綠色節(jié)能鋁合金建筑外窗系統(tǒng)的研發(fā)

張 勉

河北奧潤順達窗業(yè)有限公司

綠色節(jié)能鋁合金建筑外窗系統(tǒng)的研發(fā)

張 勉

河北奧潤順達窗業(yè)有限公司

隨著建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，技術上的創(chuàng)新和發(fā)展理念上的更新，使得建筑事業(yè)朝著更加環(huán)保和節(jié)能的方面發(fā)展，尤其在外窗的設計建造上，采用節(jié)能的方式能夠最大程度的利用光照，同時減少熱能供應，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。建筑外窗是建筑外圍護結構節(jié)能中的薄弱環(huán)節(jié)，外窗節(jié)能是建筑節(jié)能的重要潛力之一。無論從能源節(jié)約還是生態(tài)環(huán)境保護方面來看，建筑外窗節(jié)能也是非常重要的，所以文中將重點對綠色節(jié)能鋁合金建筑外窗系統(tǒng)的研發(fā)進行分析和研究。

綠色節(jié)能；鋁合金；建筑外窗；系統(tǒng)研發(fā)

作為建筑圍護結構的四個大部分：外窗、墻體、屋面、地面，其中外窗的保溫隔熱效果最差，建筑外窗是作為建筑物中能耗流失最多的部分，在建筑的總能耗中占比例很大，作為影響建筑能源消耗的主要原因，是應該對其進行綠色節(jié)能鋁合金建筑外窗系統(tǒng)的研發(fā)工作，從全方面來進行節(jié)能，只有這樣，才可以讓建筑外窗在經(jīng)濟、美觀、節(jié)能等方面得到統(tǒng)一。

1 建筑外窗系統(tǒng)性能研究

1.1 抗風壓性能

建筑外窗的抗風壓性能是指外窗正常關閉狀態(tài)時在風壓作用下不發(fā)生損壞(如開裂、面板破壞、局部屈服、黏結失效等)和五金件松動、開啟困難等功能障礙的能力?？癸L壓性能是口窗的一項十分重要的物理性能，GB/T 7106—2008和GB/T 8478—2008確定了鋁合金口窗抗風壓性能分級，將定級檢測壓力差P3定為分級指標值，分級自1至9分為9級，

1.2 氣密性

建筑外窗系統(tǒng)氣密性能系指在風壓作用下，建筑外窗在關閉狀態(tài)時，外窗整體阻止空氣滲透的能力，和建筑外窗空氣滲透性能有關的氣候參數(shù)主要為室外風速和溫度。建筑外窗氣密性能分級及檢測方法(GB/T7107-2002)以單位時間(1小時)內(nèi)，10Pa壓力差作用下，單位開啟縫長的空氣滲透量Q0(單位：m3/m·h)作為分級指。

1.3 遮陽系數(shù)

遮陽性能是指外窗在夏季阻隔太陽福射熱的能力，該標準還確定了鋁合金外窗遮陽性能分級，外窗的遮陽性能指標用外窗的遮陽系數(shù)SC值來表示，分級自1至7分為7級。

1.4 窗戶傳熱系數(shù)

窗戶傳熱系數(shù)值是衡量因溫差引起的經(jīng)過建筑外窗的熱流量的大小，是傳導、對流和表面輻射這三種熱傳方式的綜合體現(xiàn)，即當建筑外窗兩側溫差為1℃時，單位時間通過單位面積建筑外窗的熱量。傳熱系數(shù)值越大，建筑外窗的隔熱能力就越差，通過建筑外窗的能量損失就越多。

2 綠色節(jié)能鋁合金建筑外窗系統(tǒng)的研發(fā)

鋁合金建筑外窗玻璃的種類，鋁合金建筑外窗經(jīng)常使用的玻璃種類有平板玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃、防火玻璃、鍍膜玻璃(陽光控制鍍膜玻璃、低轄射鍍膜玻璃)、真空玻璃、中空玻璃等。

