試論鋁合金斷熱窗的節(jié)能設(shè)計

【摘要】本文在提出當(dāng)前鋁合金斷熱窗存在的保溫性能問題后，通過對斷熱窗的結(jié)構(gòu)改進(jìn)、實驗以及計算分析對比后，得出改進(jìn)后的斷熱窗整體節(jié)能效果提升至少18%，希望以此給予同行業(yè)人員以有意義的借鑒。

【關(guān)鍵詞】斷熱窗；節(jié)能環(huán)保；傳熱系數(shù)

在我國引進(jìn)鋁合金斷熱窗技術(shù)前，幕墻門窗產(chǎn)品的制作以模仿國外的門窗產(chǎn)品為主，其種類產(chǎn)品的設(shè)計制作，比較重視五金件的選用、型材的截面尺寸等問題，卻對幕墻門窗的保溫性未加以重視。為了提高鋁合金斷熱窗的整體熱工性能和達(dá)到節(jié)能效果的目地，本文針對斷熱窗在原產(chǎn)品的改進(jìn)基礎(chǔ)上，介紹了一種新型的鋁合金斷熱窗產(chǎn)品，以此希望為同行業(yè)人予以有意義的借鑒。

1、影響斷熱窗整體性能的因素

當(dāng)前在市場上的標(biāo)準(zhǔn)系列斷熱窗產(chǎn)品中，影響節(jié)能效果的主要原因可歸納為以下四點：框窗過大；窗扇料和膠條連接處的傳導(dǎo)熱量損失嚴(yán)重；玻璃扣條處的氣密性較差；窗扇容易下墜。而這些問題的產(chǎn)生，在某種程度上或多或少的對斷熱窗的整體熱工性及正常使用帶來了影響。斷熱窗的節(jié)點構(gòu)造如圖1所示。

1.1框窗過大

通常情況下，斷熱窗的框窗比為35%～40%，而單玻鋁合金窗的框窗比為25%～27%，斷熱窗的框窗要比單玻鋁合金窗的框窗大40%以上。增加框窗的比例，在一定程度上減少了室內(nèi)的采光面積，增加了室內(nèi)的照明時間，而且還導(dǎo)致了放熱面與感熱面表面積的增加，從而對門窗的整體熱工性能造成影響。

1.2窗扇料和膠條連接處的傳導(dǎo)熱量損失嚴(yán)重

膠條與窗扇料連接處，其較差的氣密性是導(dǎo)致斷熱窗熱損失的一個比較普遍的問題。通常，在設(shè)計斷熱窗產(chǎn)品時，設(shè)計人員只重視對窗扇料采用密封膠條，以生成兩個前后空腔，就認(rèn)為達(dá)到了氣密性的要求，卻忽略當(dāng)膠條與窗扇料的搭接不足時，就會產(chǎn)生空隙，造成整個窗扇的四周出現(xiàn)外露，外腔的冷空氣將與窗扇料內(nèi)側(cè)直接接觸，在窗扇的內(nèi)側(cè)就會產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。

1.3玻璃扣條處的氣密性較差

在安裝斷熱窗過程中，玻璃在安裝好后再扣上玻璃扣條，很難保證扣條與扇料之間的配合不產(chǎn)生縫隙。而一旦膠條和玻璃有縫隙，并在室內(nèi)外溫差的影響下就會發(fā)生熱流效應(yīng)，進(jìn)而造成能量損失。在實際的斷熱窗安裝工程中，要在玻璃的端頭位置和窗扇料處，填充適當(dāng)?shù)谋夭牧弦宰柚巩a(chǎn)生熱流現(xiàn)象。

1.4窗扇容易下墜

斷熱窗的玻璃是采用鋁合金扣條進(jìn)行固定，而與型材槽口的連接形式僅是通過膠條進(jìn)行固定。由于扇料其自身的剛性較差，從而導(dǎo)致玻璃與扇料形成的窗扇整體性能也較差，很容易發(fā)生變形。再加之中空玻璃的自重較大影響，增加了窗扇的下墜概率，這不僅會影響到窗體的整體外觀性及正常關(guān)閉，還會對整窗的氣密性與水密性構(gòu)成影響。

2、提升斷熱窗的整體性能辦法

2.1改善斷熱窗整體性能的方法

1）由于中空玻璃的密閉空氣層具有良好的熱絕緣系數(shù)，所以可將玻璃伸入到框內(nèi)以形成外側(cè)空腔，以此避免窗扇料暴露于室外，改善斷熱窗整體的熱工性能，減小了框窗比例，增加了玻璃整體的采光面積。經(jīng)計算改進(jìn)后的框窗比約為28%，與單層鋁窗的框窗比相似。

2）窗扇料中的斷熱條由“T”字形或“丁”字形替代原“Ⅰ”字形。同時，其中間處的斷熱條和密封膠條的挑出部分要完全搭接，不得出現(xiàn)外露扇料型材現(xiàn)象，保證前后腔斷開的同時，也確保了此處的斷熱性。

3）由于玻璃和扇料間無空隙，同時玻璃也可防止產(chǎn)生熱流，因此可取消玻璃扣條。

4）更改固定玻璃的形式。取消玻璃扣條后，玻璃可由打膠固定方式緊固。

2.2實測改進(jìn)后的斷熱窗的保溫性能

取樣窗的外形尺寸寬高1198mm×1380mm，面積為11653m2，玻璃采用5+6A+4+N+4+6A+5真空和雙中空Low-E玻璃，玻璃的傳熱系數(shù)為1115W/（m2.K），框窗比為28%，框料型材斷熱條的高度為20mm。經(jīng)過試驗后，該窗的傳熱系數(shù)檢測值為116W/（m2.K），斷熱窗的整體節(jié)能保溫效果理想。

3、對改進(jìn)前后的斷熱窗保溫性能分析

3.1計算改進(jìn)前的標(biāo)準(zhǔn)窗傳熱系數(shù)

3.2對改進(jìn)前后斷熱窗的節(jié)能效果分析

4、結(jié)束語

建筑幕墻門窗節(jié)能技術(shù)，要緊跟國際前沿方向，與時俱進(jìn)，開展各種高性能的新型節(jié)能、環(huán)保等幕墻先進(jìn)技術(shù)的研制、開發(fā)工作，以實際條件為基本出發(fā)點、科學(xué)運用，安全和節(jié)能并舉、美觀和節(jié)能共融，才能達(dá)到設(shè)定的綜合性能標(biāo)準(zhǔn)，才能推動社會進(jìn)步，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。