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現在,各種新型建筑門窗及幕墻越來越被廣泛的應用。這些新型產品由于結構及材質的改變,外觀的確讓人們感覺到賞心悅目,但是功能方面尤其是熱工性能方面仍存在指標不高,能源損失較大,理想的室內溫度環境無法保證等問題,讓人們漸漸感到普通窗及幕墻在寒冷地區或炎熱地區使用的美中不足。隨著國家對建筑節能的要求越來越嚴格,建設部出臺的強制性規定――《建筑物外墻外保溫技術規程》使得門窗、幕墻的節能問題變的尤為重要。
二、關于鋁合金窗及幕墻的節能
1.節能的定義
建筑的節能包含很多方面,其中鋁合金窗及玻璃幕墻的節能是最重要的組成部分。鋁合金窗、幕墻的節能主要是指通過產品的結構設計、材料選用等措施,使建筑物在使用過程中,以盡量少的能量消耗而獲得理想的溫度環境和光線環境的過程。比如:在炎熱的夏季和寒冷的冬季,人們為了獲得正常的使用環境,常常需要使用消耗電能的電器設施來調節室內溫度環境。而窗及幕墻的節能效果,直接影響到耗能的多少。一般而言,節能窗及節能幕墻產品在炎熱的夏季應具有較高的隔熱性能,在寒冷的冬季應具有較高的保溫功能。
如何實現夏季隔熱,冬季保溫功能呢?這就是我們所說的傳熱。傳熱方式分為一下三種:
①對流傳熱:是指具有熱能的氣體或液體在移動的同時所進行的熱交換現象。
②輻射傳熱:是以電磁波的形式把熱由一個物體傳向另一個物體的現象。
③導熱:是指物體內部的熱由高溫側向低溫側轉移的現象。
建筑物的傳熱是上述三種方式綜合作用的結果。為此,窗及玻璃幕墻的節能設計重點是在上述三種傳熱方式中設計合理的控制手段,以達到節能目的。而在影響玻璃幕墻、鋁合金窗的熱工性能方面,可以通過控制傳熱和增加遮擋來實現節能。
根據實驗結果,導熱及對流傳熱的能力可以用傳熱系數來衡量,輻射傳熱能力可用遮陽系統來控制。
傳熱系數K0=1/(Ri+d/λ+1/Re)[W/?K]
式中Ri,Re――表面熱轉移系數2?K/Wλ――介質導熱系數W/m?K
d――介質厚度
K0被稱為總傳熱系數,R0被稱為總傳熱阻,R0=1/K0,K0和R0是在門窗、幕墻熱工計算中的兩個非常重要的物理量。
2.我國關于節能方面一些規定
隨著我國建筑節能意識的提高,對節能窗及玻璃幕墻的傳熱系數作如下初步規定:
(1)一般要求傳熱系數保值期限為8年。
(2)高級公寓式建筑規定為A類,K=2~2.4W/?K
(3)中檔商品寫字樓規定為B類,K=2.6~3W/?K
(4)一般性工程規定為C類,K=3.1~6W/?K
國外同類民用節能窗及玻璃幕墻傳熱系數一般規定為K=1.8~2W/?K且穩定期限不低于10年。
三、門窗、幕墻節能的方法
鋁合金窗及玻璃幕墻常見節能方法分以下幾種:
玻璃節能法
鋁合金斷熱型材節能法
雙(多)層結構體系節能法
遮陽體系節能法
點支承玻璃幕墻節能法
1.玻璃節能法
對于鋁合金窗及玻璃幕墻來說,由于玻璃的面積占據立面的絕大部分,可以參與熱交換的面積較大,所以玻璃是窗、玻璃幕墻節能的關鍵。
(1)玻璃是否鍍膜及膜層材質可初步確定其節能效果,通常情況下,玻璃可分為以下幾大類:1)浮法清玻璃2)在線鍍膜玻璃3)離線鍍膜玻璃4)低輻射在線鍍膜玻璃5)低輻射離線鍍膜玻璃。這些玻璃傳熱系數雖然沒有明顯的變化,但由于膜層對光(能量)的控制能力不同,使其節能效果依次增加。
(2)玻璃結構形式可分以下幾類:1)單層玻璃2)中空玻璃3)多層中空玻璃。其傳熱系數依次降低,即節能效果逐次增強。通過計算和實驗數據顯示,通常單片玻璃的傳熱系數K=6W/?K左右,中空玻璃(普通)K=2.3~3.2W/?K,而采用離線低輻射鍍膜中空玻璃(中空層充惰性氣體)K=1.4~1.8W/?K。
(3)對玻璃除上述方法外,還可以采用貼節能膜方法,提高節能效果。
2.鋁合金斷熱型材節能法:
鋁合金型材在窗及幕墻系統中,不但起著支承龍骨的作用,而且對節能效果也有較大影響。通常情況下,鋁合金型材斷面比玻璃面積小得多,為此,導熱對節能效果的影響較大,為此,產生了斷熱型材。根據斷熱鋁型材加工方法的不同,分為注膠式斷熱鋁型材和穿條式斷熱鋁型材。這兩種形式的鋁合金斷熱型材共同的特點都是在內、外兩側鋁材中間采用有足夠強度的低導熱系數的隔離物質隔開。從而降低傳熱系數,增加熱阻值。即使在炎熱的夏季,當太陽暴曬的情況下,斷熱型材室外部分表面溫度通??蛇_35~85℃,而室內仍可維持在24~28℃左右,有效地減少傳到室內的熱量,可減少制冷費用;而在寒冷的冬季,室外鋁材的溫度可與環境溫度相當(一般-28~-20℃)而室內鋁材仍然可達到8~15℃,從而減少熱量損失,節約冬季取暖的費用,從而達到節能目的。