2.1 鋁合金建筑外窗系統(tǒng)玻璃的研究

影響窗戶性能的主要原因就是玻璃。傳統(tǒng)的窗戶玻璃有缺乏對太陽能的利用，使得室內(nèi)溫度的提升必須借助于室內(nèi)發(fā)熱設備和供暖措施，室內(nèi)溫度的降低必須要利用空氣制冷設備，未能達到節(jié)能減排的效果。另外，傳統(tǒng)的玻璃散熱性能顯著，無法有效阻擋陽光照射，不利于室內(nèi)溫度的恒定，增大了室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)設備及措施的壓力。因此，為了提升窗戶的性能，必須要從玻璃角度入手。研究人員通過借鑒汽車玻璃的性能，研制出了具有節(jié)能效果的玻璃，如中空玻璃和鍍膜玻璃。中空玻璃區(qū)別于傳統(tǒng)的雙層玻璃，通過將兩到三片的玻璃采用高密度符合粘合劑進行粘粘，將玻璃片與干燥劑融合，從而達到隔熱的效果。另外，中空玻璃內(nèi)含的干燥空氣能夠有效的阻擋噪音，增強了玻璃的實用功能。鍍膜玻璃又叫做反射玻璃，通過在玻璃表面涂金屬化合物薄膜層，如鉻、鈦等，能夠有效的吸收紫外線，反射紅外線，能夠實現(xiàn)光線投射的控制功能，從而達到隔熱、保溫功能，實現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。根據(jù)實踐結果證明，采用節(jié)能玻璃能夠有效降低傳熱系數(shù)，節(jié)能效果高達40%以上，不僅造價便宜，同時性能良好，改造技術要求簡單，施工過程較為方便，宜在實際的研發(fā)過程中予以推廣和使用。

2.2 鋁合金外窗型材的分類及其加工工藝

普遍使用的鋁合金外窗型材有普通的鋁合金熱擠壓型材和隔熱鋁合金型材，其中隔熱鋁合金型材也叫作隔熱斷橋鋁合金型材。鋁合金型材，也就是“基材”，是將用純鋁和合金元素配比好的鋁合金鑄錠高溫擠壓而形成的，“基材”再經(jīng)過各種表面處理而成為普通的建筑鋁合金門窗型材。鋁合金是極易導熱的金屬材料，它的導熱系數(shù)是160W/(m·K)。這樣的普通鋁合金外窗容易在冬天將室內(nèi)的熱量傳導到室外，夏天將室外的熱量傳導到室內(nèi)，非常不利于鋁合金外窗的保溫隔熱。為了降低鋁合金的導熱系數(shù)，可以采用隔熱鋁合金型材。

2.3 鋁合金建筑外窗系統(tǒng)方案設計

鋁合金外窗型材節(jié)點的傳熱系數(shù)隨著隔熱條截面寬度的增大而減小，但是減小幅度越來越小。隔熱條截面寬度越大對鋁合金外窗系統(tǒng)整窗傳熱系數(shù)的改善效果越不明顯，還會相應的增加產(chǎn)品成本。鋁合金外窗型材節(jié)點的傳熱系數(shù)隨著密封形式的密封道數(shù)增加而減小，但是減小幅度越來越小。密封形式的密封道數(shù)越多可提升鋁合金外窗的氣密性和水密性，但是對鋁合金建筑外窗系統(tǒng)的傳熱系數(shù)改善效果越來越不明顯。所以將鉛合金建筑外窗系統(tǒng)型材子系統(tǒng)的密封形式設置為三道密封，這樣不僅能提高鋁合金外窗的熱工性能，還能提高鋁合金外窗的氣密性。

綜上所述，要想達到強化建筑保暖隔熱的性能，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，在實際的外窗系統(tǒng)研發(fā)過程中，必須要使用節(jié)能的窗框、使用節(jié)能的玻璃、增加遮陽設施，同時，通過設計合理的窗扇比和朝向和加強建筑外窗的密封效果，才能達到保暖、隔熱的技術要求。另外，我國建筑外窗需求量大，在未來的技術發(fā)展上，還要不斷增加技術的適應能力，加強在改造施工環(huán)節(jié)和改造施工模式的突破力度，逐步促進我國城市現(xiàn)代化的發(fā)展，通過技術的創(chuàng)新，提高國民的生活質量，同時強化節(jié)能減排效果，實現(xiàn)人與自然的和諧共生。

[1]蔡茵茵.建筑外窗節(jié)能設計分析[J].門窗，2015，05：164.

[2]湯曉東.建筑外窗節(jié)能影響與檢測[J].居業(yè)，2015，18：57-58.