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摘要：热量传递主要通过热传导、热对流、热辐射三种途径，断桥铝合金窗的保温也是从这三方面进行改善和提升。本文主要探究的是热对流对断桥铝合金窗框U值（词条“U值”由行业大百科提供）的影响，通过Therm软件进行热工（词条“热工”由行业大百科提供）模拟计算分析，断桥铝合金窗框不同位置填充阻流块、填充不同形状的阻流块、内鳍隔热条形式对断桥铝合金窗框U值的影响以及随着隔热腔体的增大，热对流对窗框的U值影响是否也随之增大。
关键词：热对流;框U值;阻流块;内鳍隔热条;
一、前言
近年来能源和环境矛盾日益突出，建筑能耗总量和能耗强度上行压力不断加大，建筑节能问题已成为全社会普遍关注的重要话题之一，随着“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”目标的提出，超低能耗建筑也在快速增长。
其中外窗是影响建筑节能效果的关键部件，建筑维护结构的门窗能耗占建筑总能耗的50%左右，所以提升门（词条“提升门”由行业大百科提供）窗的保温性能变的尤为重要。门窗保温从整体配置来讲就是加大隔热条宽度，选配节能玻璃，填充阻流块。本文主要探究的是热对流对断桥铝合金窗保温性能的影响：第一，是否隔热腔体越大填充阻流块带来的“收益”越大。第二，市面上常见的阻止窗框部分热对流的方式有隔热腔粘贴矩形阻流块、隔热腔满注保温隔热发泡胶、铝合金腔体满注保温隔热发泡胶、隔热条采用内鳍形式，哪种方式保温效果最佳。
二、数据模拟对比分析
随着隔热条的增大，隔热腔体空间也越大，本文分别以使用24mm隔热条系列产品、使用44mm隔热条系列产品、使用54mm隔热条系列产品为例，分析随着隔热腔的增大，热对流对框U值的影响。
针对同一系列在分别对四种隔热腔体不同形式的热对流处理方式进行保温性能对比分析。
我们在每个系列的产品分别设置一个隔热腔、型材腔全部无填充的框U值作为空白参照数据，然后选取四种不同的填充方案进行数据对比：
(1)隔热腔体无填充、铝合金腔体无填充(空白对照组);
(2)模拟机械注胶方式，隔热腔体内部填充满保温隔热材料;
(3)模拟人工手贴阻流块方式，隔热腔体内部填充矩形保温隔热材料;
(4)铝合金腔体内填充保温隔热材料;
(5)隔热条采用内鳍方案;
1、24mm隔热条产品数据对比
隔热腔体内满填保温隔热材料(方案2)框U值Uf=2.472，相较参照组Uf=2.582，降幅为0.110;隔热腔体内部填充矩形保温隔热材料(方案3)框U值Uf=2.466，相较参照组Uf=2.582，降幅为0.116;铝合金腔体内填充保温隔热材料(方案4)框U值Uf=2.582，相较参照组Uf=2.582，降幅为0;隔热条采用内鳍方案(方案5)框U值Uf=2.565，相较参照组Uf =2.582，降幅为0.017。
四组数据，方案2、方案3、方案5框U值Uf有略微改善，方案4框U值Uf无变化。
2、44mm隔热条产品数据对比
隔热腔体内满填保温隔热材料(方案2)框U值Uf=1.359，相较参照组Uf=2.189，降幅为0.830;隔热腔体内部填充矩形保温隔热材料(方案3)框U值Uf=1.351，相较参照组Uf=2.189，降幅为0.838;铝合金腔体内填充保温隔热材料(方案4)框U值框U值Uf=2.189，相较参照组Uf=2.189，降幅为0;隔热条采用内鳍方案(方案5)框U值Uf=1.892，相较参照组Uf=2.189，降幅为0.297。
与使用24mm隔热条的65系列产品相比，使用44mm隔热条的85系列方案2、方案3所获得的框U值Uf降幅更大隔热性能改善明显，方案5框U值Uf降幅较小，方案4依旧对框U值Uf无改善效果。
3、54mm隔热条产品数据对比
隔热腔体内满填保温隔热材料(方案2)框U值Uf=1.164，相较参照组Uf=2.103，降幅为0.939;隔热腔体内部填充矩形保温隔热材料(方案3)框U值Uf=1.162，相较参照组Uf=2.103，降幅为0.941;铝合金腔体内填充保温隔热材料(方案4)框U值Uf=2.103，相较参照组Uf=2.103，降幅为0;隔热条采用内鳍方案(方案5)框U值Uf=1.792，相较参照组Uf=2.103，降幅为0.311。
与使用44mm隔热条的85系列产品相比，使用54mm隔热条的95系列方案2、方案3、方案5所获得的框U值Uf保温性能略微提升，方案4依旧对框U值Uf无改善效果。
三、数据分析
1、同一系列不同阻热对流方式横向数据对比分析：
65系列：隔热腔满填保温材料（词条“保温材料”由行业大百科提供）框U值2.472W/㎡框相较空白对照组2.582W/㎡降低4.3%;隔热腔填充矩形保温材料框U值2.466W/㎡框相较空白对照组2.582W/㎡降低4.5%;铝合金腔体填充保温材料框U值2.582W/㎡框相较空白对照组2.582W/㎡降低0.0%;内鳍隔热条框U值2.565W/㎡框相较空白对照组2.582W/㎡降低0.7%;
85系列：隔热腔满填保温材料框U值1.359W/㎡框相较空白对照组2.189W/㎡降低37.9%;隔热腔填充矩形保温材料框U值1.351W/㎡框相较空白对照组2.189W/㎡降低38.3%;铝合金腔体填充保温材料框U值2.189W/㎡框相较空白对照组2.189W/㎡降低0.0%;内鳍隔热条框U值1.892W/㎡框相较空白对照组2.189W/㎡降低13.6%;
95系列：隔热腔满填保温材料框U值1.164W/㎡框相较空白对照组2.103W/㎡降低44.7%;隔热腔填充矩形保温材料框U值1.162W/㎡框相较空白对照组2.103W/㎡降低44.7%;铝合金腔体填充保温材料框U值2.103W/㎡框相较空白对照组2.103W/㎡降低0.0%;内鳍隔热条框U值1.792W/㎡框相较空白对照组2.103W/㎡降低14.8%。
2、65系列、85系列、95系列纵向数据对比分析
隔热腔满填保温材料相较空白对照组：65系列降低0.11W/㎡、85系列降低0.83W/㎡、95系列降低0.94W/㎡;隔热腔填充矩形保温材料相较空白对照组：65系列降低0.12W/㎡;85系列降低0.84W/㎡;95系列降低0.94W/㎡;铝合金腔体填充保温材料与空白对照组数据相同;内鳍隔热条相较空白对照组：65系列降低0.02W/㎡;85系列降低0.30W/㎡;95系列降低0.31W/㎡。
四、结论
1、在铝型材腔体内填充保温材料对窗户的保温性能无任何改善;
2、随着隔热条的增大，隔热腔体越大，热对流对框U值的影响也越大，也就是说随着隔热腔体的增大，隔热腔内填充保温材料所能改善的保温性能越好;
3、隔热条采用内鳍方案对框U值有改善但效果不够明显，隔热条腔体内满填保温材料与贴矩形保温材料对框U值有明显改善，且贴矩形保温材料保温效果会略微优于满填保温材料。
参考文献
[1] GB/T 31433-2015《建筑幕墙、门窗通用技术条件》
[2] JGJ/T 151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》
作者单位：北京和平铝业有限公司