3.雙(多)層結構體系節能法。
通常的窗及玻璃幕墻,在溫暖地區,一般為單層結構,而在寒冷或炎熱地區,則可以采用多層(雙)層窗或雙層幕墻/動態幕墻的方法,利用兩層結構間的空氣層(通過設計的空氣層),降低系統總傳熱系數的辦法,來實現節能目的。
4.加設遮陽體系節能法:
由于鋁合金窗及玻璃幕墻大面積采用玻璃,太陽的照射是輻射熱。節能的本質就是如何實現在烈日炎炎的夏季將光(能量)擋在室外,或在寒冷的冬季能讓充足的光(能量)傳入室內。盡管建筑材料的研究人員做了不少的努力,但仍然難以找到理想的材料來解決這個問題。在鋁合金窗和幕墻體系上融入遮陽技術也是節能的有效途徑之一。系統的遮陽產品將得到廣泛應用。
5.點支承玻璃幕墻的節能方法:
點支承玻璃幕墻的節能除了可采取前面提到的玻璃方法以外,還要處理好玻璃與駁接頭處的斷熱設計。工程經驗和實驗證明,在寒冷地區和炎熱地區,點支式幕墻節能設計值得采用。
四、鋁合金節能窗與塑鋼窗的比較說明
1.檔次上的差別:國內的鋁合金斷熱窗和塑鋼窗是分別適合于不同建筑的消費群體,統計資料顯示,塑鋼窗適用于一般低層住宅,往往這種檔次的產品的消費者對該產品的質量要求不是很高,而高性能斷熱鋁合金窗則適用于各類高度、各類檔次建筑,且質量、壽命性能都經受得住高標準考驗。
2.性能上的差別:二者節能效果相近;但是由于材質的區別,塑鋼窗使用一段時間之后容易發生變形,密封性能不如高性能鋁合金窗。
3.壽命上的差別:由于材質的強度和彈性模量及耐磨性能差別較大,使高性能鋁合金窗使用壽命往往大于塑鋼窗的使用壽命。
4.價格上的差別:一般說來,高性能鋁合金窗價格通常比塑鋼窗的價格要高一些。但從長遠考慮,高性能鋁合金窗價格雖然高,但使用年限長;而塑鋼窗雖然價格較便宜,但使用年限短。因此,綜合價格比相當。
由此可見,高性能鋁合金窗更具競爭優勢。
五、關于全隱框鋁合金幕墻是否采用斷熱型材的問題
斷熱鋁型材應用于窗及明框玻璃幕墻,為達到與其等效的保溫、隔熱效果,斷熱鋁型材一般與中空玻璃配套使用。對于明框玻璃幕墻,由于室內外的鋁合金為一體或直接接觸,而鋁合金的導熱系數很大,保溫、隔熱效果不好。所以,明框玻璃幕墻采用中空玻璃配斷熱鋁型材,具有明顯的保溫、隔熱效果。而對于隱框玻璃幕墻由于幕墻結構與室外直接接觸的是中空玻璃,玻璃與鋁型材之間是硅酮結構膠,結構膠內側是鋁型材。而一般鍍膜中空玻璃導熱系數2.3≤K≤3.2,如采用離線LOW-E鍍膜制成的中空玻璃1.4≤K≤1.8,保溫、隔熱效果已經很好,且結構膠也是低導熱材料,也有良好的保溫隔熱作用。理論分析和實驗結果表明,隱框玻璃幕墻不需要采用斷熱鋁合金型材就能達到很好的保溫節能效果。
關鍵詞:建筑工程;門窗;節能技術
中圖分類號:TU198文獻標識碼: A
引言
隨著我國可持續發展戰略的提出,我國的建筑行業開始朝著全新的方向發展,在保證建筑工程質量的前提下則更多地考慮到建筑對于周圍環境的影響以及對資源和能源的消耗,節能建筑、綠色建筑、生態環保建筑成為建筑行業首先考慮到的問題。而隨著各種新型節能建筑材料的應用,門窗作為建筑工程中的重要組成部分,受到了越來越多的重視,因此推動了節能技術在門窗幕墻設計中的發展和應用。
一、我國門窗的發展現狀
現階段在建筑行業飛速發展的背景下,采用新型節能技術的門窗,是我國開展節能降耗行動的基本國策,也是未來建筑門窗幕墻行業及市場發展的必然趨勢,門窗及建筑幕墻行業在我國起步比較晚,但是經過不斷的探索、發展及改進,已經形成了一套完整的技術生產體系。門窗的種類繁多,有固定窗、平開窗、推拉窗、內開內倒窗、上懸窗、中懸窗、百葉窗和各種異形窗等。門窗的用材上面也多種多樣,實木、塑鋼、鋁合金、不銹鋼、鋁包木等。隨著我國經濟的發展,將會有更多功能的門窗技術出現。
二、影響門窗節能的主要因素分析
1、門窗傳熱系數
門窗的傳熱系數是溫差引起的門窗內外熱流量,主要體現在傳導、對流、以及門窗的表面輻射三種熱傳方式。值越大時,門窗的隔熱效果就越差,通過門窗損失的建筑能量就越多,在窗體容易形成結露。
2、門窗的密封性能
隨著人們生活水平的不斷提高,對每個家庭居室的環境要求也越來越高,夏天用空調制冷,冬天用暖氣或電熱器取暖已經成為人們生活中必備的條件。所以,一年中約有6個月的制冷和供暖費用,是每個家庭一筆不小的經濟開支。而建筑外窗氣密性能的節能效果如何,將直接影響家庭的經濟開支。氣密性越好的門窗將會產生更好的節能效果.
