1、关于铝合金门窗及幕墙节能技术研究摘 要：铝合金门窗具有性能好、重量轻、美观、采光好、经久耐用、型材易回收和再利用率高、无环境污染等特点受到人们的喜爱。但其框材隔热性能差的特点影响了铝门窗的使用性能。因此，提高其隔热和节能性能是铝合金门窗今后重点要解决的技术问题，也是门窗企业的发展方向。 关键词：铝合金门窗；幕墙；节能；隔热 中图分类号：TU201.5 文献标识码：A 一、铝合金门窗及幕墙节能思路分析 在现代意义上，建筑节能所涉及到的方面以及涵盖内容均极为多元。其中，优化铝合金门窗及幕墙节能问题应使用广泛而备受各方工作人员的特别关注与重视。对于这一研究概念而言，节能主要是指从产品材料的选取以及结
2、构的设计等多方面入手，确保建筑物在使用铝合金门窗及幕墙的过程当中能够通过付出较少的能量消耗的方式而获取较为稳定的与合理的光线环境以及温度环境。在有关铝合金门窗及幕墙节能措施研究思路的过程中，重点关注以下几点： 首先，需要对传热方式有一个明确的认识。实践研究表明，现阶段房屋建筑所涉及到的的传热方式主要可以分为对流传热、辐射传热以及导热传热这几种类型。而建筑物最终所涉及到的传热即这三种传热方式共同作用的结果。换句话来说，在有关铝合金门窗及幕墙节能措施的研究过程当中，其重点在于实现对以上三类传热方式的合理控制，进而实现有效的节能目的。 其次，对于我国而言，现行相关标准规范当中对于建筑节能做出了明确化
3、的规定，特别是对铝合金门窗与幕墙的节能而言，基本规定可以概括为如下几个方面：一般意义上对于传热系数的保值期限规定为 8年期；将高级公寓式建筑划分为 A 级节能建筑。要求这一类型的建筑所对应总传热系数需要严格控制在 2W/m2k2.4 W/m2k 单位范围之内；将中档商品写字楼划分为 B 级节能建筑。要求这一类型的建筑所对应总传热系数需要严格控制在 2.6W/m2k3.0 W/m2k 单位范围之内；将一般性建筑工程项目划分为 C 级节能建筑。要求这一类型的建筑所对应总传热系数需要严格控制在 3.1W/m2k6.0W/m2k 单位范围之内，以此确保建筑节能的有效性。 二、铝合金门窗与幕墙节能技术分
4、析 在当前以环保、节能为主题的时代背景下，铝合金门窗与幕墙的节能对促进建筑节能发展具有极其重要的意义。而铝合金门窗与幕墙节能技术的关键在于对其热传递的控制。 一般来说，建筑的热传递方式主要有三种，即传导、辐射与对流。而铝合金门窗与幕墙也是通过这几种热传递方式进行传热的。铝合金门窗与幕墙主要是由铝合金与玻璃组合而成，铝合金与玻璃的传热系数都比较高、热透率也比较大。因此，通过围绕传导、辐射与对流这几种方式加强对热传递的控制、减少热量的传递是铝合金门窗与幕墙节能技术的关键所在。 1.玻璃部分的节能技术。玻璃是铝合金门窗与幕墙是主材，同时也是热量的良好导体与太阳辐射的良好透过体，是我们控制热传递的关键
5、因素。因此，必须充分重视对玻璃部分的节能技术的应用。 （1）尽可能采用节能型玻璃。目前，铝合金门窗与幕墙所采用的玻璃种类很多，如低辐射镀膜玻璃、光致变色玻璃、光电玻璃、中空玻璃等，都在不同程度上各有侧重地实现了节能。因此，要根据建筑的设计与节能性能需求，选择不同性能的玻璃类别。 （2）尽可能降低玻璃的传热系数，提高玻璃的节能保温性能。一方面，可以采用 LOW-E 玻璃处理技术，即低辐射镀膜玻璃。低辐射镀膜玻璃能够吸收大量的辐射热能，并降低热能 量的传递。在冬季可以把室内的热辐射反射回室内，减少室内热量的流失，而在夏季又能将室外的热辐射反射出去，减少室内热量，由此而达到节能的效果。另一方面，可以
