新型节能门窗及配套技术




05/08/16 新闻来源:TopEnergy绿色建筑论坛 阅读次数:2042 默认字体 9pt 10pt 11pt 12pt 13pt 14pt 15pt 16pt 17pt 18pt 20pt 25pt

一、前 言

与世界发达国爱家相比，我国既是一个自然资源和能源极渡溃缺的国家，也是能源消耗大国，能耗浪费的现象十分严重，如何充分提高现有能源的利用率，实现有效的环境保护已成为全国面临的严峻课题。

建筑能耗占全国总能耗量1/4，仅仅是中国寒冷地区冬季采暖能耗就达到1.8亿吨标准煤，占全国能耗总量的13.6%；其中通过建筑物窗户散失的能耗就占建筑全部能耗的50%左右；在建筑物保温性能上与发达国家相比，我国我窗能耗是发达国爱的2.2倍，外墙能耗是发达国家的4倍。

为了减少能量损失，建设部制定了《建筑节能“九五”计划和2010年规划》，95年发布 《民用建筑节能设计标准采暖居住建筑1996年以前在这丙项设计标准采暖居住建筑》新标准JGJ26—95,这两项文件规定：新建采暖居住建筑1996年以前在1980—1981年当地通用设计能耗水平基础上普遍降低30%，为第一阶段；1996年起在达到第一阶段要求的基础上节能30%，为第二阶段；2005年起在到达第二阶段要求的基础上再节能30%，为第阶段。可以看出我国的采暖居住建筑的窗户选用趋势将往保温节能方向发。以北京为例，1999年4月北京建委规定各类住宅建筑外窗传热系数(K值)不大于3.5国，由此可见，开发出新型适应不同气候条件下的节能门窗是实现节能的有效手段之一。

二、节能门窗
在门窗上的能量损失方式主要是：辐射传递、对流传递、传导传递、空气渗漏。建筑物通过外窗传热散失的能量占建筑能源的28%左右，而通过门窗空气渗透散失的能量占建筑能耗的27%左右，所以建筑外窗的保温隔热性能(主要是传热系数)和气密性是决定建筑外窗是否为节能门窗的两个指标。

表1 各类门窗的两项物理性能
门窗类型 传热系数值W/m.℃ 气密性m.k
单玻钢窗 6.0-6.7
单玻铝窗 6.0-6.7
单玻塑料窗 4.3-4.6 1.20
双玻钢窗 3.2-4.6
双玻彩板窗 3.1-4.4 0.83
双玻铝窗 3.9-4.5 1.12
双玻断热高
效铝合金窗 2.2-2.6 0.5
双玻塑料窗 2.2-3.1 0.53

根据以上表格可以看出，针对建筑能耗较多的三北地区(华北、东北、西北)双玻塑料窗及双玻断热铝合金窗K值可达到节能窗的标准。

三、新型节能门窗---多腔体塑料门窗
塑料门窗采用的PVC型材具有良好的隔热性能，由表2可知，PVC塑料的导热系数为铝材的千分之一，具有良好的隔热优势。同时生产单位质量的PVC型材的能耗是铝材的1/8.8，钢材的1/4.5，由此可判断PVC门窗的确属于新型节能门窗。
表2 各类材料的导热性能
材料名称 铝材 钢材 玻璃 聚氯乙烯 空气
导热系数W/m.℃ 203 110.49 0.81 0.162 0.046

塑料门窗的导热主要取决于塑料塑料型材、玻璃及门窗框扇间的密封三个要素。

1． 塑料异型材
PVC塑料异型材的传热系数和型材的规格型号及腔体设计有关。
PVC型材最常见系列有55、60、73、80、88等系列，不同系列主型材沿热流传导方向厚度不同，系列数字越在，断面越厚，K值越低。
(1) PVC型材还有双腔体和多腔体之分，同一系列型材沿热传导方向腔体分割越多，型材保温性能越好。
建筑外窗的热损失除了由于室内外温差引起的热传导进行的热交换以外，由于框扇间密封不严，导致空气对流，也是影响门窗保温节能的一个原因。