3、門窗遮陽性能
門窗的遮陽系數指的是玻璃遮擋或抵御太陽光能的能力。指太陽輻射總透射比與通過厚普通無色透明平板玻璃的太陽輻射的比值。對于門窗的遮陽性能主要表現在夏季的遮蔽效果,在夏季太陽光如果直接曬在室內會使得室內的溫度過高,影響人們的生產生活。
4、窗墻比系數與朝向
窗墻面積比是指某一朝向的外窗(包括透明幕墻)總面積,與同朝向墻面總面積(包括窗面積在內)之比,簡稱窗墻比。窗墻面積比的確定要綜合考慮多方面的因素,其中最主要的是不同地區冬、夏季日照情況(日照時間長短、太陽總輻射強度、陽光入射角大小)、季風影響、室外空氣溫度、室內采光設計標準以及外窗開窗面積與建筑能耗等因素。一般普通窗戶(包括陽臺門的透明部分)的保溫隔熱性能比外墻差很多,窗墻面積比越大,采暖和空調能耗也越大。因此,從降低建筑能耗的角度出發,必須限制窗墻面積比。
三、門窗工程中節能技術的應用
1、選用新型環保的門窗結構設計提高其氣密性
門窗的選擇應該是從窗型開始的,從節能的方面看,使用推拉窗要比平開窗和固定窗在節能方面上差很多。推拉窗因為要通過滑動來進行移動,而滑動是通過導軌來進行的,門窗和導軌之間有很大的間隙,造成氣密性不好,從而造成很大的能耗損失。而平開窗則不會有這種問題,由于平開窗具有密封條,在窗子關閉時能夠很好的保證窗戶的氣密性,從而能夠達到很好的節能效果。而固定窗是直接安裝在墻上的,由于和墻體之間用密封條封死,節能效果能夠達到或者超過平開窗的節能效果,因此在選用門窗的窗型時,盡量選用平開窗或者是固定窗能夠達到很高的節能效果。
2、遮陽方面應用的節能技術
太陽輻射進入室內造成室內溫度升高,因此增加了空調制冷的壓力,所以要加強門窗遮陽技術,這對于門窗的節能有重要影響。在建筑門窗幕墻設計中,應用節能技術已設計出越來越多的具有遮陽效果的門窗幕墻產品,比如說遮陽百葉、遮陽簾、天幕遮陽、自動遮陽板等。不同的建筑可應用具有不同效果的遮陽性能的門窗幕墻,所以設計師在門窗幕墻設計時,要根據不同的建筑風格設計具有不同遮陽效果的門窗幕墻。從細節上講,在遮陽效果方面設計師要根據具體建筑的地理位置,分析太陽直射角度,使設計出來的門窗幕墻能夠根據太陽直射的強弱規律來改變建筑室內光線的強弱程度,同時設計出來的窗戶能夠根據光線強弱進行溫差的改變,考慮門窗幕墻的框架熱工性能以及框架熱節能,然后再根據相關的綠色節能技術進行設計。這樣設計出來的門窗幕墻,不僅性能上更加強大而且在外觀上也會讓人賞心悅目,又能使客戶覺得既能夠節能減耗,又能居住起來因為環境光線的舒適而使心情開朗。
3、保溫方面應用節能技術
門窗幕墻的保溫功能主要是通過合理的窗框結構設計以及幕墻材料的選擇來實現的,窗框結構不同、使用材質不同、組合不同,門窗所表現出的保溫性能也就有所不同。隨著技術的進步出現了復合型材料,其中斷熱鋁材的節能效果較為突出,使用也相當廣泛,它保留了鋁型材料的諸多優點,又降低了材料的傳熱系數,在窗框材料選擇中還應強調多樣互補的特性?,F在常見的有鋼塑組合門窗,鋁塑組合門窗等復合材料窗框,既經濟又能達到良好的節能效果。
而采用的玻璃類型包括單層玻璃、Low-E雙層中空玻璃、三層中空玻璃等,這些類型玻璃都是經過加工后具有良好的隔溫、隔噪、隔輻射的特點。設計人員需要結合實際情況,充分考慮實用性與經濟性對其進行合理選擇和搭配發揮出良好的保溫效果。
4、設計符合規定的窗墻比和朝向
在對建筑物的門窗設計前,要對建筑物所在地的氣候條件、性質及使用功能進行細致考察,并對建筑物的門窗和墻的比例進行有效控制,通常窗和墻的比例控制在0.3左右。窗戶要比同朝向、同面積的外墻容易傳遞熱量,所以,設計的窗戶面積越大,就越容易造成室內能量的丟失,在實際操作中,設計合適的窗墻比,比設計大的窗戶面積而后在窗戶內設置窗簾等來阻擋熱量的丟失要更為有效,更能達到節能效果。
門窗的朝向設置在南向,可以獲得充足的采光條件。設計合理的建筑物朝向是一項重要的節能措施。同樣形狀的建筑物,南北朝向比東西朝向的冷負荷小,因此建筑物應盡量采用南北向。通過對門窗朝向,門窗幕墻面積,玻璃種類及幕墻門窗的劃分方案等,降低室內空調、燈具的使用時間,最終達到將能耗節能的目的。如對一個長寬比為4:1的建筑物,經測試表明,東西向的冷負荷約增加70%。選用適合的朝向能夠更好的達到節能的效果。
