關(guān)于鋁合金門窗及幕墻節(jié)能措施研究

趙旭初

海南海玻建設(shè)工程有限公司 海南 ?？?570100

近年來，隨著我國(guó)建筑業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)木窗門窗、實(shí)心鋼窗、空心鋼窗逐漸被市場(chǎng)舍棄。大樓的新門窗，尤其是玻璃幕墻，都得到了很大的技術(shù)改善。但鋁合金在熱工性能方面存在明顯劣勢(shì)，會(huì)出現(xiàn)能量損失大、熱度指數(shù)低、無法保證理想室溫等問題。據(jù)建設(shè)部相關(guān)行業(yè)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)總能耗的25%為建筑能耗約。在建筑能耗和使用中的功能能耗之間，功能能耗占多數(shù)。分散的門、窗、幕墻等建筑物的能耗約為建筑物運(yùn)行能耗的 51%。冷熱地區(qū)的節(jié)能窗和幕墻的耗能問題值得關(guān)注。

1 鋁合金門窗及幕墻的性能

我們首先討論門窗的基本功能，實(shí)現(xiàn)門窗的最大性能，防水、抗風(fēng)、良好的氣密性、透光性和開放性是所有門窗必需的主要功能，這些基本性能性能滿足國(guó)家基本標(biāo)準(zhǔn)。鋁合金門窗及幕墻的絕緣和隔音性能，超過了一般門窗基本性能要求。最后是滿足客戶的個(gè)人需求，這種類型的性能主要表現(xiàn)在舒適和美觀上，盡可能為客戶提供優(yōu)質(zhì)滿意的服務(wù)。

2 建筑幕墻與鋁合金門窗節(jié)能設(shè)計(jì)原則

2.1 整體性原則

鋁合金幕墻、門窗的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)涉及到很多工作流程。在門窗的設(shè)計(jì)和施工這個(gè)過程中，必須考慮許多影響鋁合金幕墻能耗的因素。因此，在總體設(shè)計(jì)、施工時(shí)，需要考慮到鋁合金幕墻、建筑門窗和各種環(huán)境因素的影響。在使用節(jié)能或環(huán)保技術(shù)時(shí)，要避免節(jié)能設(shè)計(jì)的過度運(yùn)用破壞整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)。對(duì)此，建筑人員要考慮幕墻和鋁合金門窗與建筑的整體性。

2.2 環(huán)境性原則

在設(shè)計(jì)制造鋁合金幕墻、門窗時(shí)，必須綜合考慮環(huán)境因素。建筑人員必須清楚了解，節(jié)能技術(shù)的使用與建筑物所在區(qū)域的環(huán)境因素密切相關(guān)。光輸出、濕度因素、環(huán)境溫度因素影響鋁幕墻和門窗結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)建設(shè)。

2.3 人性化原則

人性化設(shè)計(jì)原則是鋁合金幕墻、門窗設(shè)計(jì)制造中的一個(gè)重要的、根本的原則。建筑物的設(shè)計(jì)和建造最終將造福于人們。在設(shè)計(jì)過程中堅(jiān)持以人為本的原則大大提高了建筑使用價(jià)值。秉承人性化發(fā)展的原則，密切關(guān)注環(huán)保功能，提高鋁合金結(jié)構(gòu)對(duì)墻體、門窗、幕墻體系的影響，降低內(nèi)外因素的影響。這是建筑結(jié)構(gòu)需要考慮的一部分，完全影響幕墻、鋁門窗結(jié)構(gòu)的節(jié)能環(huán)保價(jià)值。

3 鋁合金門窗與幕墻節(jié)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 設(shè)計(jì)思想傳統(tǒng)保守

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的廣泛發(fā)展，鋁合金門窗以及幕墻的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，都是環(huán)保節(jié)能的。但在這個(gè)過程中，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)理念和管理思路相對(duì)保守落后，不利于環(huán)保節(jié)能領(lǐng)域的新科技與鋁合金、金屬門窗的無縫融合墻壁的發(fā)展。現(xiàn)有的設(shè)計(jì)思路比較局限，影響了鋁合金門窗乃至節(jié)能環(huán)保技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念往往導(dǎo)致鋁門窗和幕墻設(shè)計(jì)無法有效宣傳。在這些限制的影響下，門窗窗簾節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍非常有限，不利于整個(gè)行業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新。

3.2 市場(chǎng)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜

當(dāng)前國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)市場(chǎng)環(huán)境較為復(fù)雜，行業(yè)內(nèi)諸多技術(shù)應(yīng)用面臨嚴(yán)重局限。節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和增加經(jīng)濟(jì)效益三者相互交織，難以實(shí)現(xiàn)均衡發(fā)展。使用節(jié)能環(huán)保技術(shù)的產(chǎn)品，未經(jīng)充分評(píng)價(jià)，不予使用。此外，鋁合金門窗、幕墻節(jié)能技術(shù)的有效運(yùn)用并沒有完全改善運(yùn)行，市場(chǎng)環(huán)境非?；靵y，不利于維護(hù)和高效實(shí)施環(huán)保技術(shù)和工藝的進(jìn)一步發(fā)展。

