高性能鋁合金門窗節(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，以及高檔樓盤數(shù)量的不斷增多，對鋁合金門窗性能要求越來越高，不再是簡單節(jié)能、防水的鋁合金門窗。高性能的鋁合金門窗將更多的應(yīng)用到住宅上。

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

1 鋁合金門窗的節(jié)能

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

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

1.1 開啟方式-內(nèi)開內(nèi)倒

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

內(nèi)開內(nèi)倒窗能夠很好的克服上述缺點(diǎn)，內(nèi)開內(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窗對開啟方式的苛刻要求。

1.2 中空玻璃-雙銀Low-E

高性能鋁合金門窗配置圖

鋁合金窗不同開啟方式的性能區(qū)別表

提高鋁合金門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窗中熱工面積一般在70%-75%之間，是提高鋁合金門窗熱工關(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窗中最常用材料，鋁型材在鋁合金門窗中熱工面積一般在25%-30%之間。解決好25-30%的熱工U值是鋁合金門窗關(guān)鍵點(diǎn)之一。

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

1.4 暖邊間隔條

國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)美國門窗協(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窗幕墻熱工性能的一種簡單有效途徑。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。充惰性氣體除帶來看不到的“節(jié)能性”之外，還會(huì)帶來一些實(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比表

冬季中空玻璃充氣前后對比表

1.5.2 對遮陽系數(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 充惰性氣體對遮陽系數(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 長尾膠條

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

下圖為普通膠條和長尾膠條的U值。

普通膠條

長尾膠條

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)，對隔熱材料的要求也越來越高，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

通過對多個(gè)高性能鋁合金門窗的研發(fā)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目應(yīng)用和上述內(nèi)容分析?？梢缘贸鋈缦陆Y(jié)論：

高性能鋁合金門窗材料方面主要是通過中空玻璃、隔熱鋁型材兩大材料性能來實(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：長斷橋隔熱條、低導(dǎo)熱材料、長尾膠條等。

提高鋁合金門窗系統(tǒng)性能主要措施包括：內(nèi)開內(nèi)倒開啟方式、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，2012

[4]中國南玻集團(tuán).建筑節(jié)能玻璃，2011

TU228

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1671-3362（2013）10-0062-03