室外侧铝腔形式对门窗保温性能的影响

调查显示，在我国社会主要能耗中，建筑能耗在 2000 年起就占全社会总能耗的 20% 以上；随着近几年房地产的疯狂发展，建筑能耗已占到全社会总能耗的 40% 以上，而通过门窗流失的能耗约占建筑能耗的 50%。换言之，通过门窗流失的能耗约占社会总能耗的 20%。可见，建筑外门窗是建筑节能的薄弱环节，建筑节能的关键是门窗节能技术的提高。

评判门窗热工性能的一个主要参数是传热系数，即为K值。K值越大，传递的热量愈多，流失的能量也越多；反之，传递的热量愈少，流失的能量也越少。因此，降低通过门窗的热量损失主要研究如何降低门窗的 K 值。

本文通过粤建科 MQMC 软件模拟分析，探索室外侧铝腔对门窗保温性能的影响，以找到影响趋势，为行业内人士提供理论支持。

1 改变室外侧铝腔大小对门窗保温性能的影响

室外侧铝腔先由单臂铝变成腔体铝，再改变腔体尺寸来看整窗及框K值的变化趋势，如图1 所示。室外铝分别为单臂铝、铝腔从隔热条一端到铝外壁为 7.5 mm、腔体从隔热条一端到铝外壁为 17.5 mm。

图1 配三玻改变室外侧铝腔大小示意图

1.1 配置三玻时改变室外侧铝腔大小对门窗保温性能的影响

如表1 所示为铝合金窗配三玻室外侧铝腔从单臂到 17.5 mm 变化时框K值、线传热系数及整窗K值的变化趋势，本次计算室外铝臂不变，改变压线尺寸。

表1 铝合金窗配三玻室外侧铝腔大小对门窗保温性能的影响 单位：W/(m2·K )

表1 中 65 铝合金 10.0 mm 的 10 mm 就是指图1 所示的 10。本次计算改变室外铝腔的同时，因为要保证玻璃配置一样，所以需要同时改变压线大小或者玻外胶条位置处铝臂长度，本文分别改变这两处来寻找规律。

从表1 可以看出随着室外铝腔的增大，框K值也在增大，而线传热系数在减小，因为框K值的变化比线传热系数的变化大很多，故整窗传热系数也在增大。说明随着室外侧铝腔的增大，窗户的保温性能会下降。所以，当客户买到一个比较厚窗户时，一定要看一下是铝占的面积大还是隔热条占的面积大。

1.2 配置双玻时改变室外侧铝腔大小对门窗保温性能的影响

如表2 所示为铝合金窗配双玻室外侧铝腔从单臂到 17.5 mm 变化时框K值、线传热系数及整窗K值的变化趋势，同样也是室外铝臂不变，改变压线尺寸。

表2 铝合金窗配三玻室外侧铝腔大小对门窗保温性能的影响 单位：W/(m2·K )

表2 中的5.0 mm、7.5 mm、10.0 mm指的是室外铝臂长度。从表2 可以看出随着室外铝腔的增大，框K值也在增大，而线传热系数在减小，因为框K值的变化比线传热系数的变化大很多，故整窗传热系数也在增大。说明双玻和三玻的变化趋势一样，都是随着室外铝腔增大同时压线变小的话，整窗K值也会增大。

2 三玻改变室外侧铝胶条位置处长短对窗户保温性能的影响

之前有文献说玻璃靠近室内侧时窗户保温性能会好，故本文又用最厚的铝合金窗改变室外侧铝胶条位置铝臂的长短来对比窗户保温性能的变化。主要目的是想改变玻璃与隔热条的相对位置。如图2 所示分别为室外侧铝胶条位置铝臂长 度由 7.5～25 mm 的变化。

图2 三玻改变室外侧铝臂长度示意图

2.1 配置三玻时改变室外侧铝胶条位置铝臂长短对门窗保温性能的影响

如表3 所示为铝合金窗配三玻改变室外侧铝胶条位置时铝臂长短对窗户保温性能的影响。重点在铝臂从 7.5 mm 变到 25.0 mm 时框K值、线传热系数及整窗K值的变化趋势。本次计算室外铝臂改变的同时为了保证玻璃配置一样，压线尺寸时也会改变，主要目的是想改变玻璃与隔热条相对位置。

表3 中的 25.0 mm 是指室外铝腔的尺寸，7.5 mm、10.0 mm、12.5 mm 是指室外铝臂的长度。从表3 可以看出随着室外铝臂的加长，框K值在增大，而线传热系数基本不变，整窗K值也在增大，但是整窗K值变化不是特别多，从 7.5 mm 变到 25.0 mm，整窗K值仅变化了 0.018 W/(m2·K)。分析原因可能是因为用的是 5Low-E+12A+5+12A+5 的三玻，玻璃厚度比较大，玻璃室内外移动 20.0 mm 整窗K值变化都不是特别大。因此，后文改用双玻进行探索。

2.2 配置双玻时改变室外侧铝胶条位置铝臂长短对门窗保温性能的影响

如表4 所示为铝合金窗配双玻改变室外侧铝胶条位置铝臂长短对窗户保温性能的影响，重点是铝臂从 7.5 mm 变到 25.0 mm 时框K值、线传热系数及整窗K值的变化趋势。本次计算室外铝臂改变的同时为了保证玻璃配置一样，压线尺寸也会改变，主要目的是想改变玻璃与隔热条相对位置。

表4 铝合金窗配三玻室外侧铝腔大小对门窗保温性能的影响 单位：W/(m2·K )

从表4 可以看出随着室外铝臂的加长，框K值在减小，而线传热系数基本不变，故整窗K值也在减小，但是整窗K值的变化比配置三玻时要大。从 7.5 mm 变到 25.0 mm 整窗K值变化了 0.039 W/(m2·K )，约等于配置三玻时的 2 倍。

分析三玻与双玻变化趋势不同的原因可能是因为用的是 5Low-E+12A+5+12A+5 的三玻，玻璃厚度比较大，玻璃室内外移动 20.0 mm，如图3 所示无论是铝臂长 7.5 mm 还是长 25 mm，玻璃和隔热条相对位置还是差不多在一个平面上的，玻璃一直包围着隔热条，所以整窗K值变化不是特别大。因此，后文改用双玻进行探索，而双玻厚度比较小，如图3 所示铝臂长 7.5 mm 时中空玻璃几乎已经跟室外铝在一个平面上了，而铝臂长 25.0 mm 时，中空玻璃基本跟隔热条在一个平面上。

图3 双玻改变室外侧铝臂长度示意图

3 结 语

增大室外铝腔不会让整窗K值降低反而会让整窗K值增大。室外侧铝臂在玻外胶条位置的长度决定了玻璃与隔热条的相对位置，而玻璃与隔热条位于同一平面时整窗K值会达到最优。由于本文所用的 65 铝合金的隔热条是 24 mm 的，所以当用三玻时整窗K值变化不大，后续笔者还将选用不同高度的隔热条进行研究。