5、密封材料等附屬材料的應用
密封膠條等附屬材料對門窗的密封性能也起到了關鍵的效果。目前常見的鋼塑材料門窗使用的是聚氨酯,這種材料具有很好的密封性能。除聚氨酯以外常見的還有三元乙丙膠條、硅膠等。隨著技術的成熟和進步,門窗在密封性能上還會用有很大的發展空間。
結束語
總而言之建筑工程作為社會發展中的能源消耗大戶實行節能降耗是刻不容緩的,而門窗幕墻行業作為建筑工程中一個能耗嚴重的部門更是需要通過合理的設計達到綠色節能的目的。在國家通過制定相應的政策,新型的節能環保門窗正在逐漸占據市場,將原來的能耗較大的產品逐漸淘汰出市場,而隨著市場的進一步發展和高新技術普及,越來越多的新節能技術必將得到大范圍的使用。
參考文獻
[1]陳煒探討建筑門窗幕墻設計中綠色節能技術的應用現代裝飾理論[J]現代裝飾,2013,(3).
關鍵詞:鋁合金門窗;幕墻;節能;隔熱
中圖分類號:TU201.5 文獻標識碼:A
一、鋁合金門窗及幕墻節能思路分析
在現代意義上,建筑節能所涉及到的方面以及涵蓋內容均極為多元。其中,優化鋁合金門窗及幕墻節能問題應使用廣泛而備受各方工作人員的特別關注與重視。對于這一研究概念而言,節能主要是指從產品材料的選取以及結構的設計等多方面入手,確保建筑物在使用鋁合金門窗及幕墻的過程當中能夠通過付出較少的能量消耗的方式而獲取較為穩定的與合理的光線環境以及溫度環境。在有關鋁合金門窗及幕墻節能措施研究思路的過程中,重點關注以下幾點:
首先,需要對傳熱方式有一個明確的認識。實踐研究表明,現階段房屋建筑所涉及到的的傳熱方式主要可以分為對流傳熱、輻射傳熱以及導熱傳熱這幾種類型。而建筑物最終所涉及到的傳熱即這三種傳熱方式共同作用的結果。換句話來說,在有關鋁合金門窗及幕墻節能措施的研究過程當中,其重點在于實現對以上三類傳熱方式的合理控制,進而實現有效的節能目的。
其次,對于我國而言,現行相關標準規范當中對于建筑節能做出了明確化的規定,特別是對鋁合金門窗與幕墻的節能而言,基本規定可以概括為如下幾個方面:①一般意義上對于傳熱系數的保值期限規定為8年期;②將高級公寓式建筑劃分為A級節能建筑。要求這一類型的建筑所對應總傳熱系數需要嚴格控制在2W/m2•k~2.4 W/m2•k單位范圍之內;③將中檔商品寫字樓劃分為B級節能建筑。要求這一類型的建筑所對應總傳熱系數需要嚴格控制在2.6W/m2•k~3.0 W/m2•k單位范圍之內;④將一般性建筑工程項目劃分為C級節能建筑。要求這一類型的建筑所對應總傳熱系數需要嚴格控制在 3.1W/m2•k~6.0W/m2•k單位范圍之內,以此確保建筑節能的有效性。
二、鋁合金門窗與幕墻節能技術分析
在當前以環保、節能為主題的時代背景下,鋁合金門窗與幕墻的節能對促進建筑節能發展具有極其重要的意義。而鋁合金門窗與幕墻節能技術的關鍵在于對其熱傳遞的控制。
一般來說,建筑的熱傳遞方式主要有三種,即傳導、輻射與對流。而鋁合金門窗與幕墻也是通過這幾種熱傳遞方式進行傳熱的。鋁合金門窗與幕墻主要是由鋁合金與玻璃組合而成,鋁合金與玻璃的傳熱系數都比較高、熱透率也比較大。因此,通過圍繞傳導、輻射與對流這幾種方式加強對熱傳遞的控制、減少熱量的傳遞是鋁合金門窗與幕墻節能技術的關鍵所在。
1.玻璃部分的節能技術。玻璃是鋁合金門窗與幕墻是主材,同時也是熱量的良好導體與太陽輻射的良好透過體,是我們控制熱傳遞的關鍵因素。因此,必須充分重視對玻璃部分的節能技術的應用。
(1)盡可能采用節能型玻璃。目前,鋁合金門窗與幕墻所采用的玻璃種類很多,如低輻射鍍膜玻璃、光致變色玻璃、光電玻璃、中空玻璃等,都在不同程度上各有側重地實現了節能。因此,要根據建筑的設計與節能性能需求,選擇不同性能的玻璃類別。
(2)盡可能降低玻璃的傳熱系數,提高玻璃的節能保溫性能。一方面,可以采用LOW-E玻璃處理技術,即低輻射鍍膜玻璃。低輻射鍍膜玻璃能夠吸收大量的輻射熱能,并降低熱能 量的傳遞。在冬季可以把室內的熱輻射反射回室內,減少室內熱量的流失,而在夏季又能將室外的熱輻射反射出去,減少室內熱量,由此而達到節能的效果。另一方面,可以采用中空玻璃處理技術。中空玻璃有雙層與多層之分,即在玻璃與玻璃之間形成空隔,并充入惰性氣體、干燥氣體等,以減少熱量的傳遞,能起到良好的保溫隔熱性能。而真空玻璃與氣凝膠玻璃等,都可以在很大程度上降低玻璃的傳熱系數,提高玻璃的節能保溫性能。