3.3 節(jié)能推廣力度不足

目前，公共標(biāo)志性建筑的節(jié)能環(huán)保意識(shí)有所提高，但發(fā)展水平仍有限。造成這一問題的主要原因是市場(chǎng)上的一些從業(yè)者對(duì)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和環(huán)境科學(xué)的概念沒有很好的了解，鋁合金的節(jié)能技術(shù)幾乎制造和生產(chǎn)緩慢出現(xiàn)。此外，市場(chǎng)行業(yè)使用節(jié)能環(huán)保的鋁合金門窗幕墻技術(shù)還沒有得到充分的發(fā)展，沒有得到推廣，導(dǎo)致公共市場(chǎng)有限[1]。

4 關(guān)于鋁合金門窗及幕墻節(jié)能措施

4.1 優(yōu)化門窗幕墻設(shè)計(jì)

鋁合金門窗幕墻的設(shè)計(jì)方案影響著最終的施工效果。為了提高鋁合金門窗幕墻的節(jié)能環(huán)保性能，需要從設(shè)計(jì)入手，進(jìn)行優(yōu)化。例如，對(duì)鋁合金門窗、幕墻的定位進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，提高定位的合理性。通常，可以避免暴露在南部和西部。此外，在設(shè)計(jì)幕墻時(shí)應(yīng)避免過度集中的問題。

4.2 采用節(jié)能玻璃

在鋁合金門窗工程中，玻璃部分占整個(gè)窗戶的 80%，對(duì)實(shí)現(xiàn)良好的能源效率有很大的影響。雖然我們建筑行業(yè)的門窗使用提供了最基本的性能，但建筑門窗的節(jié)能、保溫、舒適和美觀的特性沒有在實(shí)踐中得到實(shí)現(xiàn)。在我國(guó)的傳統(tǒng)建筑中，往往會(huì)使用一層不能阻擋遠(yuǎn)紅外線和太陽輻射的玻璃。比如冬天外面很冷，所以里面的溫差很大。由于使用單層玻璃，窗戶和玻璃之間的空間會(huì)損失大量的內(nèi)部熱量。在夏天，太陽的熱量通過玻璃進(jìn)入建筑物的空間。正是玻璃層使房子里的溫度高于外面的溫度。這些條件極大地影響了家庭的生活質(zhì)量。一般來說，為了達(dá)到建造門窗的目的，提高房屋的保溫隔熱功能，應(yīng)優(yōu)先選用合適的節(jié)能窗戶。鋁制門窗設(shè)計(jì)非常節(jié)能，因?yàn)樗鼈兪褂每諝獠ＡХ瓷錈崃?。這不僅儲(chǔ)存內(nèi)部熱量，防止熱輻射直接穿過玻璃，而且還控制了進(jìn)入房間的太陽輻射量。一些硬質(zhì)玻璃和低輻射鍍膜玻璃可能對(duì)節(jié)能有一定的影響，但效果不如熱反射的玻璃。

表1 門窗玻璃節(jié)能措施

4.3 鋁合金部分的節(jié)能措施

鋁合金是另一種重要的熱導(dǎo)體。鋁合金傳熱的成本約為鋁合金門窗幕墻的一半。因此，鋁合金型材也是鋁合金門窗幕墻的重要原材料。選用隔熱節(jié)能的鋁合金型材可以提高能源效率。絕緣條的寬度和尺寸是影響鋁合金絕緣型材設(shè)計(jì)導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素。電工膠帶的主要功能是通過在發(fā)生熱傳遞的路徑中產(chǎn)生空腔來阻塞熱傳遞路徑。絕緣膠帶是鋁合金的主要成分，決定了鋁合金絕緣門窗的質(zhì)量。在選擇絕緣材料時(shí)，員工必須考慮影響絕緣膠帶的其他因素。目前，在隔熱性能較高的建筑中，隔熱和可調(diào)跳線采用鋁材。絕緣鋁型材的設(shè)計(jì)原則是使絕緣條的尺寸與建筑物的形狀相匹配，使鋁合金型材的斷面不被損壞。

