概要: 節約資源、節省能源、建設節約性社會是2005年的重要話題。我國是一個耗能大國,建筑直接消耗的能源占全社會能源消費量的46%~50%,而門窗的能源損失又占到建筑能耗的50%,所以減少門窗的能源損失是當前建筑節能的主要途徑之一。
門窗保溫、隔熱性能的優劣直接影響到建筑能耗的大小,而造成門窗熱損失大致有三個渠道。
1、門窗框扇與玻璃通過熱傳導的方向進行熱能的傳遞。
2、門窗框扇之間、門窗框扇的構件與玻璃之間、門窗框與墻體之間的各種逢隙形成空氣滲透隨之帶來的熱量交換及滲漏造成的熱損失。
3、窗用玻璃的熱幅射進行的熱傳導。
因此要使外門窗具備優良保溫的性能必須要從制作門窗所采用的材料、型材的斷面腔型、窗型的構造設計、門窗玻璃的配置及玻璃的安裝方法、門窗框與墻體安裝等方面綜合考慮才能得到一個較好保溫節能的結果。
目前市場上見到的隔熱鋁合金窗、塑鋼窗與鋼窗、普通鋁合金窗相比其保溫節能性能大有好轉,但是都存在一定問題,不能完全滿足北京市節能65%要求(外窗整窗傳熱系數(U值)小于2.8w/m2.k的指標要求)。如果建筑節能的指標要求進一步提高,這些產品現有狀況根本不能適應,此類產品不加以改進在今后的應用與發展存在著更大的難度。近來在北京建筑市場上新出現的一種采用引進國外技術生產的玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼)門窗,這種產品以優異的保溫、隔音性能引起眾多開發商和建筑設計部門的注意,此類門窗可根據不同建筑設計要求,采用不同節能措施來滿足不同的使用要求。由北京建工茵萊玻璃鋼制品有限公司采用加拿大先進技術生產的建工茵萊牌玻璃鋼節能窗是其代表,該品牌的外窗采用常規配置的的整窗其傳熱系數小于2.3w/m2.k,如果將其型材構造或配用的玻璃進行稍加調整改進,其傳熱系數可以達到2.1w/m2.k、1.5w/m2.k的水平,是目前節能保溫門窗中的一枝新秀。本文以建工茵萊牌玻璃鋼節能門窗為例進行有關的探討。
璃鋼節能門窗產品的特性
玻璃纖維增強塑料---FIBER、REINFORCEDPLASTICS簡稱玻璃鋼,是一種新型復合材料,它是基體樹脂和增強纖維構成的類似于鋼筋混凝土的一種復合結構體,由于樹脂和纖維在性能上的"優勢互補",使其具有輕質、高強、防腐、絕緣、保溫、隔聲等優良物理化學性能,目前已廣泛應用于航空、航天等尖端領域。
玻璃鋼門窗異型材是玻璃纖維及織物浸透樹脂后經牽引機牽引下通過加熱專用模具高溫固化成型,形成表面光潔、尺寸穩定、強度高的玻璃鋼型材;又經特殊涂層表面處理切割下料后,使用專用角連件和密封材料組裝成高質的新一代節能環保型門窗。
玻璃鋼材料與其它窗體用材的主要性能比較得出其主要性能遠遠優于鋼鐵、鋁合金及塑料,它還具有耐腐蝕、耐老化、低導熱系數及電絕緣性和良好的成型工藝特點。上世紀80年代,隨著玻璃鋼門窗異型材拉擠和表面涂裝工藝的突破,加拿大茵萊玻璃纖維公司等企業在此基礎上率先成功開發出適用于北美地區的玻璃鋼保溫節能門窗。由于玻璃鋼材料的特有優勢,使門窗具有保溫節能、密封隔音、結構精巧、美觀高雅、堅固耐用、性能可靠、使用方便等突出優點,產品具有很大的市場吸引力,目前已迅速擴展到北美、西歐、日本、***等國家地區。