(3)玻璃的遮陽節能技術。對于玻璃的遮陽節能,主要可以從兩個方面加強。一方面,是選擇合理材質的玻璃來影響太陽光的輻射。如LOW-E玻璃,對太陽光中的可見光有比較高的透射比,但反射比則較低,在保證了室內采光充足的基礎上,又可以在很大程度上避免光反射而造成的光污染現象。另一方面是通過遮陽系統的建設來提高遮陽節能性。在許多炎熱地區,通過設置遮陽裝置來減少太陽光的直射,可以在很大程度上輔助熱量傳遞的控制。而遮陽系統的設置形式有許多,如室外遮陽、室內遮陽等。通過多種多樣的遮陽裝置可以降低遮陽系數,提高鋁合金門窗與幕墻的節能性。
2.鋁合金部分的節能技術。除了玻璃之外,鋁合金也是熱量傳導的主要導體,通過鋁合金而傳導的熱量是鋁合金門窗與幕墻熱量傳導的一半以上。可見,鋁合金型材也是熱傳導的重要通道。因此,對鋁合金部分的節能技術的應用也是鋁合金門窗與幕墻節能技術探討的重要組成部分。要盡可能選擇隔熱節能型的鋁合金型材。而影響隔熱鋁合金型材的熱導率的重要因素主要有幾個,即隔熱條的形狀設計、隔熱條的寬度以及相關的輔助措施等。隔熱條可以在熱傳遞的路徑形成空腔,使熱傳遞出現阻斷,從而阻止熱量的傳遞??梢?,隔熱條是鋁合金的重要部件,對隔熱鋁合金門窗的質量起到極其關鍵的作用。因此,隔熱條的質量、尺寸、內部結構都應該是選擇隔熱型材的考慮因素。利用隔熱斷橋技術提高鋁合金的節能性,即是基于產生一個連續的隔熱區域,利用材料為聚酰胺尼龍66的隔熱條把鋁合金分為兩個部分。目前,隔熱斷橋鋁材已不斷地應用于我國的許多對隔熱保溫有高要求的建筑。對隔熱鋁型材的設計,應當在保持鋁合金型材截面不變的基礎上,改變隔熱條的尺寸并裝配不同的玻璃,以達到隔熱的效果。
3.通過鋁合金門窗與幕墻的設計來提高其節能性。鋁合金門窗與幕墻的設計及其節能效果密切相關,是提高鋁合金門窗與幕墻節能性的重要途徑。因此,必須在總體上綜合考慮建筑方向、鋁合金門窗與幕墻等各個方面的因素,盡可能減少鋁合金門窗與幕墻的熱傳遞。一是要科學合理地設計好鋁合金門窗與幕墻的朝向。鋁合金門窗與幕墻的朝向不同,太陽輻射的熱量也有所不同。在設計鋁合金門窗與幕墻的朝向時,應當以朝南為宜,并盡量避免朝西等。同時,幕墻的安排也不宜過于集中,不宜面向居民樓。二是要科學設計鋁合金門窗與幕墻的面積。除了要盡可能提高材料的利用率,還要盡量減小幕墻的面積,控制鋁合金門窗與幕墻在建筑表面面積中的比例,降低能耗。
三、隔熱鋁合金門窗分析
門窗一般分為鋁合金窗、塑鋼窗、木窗等。塑鋼窗隔熱效果良好,但是因強度和熱老化性能等原因,應用受到很大的限制;木窗也有很好的隔熱效果,但高昂的價格使其難以得到普遍推廣,一般用于別墅等高檔項目。因此現在流行的節能門窗還是鋁合金窗。
為了提高鋁合金型材的隔熱性能,節能門窗一般會在鋁合金中間使用低導熱率的隔熱材料。按加工工藝來分,現在有穿條式和注膠式兩種不同的隔熱方式,其中市場上以使用穿條式為主。簡單來說,穿條式隔熱鋁型材就是將兩支預先擠出的鋁材和熱導率為0.3w/m•k的尼龍隔熱條,通過開齒,穿條,滾壓工序將三者組合成一體的復合型材。穿條式隔熱型材的傳熱系數影響因素:①隔熱條寬度:一般來說,隔熱條越寬,隔熱效果越好;②隔熱條形狀:C形條比I型條好;③合理的型材設計:一般冷腔應設計為小空腔,玻璃厚度中心應盡量接近隔熱條截面高度中心等;④采取其他輔助措施:如在隔熱腔內添加低導熱的泡沫,采取加肋式隔熱條等。
1.隔熱鋁合金門窗的特點
(1)應用隔熱鋁合金型材。使用滾壓方式把內外鋁合金和隔熱條組合在一起。
(2)采用中空玻璃,提高保溫性能和隔聲效果。
(3)采用獨立的密封結構,推拉窗采用雙膠條雙毛條四密封結構;平開窗利用等壓原理,采用一道硬密封和兩道軟密封三密封結構,具有優良的氣密性和水密性。
(4)選用高檔附件,造型優美,操作靈活,安全可靠,有利于門窗的隔熱效果。
2.隔熱鋁合金門窗帶來的新突破