4.4 選用斷橋隔熱鋁型材

鋁合金型材在門窗幕墻的制造中不僅起到轉(zhuǎn)角支撐的作用，而且對(duì)門窗幕墻的節(jié)能效果也有比較大的影響。一般情況下，鋁合金型材的截面小于玻璃表面。因此，導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)節(jié)能有很大的影響。這樣，就形成了帶有鋁合金絕緣型材的斷橋。即內(nèi)外層均采用鋁合金型材。 墊片由低導(dǎo)熱尼龍PA66制成，稱為絕緣型材。目前，主要有兩種制造斷橋絕緣型材的方法。通過冷卻、固化、去除損壞的金屬橋接等工序，然后將絕緣材料倒入鋁合金型材絕緣腔內(nèi)，形成“絕緣條”。斷橋絕緣鋁合金型材的主要優(yōu)點(diǎn)是剛性好、耐高溫、裝飾性能好。保溫隔熱，斷橋滿足節(jié)能環(huán)保要求?？晒?jié)省超過 45% 的能源。此外，隨著門窗環(huán)境溫度接近環(huán)境溫度，用戶可以降低夏季室內(nèi)門窗隔熱的風(fēng)險(xiǎn)，減少內(nèi)部的熱量消耗。

4.5 合理選用門窗五金配件

長(zhǎng)期以來，人們常常被“硬件配件”的“兼容性”所欺騙。配件是門窗的主要組成部分，不僅與建筑門窗的氣密性、水密性和防風(fēng)性密切相關(guān)，還與安全性等性能密切相關(guān)。選擇優(yōu)質(zhì)的門窗配件是節(jié)能門窗的主要保證。由劣質(zhì)材料制成的門窗上的物體很容易老化或破損。用劣質(zhì)材料制成的電器配件，門窗使用一段時(shí)間后，門窗開關(guān)可能會(huì)變得不靈活或不能開閉。這意味著門或窗將不起作用。這些門窗配件不僅保證了建筑物門窗的密封性，而且會(huì)嚴(yán)重影響人身安全，引發(fā)事故。為此，設(shè)計(jì)師在選擇門窗配件時(shí)，應(yīng)選擇質(zhì)量有保證的品牌。對(duì)于門窗配件的正確選擇，重要的是要選擇密封性能優(yōu)良、更換靈活的配件，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出來關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)量。

4.6 提高裝配上墻過程的質(zhì)量

我們通常使用優(yōu)質(zhì)聚氨酯泡沫和其他材料來粘合窗戶和窗扇，以確保固化的密封膠不開裂或防水。根據(jù)我國(guó)炎熱地區(qū)的建筑熱防護(hù)措施，我們通常在鋁合金和幕墻上安裝百葉窗療法系統(tǒng)，以減少陽光直射，防止房屋溫度過高。因此，提高裝配過程的質(zhì)量非常重要。在節(jié)能方面，可以從選材上考慮，重點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保。

4.7 盡可能降低玻璃的傳熱系數(shù)，提高玻璃的節(jié)能保溫性能

另一方面，可以使用Low-E玻璃加工技術(shù)，即Low-E鍍膜玻璃。 Low-E鍍膜玻璃可以吸收大量的輻射熱能，減少熱傳遞。在冬季，室內(nèi)熱輻射可以反射回室內(nèi)，減少室內(nèi)熱量損失。在夏天，它表現(xiàn)出室外熱輻射，可以減少室內(nèi)熱量，節(jié)約能源，你可以得到節(jié)能保溫效果。同時(shí)，夾層玻璃加工技術(shù)也可用。雙層玻璃分為雙層玻璃和多層玻璃，是玻璃與惰性氣體、干燥氣體等之間形成的空間，填充以減少熱傳遞，并具有優(yōu)良的保溫箱體。真空玻璃和密閉玻璃可以大大降低玻璃的傳熱系數(shù)，從而提高玻璃的節(jié)能隔熱性能。

4.8 盡可能采用節(jié)能型的玻璃面板

玻璃是鋁合金門窗幕墻的主要材料。建筑玻璃是優(yōu)良的熱導(dǎo)體和太陽輻射的優(yōu)良發(fā)射器。玻璃的選擇對(duì)于節(jié)能門窗和幕墻的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。液態(tài)透明玻璃、光致變色玻璃、光伏玻璃、Low-E鍍膜玻璃、Low-E中空玻璃、夾層玻璃等。如今，鋁合金門窗或幕墻采用多種玻璃都有自己的重量，可以不同程度地降低功耗。因此，根據(jù)建筑設(shè)計(jì)和節(jié)能需要選擇玻璃應(yīng)該是科學(xué)合理的。一方面，可以使用低輻射玻璃加工技術(shù)。 Low-E玻璃具有高紅外反射率、低輻射率、低吸熱、低溫升、低二次熱輻射等特點(diǎn)。在夏天，玻璃上的Low-E涂層反射太陽的紅外線輻射，阻止太陽熱量的穿透。這減少了建筑物中太陽熱的存在。在冬天，衣服會(huì)將溫暖的內(nèi)部熱量反射回房間，防止它逸出。同時(shí)，夾層玻璃加工技術(shù)也可用。兩層或多層雙層玻璃窗充滿干燥空氣或惰性氣體。在玻璃和玻璃之間形成間隙，減少熱量損失，阻擋聲音傳播。它是節(jié)能的，可以很好地散熱。絕緣。這時(shí)可以使用光致變色玻璃。光致變色鏡片是一種新型的功能性鏡片。該裝置由主玻璃和光致變色系統(tǒng)組成，在溫度（或吸收）的影響下利用光致變色材料的光透射。調(diào)整屏幕可以達(dá)到根據(jù)人們的喜好調(diào)整光線的目的。同時(shí)，光致變色系統(tǒng)選擇性地吸收或反射外部熱輻射，阻止內(nèi)部熱擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)冬暖夏涼，達(dá)到節(jié)能的目的[2]。