北京建工集團在2002年與加拿大茵萊玻璃纖維公司合資在北京成立北京建工茵萊玻璃鋼制品有限公司,專門從事玻璃鋼節能門窗的生產。投產2年多來,產品已在數十個工程上使用,其節能、保溫、隔聲等優點已得到了明顯體現,受到各方面用戶的歡迎。
玻璃鋼節能門窗保溫隔熱特性分析
1、鋼材料的熱穩性能及熱工性能都明顯的優于鋁合金、塑料等材料。
玻璃鋼是一種高分子復合材料,以強度高,在冷熱變化較大的環境下具有尺寸穩定,熱膨脹系數小等特點(如:PVC材質的型材熱膨脹系數為玻璃鋼材質的型材的12-20倍,合金鋁的材質的型材膨脹系數為玻璃鋼型材3-4倍)。玻璃鋼型材的受溫度冷、熱變化引起的膨脹收縮程度與建筑物主體和門窗用玻璃是一致的,避免了因溫度變化引起的熱脹冷縮造成的門窗與玻璃和建筑物主體之間產生縫隙,從而避免了熱量在因熱變形而產生的縫隙中外滲漏。
2、玻璃鋼材料具有較低的傳熱系數(即較高的熱阻R值)。
玻璃鋼材料本身的導熱系數較低,與PVC、鋁合金相比較分別大約低1.5倍、680倍。更為重要的是建工茵萊節能門窗的型材結構,是引進適合北美地區的保溫窗的結構設計,空腹多腔結構增加了空氣隔熱保溫層,其熱阻值有較大幅度的提高,據有關資料報道其熱阻值可達9.96m℃/w,與各種材料制成門窗框型材相比其熱阻R值為最高。
由于玻璃鋼門窗框型材本身的熱阻值較高,因此可以有效的隔斷室內外熱量從門窗框上傳遞的途徑。
3、合理配置中空玻璃。
采用中空玻璃是建筑外門窗節能保溫的一項重要措施,建工茵萊玻璃鋼節能門窗不僅在原有產品配置設計時就規定采用中空玻璃,而且在中空玻璃本身結構也有一定的講究。如:推拉窗采用的中空玻璃的總厚度為20mm,單片玻璃厚度為4mm,玻璃內腔間距為12mm;平開窗采用中空玻璃的總厚度為22mm,單片玻璃厚度為5mm,玻璃內腔間距為12mm,也就是說兩種窗型就選用的中空玻璃內腔距均為12mm。這是因為與中空玻璃內腔間距與中空玻璃的U值(傳熱系數)有關,在內腔間距增大到空氣層沒有出現對流時,內腔間距越大其傳熱系數越小,隔熱性能越好。但這不是絕對的,從圖表5表明:內腔間距12-15mm為最佳,超過這個范圍U值反而有所增加;因此中空玻璃的內腔距一般以12mm具有最佳的保溫效果。建工茵萊牌節能門窗的玻璃配置的選擇正符合此規律,相比目前北京門窗市場采用的5+9A+5的中空玻璃配置具有及佳的保溫效果。
4、用新技術加強框與扇、型材與玻璃的密封技術。
門窗的框、扇之間以及玻璃與型材之間容易存在縫隙,而引起空氣滲透,隨之帶來了熱交換及滲漏造成熱量損失。針對這些現象,建工茵萊玻璃鋼節能窗分別從結構密封設計及玻璃安裝方法都有創新,以確保其縫隙滲漏量降低到最少程度甚至達到無滲漏。
玻璃鋼型材框、扇、中空玻璃截面
在框、扇搭接處,采取階梯式多道密封結構設計,保證窗框與窗扇密封;采用不干膠與軟硬共擠PVC玻璃壓條的新型玻璃固定結構工藝,從而減少空氣從玻璃安裝處產生滲漏,保證玻璃與窗扇的密封。采用上述幾項新技術后,此品牌的外窗密封性能優于國家標準中五級的指標值,滲透量在0.1~0.3w/m2.h左右,同時也為其優良的保溫效果提供了保證。
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