一、前言
被动式房屋(Passive House)是欧洲倡导的一种新型节能建筑，在欧洲尤其是德国发展的较为迅速，这正是得益于德国政府重视节能。德国的门窗节能规范要求高,目前北京执行的75%节能标准规定为整窗（词条“窗”由行业大百科提供） 值小于2.0 W/(m ²·K)，落后德国整整20年。在中国大力推行建筑节能工作的时候，“被动房”成为一个很总要的平台。被动房的研发和推广对我国建筑节能政策的推进和门（词条“门”由行业大百科提供）窗节能技术的提升有着非常重要的意义。
二、铝合金型材热工性能研究
1.隔热条宽度对型材热工性能影响
笔者采取不同隔热条截面宽度的隔热铝合金（词条“隔热铝合金”由行业大百科提供）型材，隔热条截面高度取为14.8mm、18.6mm、24mm、30.0mm、34mm、35.3.0mm、41.0mm、44mm、50mm、54mm、和64mm，热工性能计算结果见表2、表3：
从表2中可以看出，隔热条截面高度从14.8mm增加至24.0mm时，型材节点的传热系数从3.28w/㎡.k 降低至2.64w/㎡.k ，降低幅度为0.64 w/㎡.k ;若按框窗比30%计算，整窗的传热系数可降低约0.2 w/㎡.k 。因此，增加隔热条截面宽度可改有效善铝合金窗（词条“铝合金窗”由行业大百科提供）节能效果。
同时结合表3的折线图中可以看出：做近似计算，隔热条截面宽度每增加5mm，隔热条对型材传热系数降低的贡献大约为0.3 w/㎡.k，对整窗传热系数降低的贡献大约为0.1 w/㎡.k 。
2. 框扇多道密封对框扇节点热工性能影响研究
笔者对比了双道密封和三道密封的热工结果，对比结果如图1：
采用三道密封时，即框扇空腔内部多了鸭嘴胶条，而扇下侧隔热条设计为T形从上图可以看出，使用双道密封时模拟计算结果为2.923 w/㎡.k ;使用三道密封时模拟结果为2.729 w/㎡.k ，降低幅度0.194 w/㎡.k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.058 w/㎡.k 。
3.框玻胶条形式对型材热工性能影响
笔者对比了普通胶条和长尾胶条的热工结果，对比结果如图2：
使用普通胶条时模拟结果为2.923w/㎡.k ;使用长尾胶条时模拟结果为2.877w/㎡.k ，降低幅度0.046w/㎡.k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.014w/㎡.k 。
4.泡沫填充对型材热工性能影响
笔者对比了未填充泡沫和填充泡沫的热工结果，对比结果如下图3：
未使用泡沫填充时模拟结果为2.923 w/㎡.k ,使用泡沫填充时模拟结果为2.843 w/㎡.k ，降低幅度0.08 w/㎡.k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.024 w/㎡.k 。
5.玻璃垫块对型材热工性能影响
笔者对比了未填充泡沫和填充泡沫的热工结果，对比结果如图4：
未使用玻璃垫块时模拟结果为2.923w/㎡.k ,使用玻璃垫块时模拟结果为2.777 w/㎡.k ，降低幅度0.146w/㎡.k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.044w/㎡.k ).
5.隔热条Low-e膜对型材热工性能影响
笔者对比了未使用Low-E隔热条和使用Low-E隔热条的热工结果，对比结果如图5：
未使用隔热条Low-E膜时模拟结果为2.923 w/㎡.k ,使用隔热条Low-E膜时模拟结果为2.795 w/㎡.k ，降低幅度0.128 w/㎡.k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.038 w/㎡.k ).
6.综合方案对型材热工性能影响
最后，笔者对比了初始方案和使用上述所有优化方案的热工结果，对比结果如图6：
综合上述，使用24mm隔热条的隔热复合型材Uf值模拟结果为2.923 w/㎡.k ,使用上述5中优化方案后时模拟结果为2.451 w/㎡.k ，降低幅度0.472 w/㎡.k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.142 w/㎡.k ).
二、暖边热工性能影响：
与铝（词条“铝”由行业大百科提供）间隔条相比，能有效改善中空玻璃边部导热性的间隔条就是暖边间隔条。暖边间隔条大多使用导热系数较低的材料替代传统铝条，有效降低玻璃边部的热量流失和提升玻璃边部内表面温度，提高居住舒适度。
依照JGJ/T 151-2008 ，整樘窗的传热系数计算公式为：
根据表4可以得出，常见窗型使用暖边间隔条后，整窗传热系数可以改善(降低)0.14~0.18w/㎡.k ，同时可以有效地提升外窗内表面(包括玻璃边缘)温度。笔者分别使用铝间隔条和暖边间隔条模拟同一个节点，比较温度曲线差异，结果如图7所示：
根据《被动式超低能耗技术导则》第30条可知：被动式超低能耗外窗为防止结露，外窗内表面温度(包括玻璃边缘)不应低于13°C,且平均大于17度。上图使用铝边间隔条的节点内表面温度为12.2°C，小于13°C，未能达到被动式超低能耗用窗的要求;而使用暖边间隔条的节点内表面温度为14.4°C，大于13°C，符合被动式超低能耗用窗的要求。
综上可知,使用暖边间隔条可以较大程度改善整窗的传热系数;并且可以提升外窗内表面温度，使用暖边间隔条的内表面温度比使用铝边间隔条的内表面温度高出2.2度，可以有效降低玻璃边缘结露的可能性，提升了居住的舒适性。可以有效降低玻璃边缘结露的可能性，提升了居住的舒适性;可以更好迎合四步节能的趋势，并且满足被动式用窗的相关指标要求。
三.超低能耗绿色建筑铝合金门窗解决方案
根据《被动式超低能耗绿色建筑应用技术导则》中的相关规定，对不同气候区外窗的传热系数有着严苛的规定。从图中我们可以看出，外窗的传热系数值为0.8 w/㎡.k 、1.2 w/㎡.k 、1.5 w/㎡.k 和2.0 w/㎡.k 这4个值是非常重要的“分水岭”。笔者针对不同气候区设计了不同的铝合金门窗配置的解决方案：
四、结论
(1)整窗U值小于0.8w/㎡.k 的外窗传热系数配置需要使用54mm以上的隔热条，并且64mm隔热条的解决方案已经应用在很多德国被动房门窗的认证中;
(2)整窗U值小于1.0w/㎡.k 的外窗传热系数配置需要使用41mm以上的隔热条，同时需要配合真空玻璃，或者使用54mm隔热条，并配合高性能的中空玻璃;
(3)整窗U值小于1.2w/㎡.k 的外窗传热系数配置需要使用34mm以上的隔热条，同时需要配合极高性能的中空玻璃或使用真空玻璃;
(4)整窗U值小于1.5w/㎡.k 的外窗传热系数配置也需要使用34mm以上的隔热条，同时配合较高性能的中空玻璃;
(5)整窗U值小于2.0w/㎡.k 的外窗传热系数配置需要使用24mm以上的隔热条，同时配合较高性能的中空玻璃。
五、结束语
目前我国的节能建筑发展蒸蒸日上，但在技术标准和产品性能方面和被动房还存在很大差距，随着被动式超低能耗绿色建筑在中国的迅速普及和大力推广，满足相关性能的外窗研发和推广也势在必行。伴随着国内陆续出现的铝合金门窗获取PHI被动房认证，铝合金（词条“合金”由行业大百科提供）门窗无法满足被动式超低能耗绿色建筑节能要求的言论也被打破，开创了节能建筑事业的新篇章。
