隔熱節能型的鋁合金型材，可以提高節能性。隔熱條的寬度和形狀設計是影響隔熱鋁合金型材的熱導率主要原因。隔熱條阻止熱傳遞發生的主要形式是在熱傳遞的發生路徑形成空腔，從而阻斷熱傳遞路徑。隔熱條是鋁合金的主要組成部分，決定著隔熱鋁合金門窗的質量。工作人員在選擇隔熱型材料時要綜合考慮隔熱條的各種不同影響因素。當前，我國對隔熱保溫要求較高的建筑采用隔熱斷橋鋁材。隔熱鋁型材的設計原則是在確保鋁合金型材截面維持原狀的前提下，根據建筑尺寸來調整隔熱條的尺寸，并安裝尺寸相符的玻璃，實現隔熱效果。

3.3優化鋁合金門窗與幕墻的設計來提高其節能性

優化鋁合金門窗及幕墻的設計、減少鋁合金門窗及幕墻的熱傳遞是提高鋁合金門窗及幕墻節能性的重要途徑。主要包括以下兩點：①鋁合金門窗及幕墻的朝向方向設計要合理科學。鋁合金門窗及幕墻的朝向與太陽輻射的熱量密切相關，優先選擇朝向向南，并避免朝西。另外，幕墻的安排避免過于集中，最好背向居民樓。②要科學設計鋁合金門窗及幕墻的面積設計要合理科學。提高材料的重復利用率，縮小幕墻面積，還要合理控制鋁合金門窗及幕墻在建筑表面中的面積比例。

4　隔熱鋁合金門窗分析

根據房屋建筑和不同區域發展，門窗主要有木窗、塑鋼窗和鋁合金窗等幾種。木窗隔熱效果良好，但是價格昂貴，主要應用于高檔別墅。塑鋼窗也具有良好的隔熱效果，但是高強度和熱老化性能限制其使用范圍；因此應用最為廣泛的還是鋁合金窗。

4.1隔熱鋁合金門窗的特點

（1）采用隔熱鋁合金型材。利用使用滾壓方式將隔熱條和內外鋁合金合二為一。

（2）使用中空玻璃，進而增強保溫性能，優化隔音隔聲效果。

（3）采用獨立的密封結構，氣密性和水密性良好。

（4）所有附件質量高檔，造型美觀時尚，隔熱效果好。

4.2隔熱鋁合金門窗帶來的新突破

（1）減少熱量傳導：隔熱鋁合金型材的熱傳導系數是1.8～ 3.5W/m2·K·h，遠遠小于普通鋁合金型材140～170W/m2·K·h；中空玻璃結構的熱傳導系數是3.17～3.59W/m2·K·h，遠遠小于普通鋁合金型材6.69～6.84W/m2·K·h，有效降低通過門窗散失的熱量。

（2）防止冷凝：裝有隔熱條的型材內表面的溫度接近室內溫度，有效防止室內水分由于過度飽和而冷凝在型材表面。通過調節門窗室內溫度，使室內溫度維持在12～13℃，有益身體健康。

（3）節能環保：裝有隔熱條的窗框，冬季能夠減少1/3的通過窗框的熱量散失，夏季效果更佳。另外，隔熱系統的應用既能減少能量消耗，又能降低暖氣或者空調產生的環境輻射。

（4）降低噪音：采用不同厚度的中空玻璃結構和隔熱鋁型材空腔結構，降低聲波的共振效應，有效阻止聲音的傳播，降低噪音。

4.3隔熱鋁合金門窗應注意的事項

（1）在澆注的整個過程中，鋁材溫度要高于18℃，以防后續加工過程中產生開裂情況。

（2）保持隔熱槽表面的干凈，無灰塵油脂等臟物的存在，否則會影響其粘合力。

（3）斷橋時，鋸片厚度占所需最大切橋寬度的75%以上。鋸切時要完全切除鋁型材的臨時橋，切除的隔熱膠深度小于1mm，切金屬臨時連接橋時，避免切口過深。

5　結束語

總之，在以環保節能為主題的時代，鋁合金門窗及幕墻的節能對推動建筑工程向節能發展具有重大意義。對于熱傳遞的控制是鋁合金門窗及幕墻節能技術的關鍵，在設計科學合理的基礎上，我們應該選擇節能環保型的玻璃和鋁合金玻璃材料，最大限度的降低玻璃和鋁合金的相關系數（如遮陽系數和傳熱系數），進而提高鋁合金門窗及幕墻的環保節能性質。

[1]趙俊超，蘇強國.淺談既有玻璃幕墻節能改造技術[J].中國西部科技，2010（10）.

[2]史繼春，劉斌，杜家林.建筑門窗節能性能標識——解決門窗節能問題的新途徑[J].天津建設科技，2011（02）.

[3]盛素玲，傅馳峰.玻璃幕墻節能技術發展方向的思考[J].河南建材，2010（03）.

TU767

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1673-0038（2015）18-0071-02

2015-4-6