2． 玻璃
玻璃在门窗中所占的面积为55%-85%，门窗的导热系数的在小很大程度上取决于玻璃的组合结构及玻璃的物理性能。
玻璃传递热量主要是通过传导和辐射，热传导是玻璃通过玻璃分子的运动把能量从玻璃一边传到另一边。热传导和玻璃的材及组合结构有关，而热辐射主要决定于玻璃的性质。
由表2呆知，玻璃是热的良导体，改善玻璃的导热性能有两种途径。一是改变玻璃的层数，在两层或多层玻璃之间密封干燥的空气或惰性气体，由于空气和异性气体是热的不良导体，导热系数只有0.046W/℃。能有效的改善玻璃的导热性能；二是对玻璃进行镀膜处理，改善玻璃通过可见光和不呆见光的物理性能来达到节能的目的。
玻璃材料的透光系数、太阳直射透射率、相对得热以及传热系数指标，对建筑的室内热环境和采暖空调能耗影响最大，因此，在建筑设计上如何利用玻璃材料，了解其技术特性，做到减少能耗，是制作节能塑料门窗的关键。
目前国内几种节能玻璃主要有中空玻璃、太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。

(1) 中空玻璃
中空玻璃是由两片或多片玻璃之间的密封的气体组成，对同等材质的原版玻璃，中空玻璃的隔热能力主要取决于玻璃的层数(气体的层数)、及气体层的厚度及填充气体的特性，下表是几种不同类弄玻璃的导热系数。

表4 几种不同类型玻璃的导热系数
玻璃类型 玻璃间距(mm) 传热系数W/M℃
单层玻璃 - 6.4
双层中空玻璃 5+9A+5 3.1
三层中空玻璃 5+9A+5+9A+5 2.2


由上表可以看出，通过增加玻璃的层数(气体层数)能大大降低玻璃传热系数，是提高门窗隔热性能的最有效途径之一。
气体层的厚度对中空玻璃导热系数也有较大影响。用不同宽度的隔条组装的58双玻平开塑窗系列，按GB8484-87进行保温性能测试，测试结果如表5。
并根据表5绘得如下曲线(双玻K值与隔条宽度关系图)。

表5 不同宽度的隔条58双玻平开塑窗的导热系数
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
隔条宽度mm 6 9 12 15 18 21 24 27
K值W/(m2.k) 2.73 2.76 2.48 2.51 2.52 2.48 2.39 2.43


随隔条宽度的增加，窗户的传热系数总体上是呈下降趋势，但其中有微小的起伏波动。并且，在隔条宽度在12mm之前，K值随隔条宽度(即空气层厚度)的增加而减少的趋势非常明显，而在12mm之后，K值随隔条宽度的增加变化已不是很大。因此从性能与经济成本两方面来考虑，隔条宽度为12mm的双玻塑窗的性能比为最佳。从该曲线可以看出隔条宽度超过24mm之后，窗户的传热系数几乎没什么大的变化了，如果要再提高其保温性能增加间距的增大，相应的成本却将大大增加。

(2) 镀膜玻璃
镀膜玻璃主要有太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。
(1太阳能热反射玻璃
太阳能热反射玻璃又称阳光控制玻璃。其最大特点是利用镀膜能透过呆见光而把起加热作用的远红外光反射到室外，同时玻璃材料吸收的太阳热能被镀膜所隔离，使热主要形发到室外一侧，尽可能地减少太阳的热作用，使室内热环境得到控制，同时减少眩光和色散，降低室内空调负荷和减少设备投资，从而达到节约空调负荷和减少设备投资，从而达到节约空调费用的目的。这种热反射玻璃隔热反射性能通常用阳光系数(或遮阳系数)表示，阳光系数越低，镀膜的性能的镀膜来调节室内光线和控制辐射热。
(2低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃
低辐射玻璃(1LE)、多功能镀膜玻璃(1MF)又称保温镀膜玻璃，这类材料具有最大的日光透射率和最小的反射系数，可让80%的可见光进入室内被物体所吸收，同时又能将90%以上的室内物质反辐射的长波保留在室内。低辐射玻璃(1LE)和多功能镀膜玻璃(1MF)大大提高了能量的利用率，在寒冷地区能有选择地传输太阳能量，同时把大部分的热辐射反射进室内，因此，在采暖建筑中可起到保温和节能的作用。低辐射玻璃(1LE)和多功能镀膜玻璃(1MF)大大提高了能量的利用率，在寒冷地区能有选择地传输太阳能量，同时把大部分热辐射进室内，因此，在采暖建筑中可起到保温和节能的作用。低辐射玻璃(1LE)与多功能镀膜玻璃(1MF)相比，在热传输控制方面作用相同，但在减少热进入方面1LP性能更为优越。另外，低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃对不同频谱的太阳光透过具有选择性，它能滤掉紫外线，室内家具、图片、艺术品等因紫外线照射而褪色，还能吸收部分可见光，可起到防眩光的作用，因此，广泛用于美术馆以及科学实验楼等有特殊要求的建筑物。