試論鋁合金斷熱窗的節(jié)能設(shè)計(jì)

【摘要】本文在提出當(dāng)前鋁合金斷熱窗存在的保溫性能問(wèn)題后，通過(guò)對(duì)斷熱窗的結(jié)構(gòu)改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)以及計(jì)算分析對(duì)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(guó)引進(jìn)鋁合金斷熱窗技術(shù)前，幕墻門(mén)窗產(chǎn)品的制作以模仿國(guó)外的門(mén)窗產(chǎn)品為主，其種類(lèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制作，比較重視五金件的選用、型材的截面尺寸等問(wèn)題，卻對(duì)幕墻門(mén)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(duì)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(chǎng)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(diǎn)：框窗過(guò)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(wèn)題的產(chǎn)生，在某種程度上或多或少的對(duì)斷熱窗的整體熱工性及正常使用帶來(lái)了影響。斷熱窗的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖1所示。

1.1框窗過(guò)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(shí)間，而且還導(dǎo)致了放熱面與感熱面表面積的增加，從而對(duì)門(mén)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(gè)比較普遍的問(wèn)題。通常，在設(shè)計(jì)斷熱窗產(chǎn)品時(shí)，設(shè)計(jì)人員只重視對(duì)窗扇料采用密封膠條，以生成兩個(gè)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(shí)，就會(huì)產(chǎn)生空隙，造成整個(gè)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(huì)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(guò)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(huì)發(fā)生熱流效應(yīng)，進(jìn)而造成能量損失。在實(shí)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(guò)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(huì)影響到窗體的整體外觀性及正常關(guān)閉，還會(huì)對(duì)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(jì)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(shí)，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(kāi)的同時(shí)，也確保了此處的斷熱性。

3）由于玻璃和扇料間無(wú)空隙，同時(shí)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(shí)測(cè)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(guò)試驗(yàn)后，該窗的傳熱系數(shù)檢測(cè)值為116W/（m2.K），斷熱窗的整體節(jié)能保溫效果理想。

3、對(duì)改進(jìn)前后的斷熱窗保溫性能分析

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

3.2對(duì)改進(jìn)前后斷熱窗的節(jié)能效果分析

4、結(jié)束語(yǔ)

建筑幕墻門(mén)窗節(jié)能技術(shù)，要緊跟國(guó)際前沿方向，與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)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(kāi)發(fā)工作，以實(shí)際條件為基本出發(fā)點(diǎn)、科學(xué)運(yùn)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(dòng)社會(huì)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。