节能铝门窗幕墙的设计

　　目前国内生产的断热铝门窗、幕墙，其框架部分的传热系数K值，大致数还停留在3w/m2k左右，与玻璃的K值不配套，其影响的问题，已在“贯彻≤公共建筑节能设计标准≥，促进铝门窗、幕墙技术进步与发展”一文中阐述，对这个问题的解决，已引起行业中很多人的注意。有的企业亿取得成果。我们知道，从上个世纪70年代初第一次石油危机以来，欧美各国对建筑节能越来越受到重视，他们花了近30年的时间，将窗的K值从5.8w/m2k降低到1.6w/m2k。其中包括框架、玻璃和密封措施的同步相应的降低K值。


　　我国是铝门窗、幕墙生产大国，解决这个问题需要30年吗？！答案是肯定的,“不要”！只要认真贯彻标准，全行业尤其是企业家的重视，将会在很短时间内解决的，因为生产节能窗已积累了一定经验。本文从原理着手，阐明保温节能窗的开发设计，以供同行们讨论参考。


　　1．加大隔热条的宽度，以降低K值

　　我们知道为了解决铝门窗的保温隔热，采用断热技术，将铝门窗的框分成三部分组成复合材料，即外部和内部为铝合金框和中间部分为连接内外框的芯子，它用绝缘导热率低的非金属材料制成，一般称为“断热冷桥”，它的宽度大小直接影响传热系数K值的高低，由下列公式即可说明清楚。


　　K=1/（R+ Ri+Ro ）…………………………（1）

　　R为框架的热阻

　　Ri为框架内表面热阻

　　Ro为框架外表面热阻

　　由于Ri和Ro的变化波动量不起决定作用，同时要降低K值，就必须考虑增大框架的热阻R。


　　我们知道热阻R为构件厚度L除以构件的导热系数λ

　　由此可以得出一个结论：要提高断热铝门窗、幕墙框架的热阻R，就必须加大尼龙—66隔热条的宽度或连接内外框芯子的厚度。在增加宽度的同时，还可以将断热条设计成拐弯的如图二所示，这样隔热条在同样宽度的情况下，增加了热流的长度，也就是提高了热阻R。


　　2.采取多空腔的隔热条设计，以降低K值.

　　上述加宽隔热条虽然是降低K值的有效措施，但只能适当的加宽，太大会造成结构不紧凑，必须还要找到增加另外的措施，根据热传导原理，采取多空腔传导，能提高热阻的措施，将热传导的面设计成叠加的多空腔，其热传导内空腔的壁与腔内的空气并联并与叠加的空腔形成串联，以提高框架的热阻R，按上述原理二腔和三腔式隔热条的热阻R计算公事如下：


　　R=1/{(λP /b1)×(2t/B)+(1/ Ra) ×(B-2t) /B+(λP /b2)×(2t/B)+(1/ Ra) ×(B-2t) /B +(λP /b3)×(2t/B)+(1/ Ra) ×(B-2t)/B…………}………………………………（3）

　　上式 R——多腔隔热条热阻

　　Ra——空腔内空气热阻

　　λP——隔热条导热系数

　　将新求出之热阻R代入（1）式即可求出K值，由于铝的导热系数λ较大为203w/mk，计算时可忽略不计。幕墙多腔式隔热条型材，即可按K值的需要设计宽度b的尺寸，和二空腔或三空腔代入公式，即可求得。


　　以上只是谈到框架的K值设计，与五金开启件的配合已有标准是定数，再就是气密，水密采用中间密封的设计都有成熟经验，这里不再重复，总之设计好一种窗型，要协调好框架，玻璃，密封件，五金件，达到满足窗的各种性能要求。


　　3．采用隔热条空腔内填充发泡塑料，以降低K值，以上措施还达不到K值要求时，还可采用填充发泡塑料，从公式（3）可知热传导由空腔的壁与腔内的空气并联传递。若将腔空气换成发泡材料，其导热系数λ=0.026w/m2k,这将大大提高热阻，设计时代入公式即可求得K值。

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