6、采用中空玻璃处理技术。中空玻璃有双层与多层之分，即在玻璃与玻璃之间形成空隔，并充入惰性气体、干燥气体等，以减少热量的传递，能起到良好的保温隔热性能。而真空玻璃与气凝胶玻璃等，都可以在很大程度上降低玻璃的传热系数，提高玻璃的节能保温性能。 （3）玻璃的遮阳节能技术。对于玻璃的遮阳节能，主要可以从两个方面加强。一方面，是选择合理材质的玻璃来影响太阳光的辐射。如LOW-E 玻璃，对太阳光中的可见光有比较高的透射比，但反射比则较低，在保证了室内采光充足的基础上，又可以在很大程度上避免光反射而造成的光污染现象。另一方面是通过遮阳系统的建设来提高遮阳节能性。在许多炎热地区，通过设置遮阳装置来减少太阳光的直
7、射，可以在很大程度上辅助热量传递的控制。而遮阳系统的设置形式有许多，如室外遮阳、室内遮阳等。通过多种多样的遮阳装置可以降低遮阳系数，提高铝合金门窗与幕墙的节能性。 2.铝合金部分的节能技术。除了玻璃之外，铝合金也是热量传导的主要导体，通过铝合金而传导的热量是铝合金门窗与幕墙热量传导的一半以上。可见，铝合金型材也是热传导的重要通道。因此，对铝合金部分的节能技术的应用也是铝合金门窗与幕墙节能技术探讨的重要组成部分。要尽可能选择隔热节能型的铝合金型材。而影响隔热铝合金型材的热导率的重要因素主要有几个，即隔热条的形状设计、隔热条的宽度以及相关的辅助措施等。隔热条可以在热传递的路径形成空腔，使热传递出现
8、阻断，从而阻止热量的传递。可见，隔热条是铝合金的重要部件，对隔热铝合金门窗的质量起到极其关键的作用。因此，隔热条的质量、尺寸、内部结构都应该是选择隔热型材的考虑因素。利用隔热断桥技术提高铝合金的节能性，即是基于产生一个连续的隔热区域，利用材料为聚酰胺尼龙 66 的隔热条把铝合金分为两个部分。目前，隔热断桥铝材已不断地应用于我国的许多对隔热保温有高要求的建筑。对隔热铝型材的设计，应当在保持铝合金型材截面不变的基础上，改变隔热条的尺寸并装配不同的玻璃，以达到隔热的效果。 3.通过铝合金门窗与幕墙的设计来提高其节能性。铝合金门窗与幕墙的设计及其节能效果密切相关，是提高铝合金门窗与幕墙节能性的重要途径
9、。因此，必须在总体上综合考虑建筑方向、铝合金门窗与幕墙等各个方面的因素，尽可能减少铝合金门窗与幕墙的热传递。一是要科学合理地设计好铝合金门窗与幕墙的朝向。铝合金门窗与幕墙的朝向不同，太阳辐射的热量也有所不同。在设计铝合金门窗与幕墙的朝向时，应当以朝南为宜，并尽量避免朝西等。同时，幕墙的安排也不宜过于集中，不宜面向居民楼。二是要科学设计铝合金门窗与幕墙的面积。除了要尽可能提高材料的利用率，还要尽量减小幕墙的面积，控制铝合金门窗与幕墙在建筑表面面积中的比例，降低能耗。 三、隔热铝合金门窗分析 门窗一般分为铝合金窗、塑钢窗、木窗等。塑钢窗隔热效果良好，但是因强度和热老化性能等原因，应用受到很大的限制
