铝合金新规后,型材壁厚是否影响门窗节能?
uu切克闹
2021年11月25日 09:06:23
只看楼主

2月1号, 国标 GB/T 8478-2020 铝合金门窗将在那天正式实施 。 2020版标准将替代一直以来使用的2008版本,新版本中, 对于外门窗用主型材壁厚的要求与2008版本相比有所提高 。   2008版本   2020版本 正好,最近经常有客户问,型材壁厚增加之后会对门窗的隔热性能造成什么样的影响。今天我们就以  

2月1号, 国标 GB/T 8478-2020 铝合金门窗将在那天正式实施 2020版标准将替代一直以来使用的2008版本,新版本中, 对于外门窗用主型材壁厚的要求与2008版本相比有所提高

 

2008版本

 

2020版本

正好,最近经常有客户问,型材壁厚增加之后会对门窗的隔热性能造成什么样的影响。今天我们就以   外窗 为例,探讨铝材壁厚根据新国标做出调整后,在隔热性能上会有何差异。本次对比选取的产品为配置24mm隔热条的60系列产品、配置34mm隔热条的70系列产品,以及配置44mm隔热条的80系列产品。


60系列(24mm隔热条)

铝材壁厚:1.4mm    U f =2.148W/m 2 K

铝材壁厚:1.8mm    U f =2.151W/m 2 K


铝材壁厚为1.4mm的产品设计与铝材壁厚为1.8mm的产品设计在型材外轮廓尺寸上没有任何差异。铝材壁厚由1.4mm升至1.8mm后,框扇组合U   f 值由2.148W/m   2 K   至2.151W/m   2 K。仅有0.003W/m   2 K的变化。体现在整窗上的整窗U值变化应不足0.001W/m   2 K ,基本可以忽略。

70系列(34mm隔热条)

铝材壁厚:1.4mm    U f =1.641W/m 2 K

铝材壁厚:1.8mm    U f =1.642W/m 2 K


铝材壁厚由1.4mm   至1.8mm后,框扇组合U   f 值由1.641W/m   2 K   至1.642W/m   2 K,仅有0.001W/m   2 K的变化。此变化为60系列产品的1/3。数据看到这,我们暂且推断,隔热条越宽,调整铝材壁厚对于U   f 值的影响越小。


80系列(44mm隔热条)

铝材壁厚:1.4mm    U f =1.399W/m 2 K

铝材壁厚:1.8mm    U f =1.400W/m 2 K


铝材壁厚由1.4mm   至1.8mm后,框扇组合U   f 值由1.399W/m   2 K   至1.400W/m   2 K,变化0.001W/m   2 K,与70系列产品一致。那我们在之前70系列产品数据分析时推断的“隔热条越宽,调整铝材壁厚对于Uf值的影响越小”的推论是否成立呢?别急,再看另一组数据。


实心铝型材模拟

60系列  U f =2.162W/m 2 K

70系列  U f =1.648W/m 2 K


80系列  U f =1.404W/m 2 K


本组模拟中,我们将所有复合型材的室内外侧单体型材都设计为实心结构,这种设计可视为将铝材壁厚增大至极限的结果。我们发现,对于60系列产品,型材壁厚从1.8mm改为实心设计后,框扇组合U f 值由2.151W/m 2 K 至2.162W/m 2 K,变化0.011W/m 2 K;70系列产品,型材壁厚从1.8mm改为实心设计后,框扇组合U f 值由1.642W/m 2 K 至1.648W/m 2 K,变化0.006W/m 2 K;而80系列产品,型材壁厚从1.8mm改为实心设计后,框扇组合U f 值由1.400W/m 2 K 至1.404W/m 2 K,变化0.004W/m 2 K。  


第一,我们证实了之前的推论, “隔热条越宽,调整铝材壁厚对于 U f 值的影响越小”。 第二, 即使铝型材改为实心设计 ,调整之后的框扇组合U f 值相比1.4mm壁厚的 U f 值变化依然微乎其微 ,基本都是小数点后第三位的差异,而这种差异体现在整窗上,在实际应用中完全可以忽略。  


结论我们看到了,有些朋友可能会不解,咱们再从理论上解释解释。众所周知,我们常说的门窗传热系数U值是与热阻R值成反比的。所以首先我们将框扇组合简化为下图所示的几部分热阻串联的模型。  


 

R =R out + R al-out + R TB + R al-in + R in


为什么铝材壁厚调整几乎不影响隔热型材的隔热性能?  


在之前的对比中,R   out 和R   in 都是不变的,因此我们只考虑R   al-out 、R   TB 和 R   al-in 。在隔热型材的模型中,受材料本身物理性质影响,隔热条部分的等效热阻会远高于铝材部分等效热阻,也就是说R   TB 的数值会远大于R   al-in 和R   al-out 的数值,且根本不在一个数量级。对于R   的贡献, R   TB 要远大于R   al-in 和R   al-out 。而调整铝材壁厚只能对R   al-in 和R   al-out 在其数量级内造成有限影响。而这种影响,是无法使R   产生明显波动的。因此,调整铝材壁厚,几乎不影响隔热型材的隔热性能。


为什么隔热条越宽,调整铝材壁厚对于隔热型材的隔热性能影响越小?  


接着上面针对第一个问题的解释,既然R   TB 对于R   的贡献远大于R   al-in 和R   al-out ,那么一定是R   TB 越大,会使R   al-in 和R   al-out 看起来越渺小。而隔热条越宽,隔热条部分的等效热阻会越大,也就是模型中的R   TB 越大。因此,隔热条越宽,调整铝材壁厚对于U   f 值的影响越小。


上面这段理论分析可能有点绕,我打个比方,大家就都能理解了。   我们可以将热流理解为公路上的车流,传递热量的铝材和隔热条则是供车辆通行的公路。由于铝材导热能力较强,因此将其类比为较宽的公路,而隔热条导热能力差,从而将其类比为较窄的公路。而隔热型材就好比先宽后窄再宽的公路,最终的车流量由最窄的部位决定,所以无论将本来已经很宽的路面加得多宽,对于最终车流量都不会造成任何影响。而隔热型材的隔热性能更大程度上取决于隔热条,因此调整铝材壁厚对隔热型材的隔热性能不会造成明显影响。  
 

原始状态

 

将本已很宽的路面加宽,最终车流不变

 

将原本很窄的路面变得更窄,最终车流才会产生变化


综上,泰叔想告诉大家的就是,国家标准对门窗用铝合金型材壁厚进行约束,可有效保证门窗产品的安全和使用等性能,但   如果是为了满足新版《铝合金门窗》标准,而仅通过   对铝材部分壁厚进行调整的方式升级产品,那对新产品的的隔热性能几乎没有影响的。     
免费打赏

相关推荐

APP内打开