4.9 因氣候制宜

為了節(jié)約能源，因地適宜選用鋁合金門窗、幕墻。在冬季，最大限度的陽光進(jìn)入室內(nèi)，減少室內(nèi)損失；夏季應(yīng)充分利用防曬系統(tǒng)，盡可能防止外界陽光和熱量的滲透。這兩個(gè)要求雖然看似矛盾，但只要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，就能有效平衡。對(duì)于位于寒冷和極端地區(qū)的建筑，以采暖為主要能源消耗，傳熱系數(shù)U是門窗幕墻設(shè)計(jì)中的主要控制因素。在以空調(diào)和制冷為主要能源消耗者的局部建筑中，在夏熱冬熱地區(qū)，調(diào)光比作為主要控制方式。

4.10 嚴(yán)格控制窗墻比

建筑物外窗總面積（包括透明幕墻）與任一方向的墻體總面積（包括建筑物外窗面積）之比稱為窗戶之比。一般來說，建筑物外窗的傳熱系數(shù)大于同一面積、同一方向的實(shí)心外墻的傳熱系數(shù)。因此，用于加熱和冷卻的能量消耗增加。增加窗框面積系數(shù)?！豆步ㄖ?jié)能標(biāo)準(zhǔn)》（GB50189-2005）中規(guī)定的窗墻體積比為0.7，體現(xiàn)了對(duì)科學(xué)性和目的性的重視程度。

4.11 發(fā)展百葉節(jié)能技術(shù)

除上述措施外，在盧布節(jié)能方面，鋁幕墻和門窗的建設(shè)也可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展。例如，在建筑物的幕墻和鋁門窗上安裝百葉，肯定會(huì)影響建筑物的整體外觀和結(jié)構(gòu)。然而，這種架構(gòu)的設(shè)計(jì)和圖案可以定制并適應(yīng)陽光照射。然后調(diào)節(jié)內(nèi)部空間的溫度和光照。將這種設(shè)計(jì)方案應(yīng)用到現(xiàn)代建筑中，不僅可以降低建筑內(nèi)部的溫度和照明控制成本，實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以通過將太陽能轉(zhuǎn)化為電能來提高建筑的效率。幕墻效果很好。以及鋁合金門窗。節(jié)能環(huán)保的功能促進(jìn)了鋁合金幕墻、門窗的可持續(xù)發(fā)展。

4.12 使用光電幕墻

懸垂光伏幕簾是鋁合金懸垂幕簾、門窗結(jié)構(gòu)、節(jié)能環(huán)保技術(shù)現(xiàn)代發(fā)展中一項(xiàng)非常重要的新技術(shù)。在建筑物的設(shè)計(jì)和建造中使用這項(xiàng)技術(shù)可以產(chǎn)生出色的效果。比如光伏幕墻中計(jì)算與技術(shù)的結(jié)合，讓用戶有更好的視覺體驗(yàn)。這種設(shè)計(jì)方法不僅可以產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效果，而且可以提高建筑的環(huán)保節(jié)能。太陽能與太陽能中的幕墻技術(shù)相結(jié)合，可以將太陽能轉(zhuǎn)化為光能。利用陽光的光子能量，傳輸來自電解質(zhì)或照射的半導(dǎo)體材料的電子，產(chǎn)生電壓，使幕墻看起來很漂亮。

5 結(jié)語

換言之，在環(huán)保節(jié)能的時(shí)代，鋁合金門窗幕墻的節(jié)能對(duì)于推進(jìn)建設(shè)項(xiàng)目非常重要。節(jié)能傳熱控制是鋁門窗和幕墻節(jié)能技術(shù)的核心。在科學(xué)合理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選用節(jié)能環(huán)保的玻璃和鋁合金材料，玻璃與鋁合金的相互作用系數(shù)（如遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)）減量化。提高鋁合金門窗、幕墻的環(huán)保節(jié)能性能。