10、；木窗也有很好的隔热效果，但高昂的价格使其难以得到普遍推广，一般用于别墅等高档项目。因此现在流行的节能门窗还是铝合金窗。 为了提高铝合金型材的隔热性能，节能门窗一般会在铝合金中间使用低导热率的隔热材料。按加工工艺来分，现在有穿条式和注胶式两种不同的隔热方式，其中市场上以使用穿条式为主。简单来说，穿条式隔热铝型材就是将两支预先挤出的铝材和热导率为 0.3w/mk 的尼龙隔热条，通过开齿，穿条，滚压工序将三者组合成一体的复合型材。穿条式隔热型材的传热系数影响因素：隔热条宽度：一般来说，隔热条越宽，隔热效果越好；隔热条形状：C 形条比 I 型条好；合理的型材设计：一般冷腔应设计为小空腔，玻璃厚度中心
11、应尽量接近隔热条截面高度中心等；采取其他辅助措施：如在隔热腔内添加低导热的泡沫，采取加肋式隔热条等。 1.隔热铝合金门窗的特点 （1）应用隔热铝合金型材。使用滚压方式把内外铝合金和隔热条组合在一起。 （2）采用中空玻璃，提高保温性能和隔声效果。 （3）采用独立的密封结构，推拉窗采用双胶条双毛条四密封结构；平开窗利用等压原理，采用一道硬密封和两道软密封三密封结构，具有优良的气密性和水密性。 （4）选用高档附件，造型优美，操作灵活，安全可靠，有利于门窗的隔热效果。 2.隔热铝合金门窗带来的新突破 （1）降低热量传导：采用隔热铝合金型材，其热传导系数为1.83.5W/m2kh 大大低于普通铝合金型材
12、140170W/m2kh；采用中空玻璃结构，其热传导系数为3.173.59W/m2kh 大大低于普通铝合金型材6.696.84W/m2kh，有效降低了通过门窗传导的热量。 （2）防止冷凝：带有隔热条的型材内表面的温度与室内温度接近，降低室内水分因过饱和而冷凝在型材表面的可能性。 （3）节能：在冬季，带有隔热条的窗框能够减少 1/3 的通过窗框的散失的热量；在夏季，如果是在有空调的情况下，带有隔热条的窗框能够更多地减少能量的损失 （4）保护环境：通过隔热系统的应用，能够减少能量的消耗，同时减少了由于空调和暖气产生的环境辐射。 （5）有益健康：人体与环境交换热量取决于室内空气的温度、空气流动速度和
13、室外空气温度。通过调节门窗室内温度，使其不低于1213，已达到最舒适的环境。 （6）降低噪音：采用厚度不同的中空玻璃结构和隔热铝型材空腔结构，能够有效降低声波的共振效应，阻止声音的传递，可以降低噪音30dB 以上。 （7）颜色丰富多彩：采用阳极氧化、粉末喷涂表面处理后可以生产RAL 色系 200 多款不同颜色的铝型材，经滚压组合后，使隔热铝合金门窗产生室内、室外不同颜色的双色窗户。 由此可见，隔热铝合金门窗比传统铝合金门窗具有更好的隔热性能。3.隔热铝合金门窗应注意的事项 （1）将隔热胶浇注到过冷的型材中易导致隔热型材在后续加工过程中产生开裂情况，因此，浇注时应保持铝材温度高于 18。 （2）隔热槽表面应无灰尘、油脂及脏物，这些都会对其粘合力有较大的负面影响。 （3）断桥时锯片厚度是最大所需切桥宽度的 75%100%。锯切必须将铝型材的临时桥完全切除，控制切除的隔热胶深度不超过 1mm，切金属临时连接桥时，切口避免切口过深。 （4）性价比高。 参考文献： 1 史继春,刘斌,杜家林. 建筑门窗节能性能标识解决门窗节能问题的新途径J. 天津建设科技. 2011(02) 2 许金渤,李梅,李荣骞. 门窗节能的途径与节能发展的趋势J. 科技信息. 2011(12)