(1)降低熱量傳導:采用隔熱鋁合金型材,其熱傳導系數為1.8~3.5W/m2•k•h大大低于普通鋁合金型材140~170W/m2•k•h;采用中空玻璃結構,其熱傳導系數為3.17~3.59W/m2•k•h大大低于普通鋁合金型材6.69~6.84W/m2•k•h,有效降低了通過門窗傳導的熱量。
(2)防止冷凝:帶有隔熱條的型材內表面的溫度與室內溫度接近,降低室內水分因過飽和而冷凝在型材表面的可能性。
(3)節能:在冬季,帶有隔熱條的窗框能夠減少1/3的通過窗框的散失的熱量;在夏季,如果是在有空調的情況下,帶有隔熱條的窗框能夠更多地減少能量的損失
(4)保護環境:通過隔熱系統的應用,能夠減少能量的消耗,同時減少了由于空調和暖氣產生的環境輻射。
(5)有益健康:人體與環境交換熱量取決于室內空氣的溫度、空氣流動速度和室外空氣溫度。通過調節門窗室內溫度,使其不低于12~13℃,已達到最舒適的環境。
(6)降低噪音:采用厚度不同的中空玻璃結構和隔熱鋁型材空腔結構,能夠有效降低聲波的共振效應,阻止聲音的傳遞,可以降低噪音30dB以上。
(7)顏色豐富多彩:采用陽極氧化、粉末噴涂表面處理后可以生產RAL色系200多款不同顏色的鋁型材,經滾壓組合后,使隔熱鋁合金門窗產生室內、室外不同顏色的雙色窗戶。
由此可見,隔熱鋁合金門窗比傳統鋁合金門窗具有更好的隔熱性能。
3.隔熱鋁合金門窗應注意的事項
(1)將隔熱膠澆注到過冷的型材中易導致隔熱型材在后續加工過程中產生開裂情況,因此,澆注時應保持鋁材溫度高于18℃。
(2)隔熱槽表面應無灰塵、油脂及臟物,這些都會對其粘合力有較大的負面影響。
(3)斷橋時鋸片厚度是最大所需切橋寬度的75%~100%。鋸切必須將鋁型材的臨時橋完全切除,控制切除的隔熱膠深度不超過1mm,切金屬臨時連接橋時,切口避免切口過深。
(4)性價比高。
參考文獻:
90100平方米展示面積,522家展商,其中177家國際展商。
53個國家和地區,76012人次專業觀眾,其中5403人次國際觀眾。
2. 展商分析
在經濟形勢與環境威脅的雙重壓力下,建筑門窗幕墻行業的轉型創新勢在必行。節能、功能、性能無一不成為門窗幕墻產品能否在綠色建筑背景下取得長足發展的重要衡量指標。
本屆展會中遮陽通風及系統門窗企業大幅提升,其產品功能性的創新和突破成為了博覽會中最新亮點。其中各類門窗系統( 包含門窗幕墻系統、鋁門窗系統、木門窗系統等)占近1/3 ,既有老牌的旭格、YKK AP、正典、貝克洛等專業門窗幕墻系統公司,也有諸如樂道、希洛、恩茲勒、巴爾蒂克、海德格、詩樂路斯等行業新秀,共計約有109家。
2.1 展商比例-按產品類別劃分
隨著綠建行動的落地及節能標準要求的提高以及消費者節能意識的覺醒,門窗系統得到前所未有的關注。
遮陽+門窗才是建筑洞口一體化的最好解決方案,所以本屆博覽會迎來了史上最大的建筑遮陽軍團。
產品類別 百分比
各類門窗(含門窗幕墻系統) 34.40%
五金配套件 16.90%
門窗幕墻加工設備 16.80%
密封材料 10.90%
型材-含鋁型材、UPVC 8.90%
幕墻系列 3.10%
建筑遮陽 2.40%
隔熱材料 2.10%
建筑玻璃 2.10%
軟件 0.70%
其他 1.70%
2.2 參展目的更為明確
較以往而言,經濟形勢的低迷反而促使門窗幕墻企業在尋求發展的過程中,更加致力于摸索正確清晰的道路,這使得博覽會中產品、技術的展示更具針對性,加之專業觀眾的參觀目的更為明確,極大程度上促進了博覽會現場客戶關系的確立以及貿易的達成。
2.3展商滿意度反饋
Fenestration China 2015第十三屆中國國際門窗幕墻博覽會為響應廣大展商需求,特將展期延長至4天,給予展商充分展示洽談時間。如果說博覽會為門窗幕墻行業互通有無搭建了廣闊的溝通交流平臺,那么此次博覽會中,展商在此平臺中如何百家爭鳴,翩翩“起舞”則體現得淋漓盡致。據多數展商反饋,此次展會現場簽單、合作意向達成取得了意想不到的良好效果,對博覽會的展出效果、組委會組織工作給予了高度評價。并明確表示,期待2016年北京展會的召開,希望繼續參與,來年再創佳績。
3.觀眾分析
本屆博覽會專業觀眾的參觀熱情在為期4天的展期中持續高漲,觀眾數量再次爆棚達到76012人次,相較于2014年增加8%。其中來自53個國家和地區,國際觀眾共計5403人次。
專業人士專業眼光專注專業解決方案
