高性能铝合金门窗节能方面几个设计要点

■ 郑文杰

高性能铝合金门窗节能方面几个设计要点

■ 郑文杰

随着《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（GJ134-2010）和《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26-2010）标准的颁布执行，以及高档楼盘数量的不断增多，对铝合金门窗性能要求越来越高，不再是简单节能、防水的铝合金门窗。高性能的铝合金门窗将更多的应用到住宅上。

内开内倒；双银Low-E；断桥隔热条；暖边间隔条；充氩气；长尾胶条；低导热材料

1 铝合金门窗的节能

传统的铝合金门窗的节能方法：采用普通中空玻璃+断桥铝合金型材。传统铝合金门窗只是满足节能的最基本要求，随着全国各地节能减排要求的不断提高，已经越来越不满足时代要求了。随着高档住宅楼盘对高节能、节能舒适度要求也越来越高，高性能铝合金门窗迎来了市场春天。

传统铝合金门窗可以在诸多细节上加以提高，形成高性能节能铝合金门窗。例如：采用内开内倒开启方式、双银Low-E中空玻璃、暖边条、充氩气、长尾胶条、低导热材料、长隔热条等。

1.1 开启方式-内开内倒

在国内，应用在住宅上的铝合金门窗最常见的开启方式是：推拉、平开和上悬窗三种。三种开窗方式都有很大的缺点：推拉窗的保温和防水性能较差，外平开窗安全性不够，内平开窗影响室内使用空间，上悬窗通风量小。

内开内倒窗能够很好的克服上述缺点，内开内倒窗具有：高节能、防水好、安全性高、通风量大等优点，完全满足高性能铝合金门窗对开启方式的苛刻要求。

1.2 中空玻璃-双银Low-E

高性能铝合金门窗配置图

铝合金窗不同开启方式的性能区别表

提高铝合金门窗热工性能最有效方法是提供中空玻璃的热工性能。中空玻璃在铝合金门窗中热工面积一般在70%-75%之间，是提高铝合金门窗热工关键点之一。提高中空玻璃热工的方法有：空气腔体加大（16、20mm宽）、增加空气腔体数量（双中空）、双银Low-E玻璃。双中空玻璃办法成本比较高，空气腔体加大成本其次，双银Low-E玻璃最简单有效，增加成本不高。

单银Low-E与双银Low-E中空玻璃性能参数

1.3 断桥隔热条

玻璃和铝型材是铝合金门窗中最常用材料，铝型材在铝合金门窗中热工面积一般在25%-30%之间。解决好25-30%的热工U值是铝合金门窗关键点之一。

隔热条的长度对U值的影响比较大，隔热条长度越长隔热效果越好，U值越低。下面分别是14.8、25.3、35.3mm三种不同长度的断桥隔热条U值。17-25.3mm隔热条长度是以后发展长度。

1.4 暖边间隔条

国际上通常将中空玻璃的边部2.5英寸范围定义为玻璃边缘，由于铝间隔条的绝缘效果差而导致边缘的导热系数高而使边部出现结雾，而暖边缘技术则是能够很好地解决这一问题。

暖边间隔条能提高中空玻璃边缘线性传热系数Ψ值、防止玻璃边部结露、降低发霉的可能。整窗导热系数UW值能提高10-20%。

暖边间隔条热传导值只有0.168 W/m2.K，是铝间隔条的1/950，其制作的中空玻璃与槽铝式中空玻璃比，边缘温度可提高9.23℃，大大提高了抗冷凝性；隔声量可提高18%，降低噪音能力可提高7-10分贝。

普通铝间隔条

据美国门窗协会统计，1990年以铝间隔条技术（即冷边）制作的中空玻璃占北美市场的85%，而以导热系数低的间隔条制作的中空玻璃仅仅占15%；但到2000年底冷边技术下降到20%，而导热系数低的暖边间隔条的市场份额则上升到80%。

暖边间隔条

1.5 充惰性气体-氩气

中空玻璃空腔里充惰性气体是改善门窗幕墙热工性能的一种简单有效途径。常规是充氩气。

惰性气体具有比干燥空气更低的导热性能，更稳定的化学结构，因此被多用于高档中空玻璃中空层材料。充惰性气体除带来看不到的“节能性”之外，还会带来一些实际的作用，如降低玻璃两侧面温差，减少玻璃表面结露几率。

充惰性气体-氩气夏天能提高中空玻璃U值0.34-0.35 W/m2K；冬天能提高中空玻璃U值0.30-0.31 W/m2K。

1.5.1 从表格中看出，充惰性可以很明显的降低传热系数。对于低辐射玻璃降幅比较明显，其中氪气和氙气效果非常好，但考虑到成本，我们一般都采用充氩气。

夏季中空玻璃充气前后对比表

冬季中空玻璃充气前后对比表

1.5.2 对遮阳系数也有一定影响，可以降低0.01个点。主要是充惰性气体能有效地阻止外片玻璃所吸热量向室内流入。

1.5.3 充惰性气体降低U值很有效。特别是低辐射中空玻璃。

1.5.4 充惰性气体对遮阳系数也有影响，但跟夏季情况相反，区别在于膜面位置的不同，充惰性气体降低内片玻璃向外流失热量。

1.6 长尾胶条

铝合金门窗中常用的胶条，只是起到密封防水作用，不能阻隔铝型材槽内热对流。长尾胶条通过加长胶条尾部长度，形成有效阻隔铝型材玻璃槽内热对流，提高铝型材U值。长尾胶条主要用于高档的铝合金门窗，一般是加长断桥隔热条配合长尾胶条，才能起到作用。

下图为普通胶条和长尾胶条的U值。

普通胶条

长尾胶条

1.7 低导热材料-泡沫

随着铝合金型材断桥隔热技术的不断进步，如发展型断桥隔热技术，对隔热材料的要求也越来越高，在型材空腔里填充低导热材料具有比干燥空气更低的导热性能，更稳定的化学结构，因此被很多的用于高性能铝合金断桥隔热型材的隔热材料。

在型材空腔里填充泡沫是改善门窗幕墙热工性能的一种有效途径。挑战在于如何找到这样一种材料：低热导率，并可以和PA66GF25隔热条一起运输、储存、组装、表面处理等。

可喷涂的密封微孔尼龙泡沫。优势在于不需要额外的操作处理。优化表面处理供应链（粉末喷涂，化学处理，阳极氧化）的效率；良好的耐化学性能；使用环保的发泡剂：氮；可回收利用。

2 结论

通过对多个高性能铝合金门窗的研发设计、项目应用和上述内容分析。可以得出如下结论：

高性能铝合金门窗材料方面主要是通过中空玻璃、隔热铝型材两大材料性能来实现的。其中提高中空玻璃性能主要措施包括：双银Low-E、双中空玻璃、增大中空腔、暖边条、充惰性气体等；其中提高隔热铝型材性能措施包括：长断桥隔热条、低导热材料、长尾胶条等。

提高铝合金门窗系统性能主要措施包括：内开内倒开启方式、三道胶条密封、三腔结构型材等、多点锁密封等。

[1]GJ134-2010.夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，2010

[2]JGJ26-2010.严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准，2010

[3]泰诺风保泰.产品手册，2012

[4]中国南玻集团.建筑节能玻璃，2011

TU228

B

1671-3362（2013）10-0062-03