不同于以往,今年觀眾的最大特點就是專業: 帶著問題、帶著設計圖紙、帶著采購訂單指標直接來參觀,問的都是“節能系數、水密性、氣密性、如何安裝”等等專業問題。以前直接拼湊組裝門窗的時代即將過去了,唯有提供門窗性能系統解決方案才有出路和市場。
關注新產品、新技術、新材料
特別值得提出的是,行業面臨辭舊革新,現場觀眾簡直是“唯新是舉”。不管展臺在什么位置,只要有新品展示,展臺門口定是“車水馬龍”,無論是令人嘖嘖稱奇的防霧霾紗窗、還是剛剛面世的隱框純木玻璃幕墻,抑或不同于以往的附框干法施工等等,都備受廣大專業觀眾青睞。
提前登記,獲取參觀證件
值得一提的是,此次博覽會的專業觀眾數量爆棚并未影響到現場入場參觀秩序,為了促進廣大專業觀眾預登記積極性以及為展商特邀客戶前來參觀提供便利,組委會特在展前為在規定時間內預登記的觀眾快遞出上萬張觀眾證件,持此快遞證件的觀眾無需排隊,可直接進入展館參觀。
據組委會會后觀眾數據統計,此批前期快遞證件的專業觀眾現場到達率高達84%,在真正意義上保證了觀眾專業性。組委會將在2016年繼續為積極參與預登記觀眾以及展商特邀客戶的參觀提供最大便利,進一步加大專業觀眾邀請力度及服務完善工作。
3.1觀眾類別
門窗廠一直是FC博覽會占比最大的觀眾群體,且今年較以往比例增長近3個百分點(由32% 增長至35%);
受國家綠色建筑節能要求的影響,尋求高性能的節能門窗的想法更為迫切,因此房地產企業較往年有一定增長(絕對數量增長近600余人次);
受市場影響,經銷、裝飾公司數量較以往亦有明顯增長。
3.2國內觀眾區域構成:
華東地區:得益于整個華東6省1市的強勁經濟基礎以及2013年博覽會移師上海的積累,華東是本次博覽會來源觀眾區域最多的區域;
華南地區: 增長較快的區域之一,這與華南地區覺醒的節能與品質意識密不可分;
東北地區: 雖然只有三省,但是仍然在整個觀眾來源區域方面占有顯著優勢。
3.3國際觀眾地區構成
雖受國際經濟政治形勢影響,本屆博覽會的國際專業觀眾參觀人次還是創新高,其中以亞洲地區為主;
整個亞洲地區的觀眾以印度為最,韓國次之;
不容小覷的是來自澳洲及新西蘭的觀眾,一直呈顯著狀態。
關鍵詞:建筑幕墻 門窗節能 幕墻節能 材料 控制措施
中圖分類號:TU111 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(b)-0079-01
門窗幕墻作為建筑護結構的重要組成,對整個建筑物的能耗起著十分重要的作用。采用新型節能門窗幕墻,并對現有建筑門窗幕墻進行節能改造,是我國能源形勢的客觀要求,也是市場發展的必然趨勢。節能環保正在成為社會的共識,并引領門窗幕墻企業未來的發展。大力發展節能門窗幕墻,其經濟效益和社會效益,都極為可觀。為推動全社會節能,緩解能源約束的矛盾和環境壓力,國家發改委結合城鎮發展質量與效益現狀,提出鼓勵發展節能省地型住宅與公共建筑,要求制定并強制推行更嚴格的節地節能節水節材“四節”標準建筑,制定具體目標和具體措施來大力推進,促進城鎮發展方式的根本性轉變,城鎮發展質量和效益有根本性提高。門窗幕墻要走可持續發展道路,發展“四節”門窗幕墻刻不容緩。在建筑節能政策的推動下,鋁合金節能門窗、玻璃鋼節能門窗、鋁塑復合節能門窗等一大批新型環保節能產品不斷涌現、新品迭出,其經濟效益和社會效益,都極為可觀。下面就談談自己對建筑幕墻門窗節能技術的應用及控制措施的膚淺看法。
1 建筑節能幕墻及門窗的材料
目前不論是新建建筑還是既有建筑的節能改造,使用最多就是給建筑物“穿衣、戴帽、戴口罩”,即從三方面入手進行強化被動節能:外墻保溫、絕緣外窗系統和建筑遮陽。由此,外墻保溫材料(幕墻)及外窗材料將備受關注。節能窗及節能幕墻產品在炎熱的夏季應具有較高的隔熱性能,在寒冷的冬季應具有較高的保溫功能。塑鋼門窗是新一代門窗材料,因其抗風壓強度高、氣密性、水密性好,空氣、雨水滲透量小,傳熱系數低,及保溫節能、隔音隔熱、不易老化等優點,其在保溫節能具有優勢,有優良的性價比,完全可以實現全國大范圍內的普及應用[1]。
1.1 節能玻璃
建筑節能市場方興未艾。玻璃作為墻面材料是透明的,透明幕墻材料包括最早的單層和雙層玻璃幕墻。節能玻璃具備保溫性和隔熱性,不同用途的建筑物對玻璃隔熱的要求是不同的。節能玻璃有:太陽能熱反射玻璃、低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃、中空玻璃和薄膜型熱反射材料貼膜玻璃。玻璃傳熱系數依次降低,即節能效果逐次增強。太陽能熱反射玻璃利用鍍膜能透過可見光而把起加熱作用的遠紅外光反射到室外,達到節約空調費用的目的。低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃在采暖建筑中可起到保溫和節能的作用。薄膜型熱反射材料貼膜玻璃 具有較高的可見光透射率,具有高反射率、高透射率和選擇性透光特性[2]。
1.2 斷熱鋁合金型材節能
斷熱鋁合金是由普通鋁合金型材衍變而成的,它屬于保溫節能型高檔產品。所謂隔熱鋁合金型材,即內、外層由鋁合金型材組成,中間由低導熱性能的非金屬隔熱材料連接成“隔熱橋”的復合材料,簡稱隔熱型材。隔熱型材強度高,它的性能主要是機械性能和隔熱性能。內、外型材可由不同顏色和表面處理方式的型材組成,增強了裝飾效果,可抗多種酸、堿化學物質的腐蝕。密封橡膠條等均具有較高的耐老化和耐腐蝕性能,尤其耐老化性能和開啟的靈活性。鋁合金隔熱型材能有效地減低熱輻射和熱對流,達到隔熱、保溫、節能、環保的效果。高性能斷熱鋁合金節能門窗適用于有密閉、保溫、隔聲要求的賓館、會堂、體育館、影劇院、圖書館、科研樓、辦公樓、電子計算機房,以及民用住宅等現代化高級建筑的門窗工程。斷熱鋁合金型材優越的保溫性能,節能效果顯著。
2 建筑幕墻和門窗的節能措施
玻璃幕墻門窗是影響建筑整體熱工性能的重要因素之一,應從建筑材料的設計與選用入手,通過構造設計減少熱能的交換與傳導,從而達到節能降耗的目的。采用經過節能設計的門窗幕墻,并對現有建筑門窗幕墻進行節能改造,是我國能源形勢的客觀要求,也是市場發展的必然趨勢。
2.1 門窗幕墻采光通風與保溫系統設計
設計窗、幕墻時要充分考慮建筑物的性質、使用功能和建筑所處的氣候環境條件,并且對建筑的窗墻比應有一定的控制,一般窗墻比應控制在0.3左右。幕墻朝南具有采光充足的優點,但是太陽輻射得熱量也比較大,但兩者相比,因采光充足減少照明時間所節約的能量較少,所以盡量避免。幕墻朝東的情形與幕墻朝西的相同。幕墻朝北則因采光欠佳,而且冬季太陽輻射的熱量較小,所以少有采用。設計時應在滿足業主要求的前提下,通過合理選定玻璃種類、幕墻面積、幕墻朝向和幕墻劃分方案來降低空調負荷,以實現空調節能。
2.2 門窗幕墻的遮陽系統設計
建筑護結構的節能設計,由開窗、方位、遮陽到隔熱材料等因素環環相扣,這些因素左右建筑物的耗能量。在保證日照、采光、通風要求的條件下,盡量提高住宅外窗的氣密性,減少冷空氣滲透。設置泡沫塑料密封條,使用新型的、密封性能良好的窗材料。常見的遮陽方式主要有水平遮陽、垂直遮陽、格柵式遮陽、擋板式遮陽、百葉式遮陽等等。根據建筑項目的類型、所處地理位置、朝向以及特定用途的不同進行篩選,不存在某一種遮陽措施普遍適用的情,節能效果當然遠勝于短壽命的冷氣機、冰箱、鍋爐等。普遍使用的門窗遮陽措施是采用外卷簾或內卷簾和內百葉遮陽等措施[3]。
3 選擇中空玻璃和低輻射玻璃
節能玻璃的節能壽命是指能玻璃的傳熱系數及遮陽系數變化不超過10%的正常使用年限。對于中空玻璃而言,外片玻璃一般采用吸熱玻璃、熱反射玻璃、遮陽型低輻射玻璃等,內片采用透明玻璃、低輻射玻璃等。為保證中空玻璃的性能,必須采用雙道密封,首先采用丁基膠密封;然后采用聚硫膠或硅酮結構膠密封,降低玻璃幕墻及窗的傳熱系數,提高玻璃的熱阻。解決熱反射和低輻射中空玻璃、高性能安全中空玻璃以及經濟型雙玻的結露溫度及耐沖擊性能和安裝技術,實現隔熱與有效利用太陽能的科學結合。
總之,對于建筑幕墻門窗節能技術應該從實際出發、靈活運用,達到預期的節能效果。幕墻門窗要做到安全與節能共融、美觀與節能并舉。降低幕墻及窗的傳熱系數以減少溫差傳熱是節能的主要途徑之一,在影響玻璃幕墻、鋁合金窗的熱工性能方面,可以通過控制傳熱和增加遮擋來實現節能。確保施工中的施工質量和門窗的密封性能。
參考文獻
[1] 劉惠敏.玻璃幕墻工程節能探討[J].科技資訊,2010(24):38-39.