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选用合适的窗框材料隔热条,降低热量传导——建筑门窗节能关键性技术措施之一

日期:2017-12-20 18:19:56

引言

  衡量建筑是否节能,主要考虑三个要素,即热量的流失(热量的交换)、热量的对流以及热量的传导和辐射。热传导是由门窗使用的材料本身分子运动而进行的热量传递,通过材料本身的一个面传递到另一个面,导致热量流失;辐射主要是以射线形式直接传递,导致热量流失;对流是通过门窗的间隙造成热冷空气的循环流动,通过气体对流使得热量交换,导致热量流失。门窗的热量流失主要通过以下方式:型材热量传导损失、通过玻璃的辐射热量损失、通过门窗缝隙的空气对流热量损失。因此,提高建筑门窗节能效果可采取以下关键性技术措施。

  1、选择合适的朝向和窗墙面积比,减少太阳辐射传热

  2、选用适宜的窗型,减少热量对流

  3、合理选用中空玻璃,控制辐射热量

  4、选用合适的窗框材料,降低热量传导

  窗用型材约占外窗洞口面积的15%~30%,是建筑外窗中能量流失的另一个薄弱环节,通过窗框的热损失在窗户的总热损失中占有一定的比例,因此,窗用型材的选用也是至关重要的。窗框材料的导热系数决定门窗不同的能耗,导热系数越大,传热能力越强,能耗越大。我国常用的窗框材料有铝合金、PVC塑料、钢材、断热铝合金等,表2列出了4种窗框材料的导热系数。

  由表可知,PVC塑料材质的导热系数低,有利于隔热,但其强度、耐久性、防火等都不及铝合金材料,况从环保的角度考虑,塑料型材在锯切时会放出毒烟雾,火灾时放出有毒气体“二恶英”,属于不环保产品,不推荐使用。钢材的导热系数非常大,热传导很快,不利于节能。铝合金型材对紫外线、可见光、红外线有很好的反射能力,其表面的反射能力与表面状态和颜色有关,对热辐射的反射能力高可达90%,这对于阻隔太阳辐射热是很有利的,但铝合金的导热性能很高,也不利于节能。

  为避开铝合金自身的不足,开发了断热铝合金型材,断热铝合金型材的原理是在铝中间穿入隔热条,将铝型材断开形成断桥,有效阻止热量的传导,它不仅保留了铝型材的优点,同时也大大降低了铝型材传热系数,节能效果比较好,是门窗节能的佳选择。

  隔热型材的生产方式主要有两种,一种是采用隔热条材料与铝型材,通过机械开齿、穿条、滚压等工序形成“隔热桥”,称为隔热型材“穿条式”;另一种是把隔热材料浇注入铝合金型材的隔热腔体内,经过固化,去除断桥金属等工序形成“隔热桥”,称为“浇注式”隔热型材。隔热型材的内外两面,可以是不同断面的型材,也可以是不同表面处理方式的不同颜色型材。

  但受地域,气候的影响,避免因隔热材料和铝型材的线膨胀系数的差距很大,在热胀冷缩时二者之间产生较大应力和间隙;同时隔热材料和铝型材组合成一体,在门窗上,同样和铝材一样受力。因此,要求隔热材料还必须有与铝合金型材相接近的抗拉强度、抗弯强度,膨胀系数和弹性模量,否则就会使隔热桥遭到断开和破坏。

  5、提高门窗的密闭性,减少空气对流传热

  门窗的气密性是指在门窗关闭状态下,阻止空气渗透的能力。门窗气密性等级的高低,对热量的损失影响极大,室外风力变化会对室温产生不利的影响,气密性等级越高,则热量损失就越少,对室温的影响也越小。因此,提高门窗的密闭性,减少冷风渗透,也是提高窗户节能性的一种途径。

  居住建筑和公共建筑窗户的气密性,在GB50176-1993《民用建筑热工设计规范》规定:在冬季室外平均风速大于或等于3.0m/s的地区,对于1~6层建筑,不应低于现行国家标准《建筑外窗空气渗透性能分级及其检测方法》GB7107规定的Ⅲ级水平;对于7~30层建筑,不应低于上述标准规定的Ⅱ级水平;在冬季室外平均风速小于3.0m/s的地区,对于1~6层建筑,不应低于上述标准规定的Ⅵ级水平;对于7~30层建筑,不应低于上述标准规定的Ⅲ级水平。

  空气渗透主要在窗框与窗扇之间,扇框与玻璃之间,窗框与墙体之间进行。采用理想的密封条可以大限度减少窗框与窗扇之间、窗框与玻璃之间的空气渗透。密封条以材料分有橡胶条、塑料条或橡塑结合;以形状分有条状、刷状、片状;固定方法有粘贴、挤紧或钉接等。密封胶条必须具有足够的拉伸强度、良好的弹性、良好的耐温性和耐老化性,断面结构尺寸要与门窗型材匹配。

  因为质量不好的胶条耐老化性差,经太阳长期暴晒,胶条老化后变硬,失去弹性,容易脱落,不仅密封性差,而且造成玻璃松动产生安全隐患。洞口密封材料的质量直接影响窗框与墙体之间的密封,既影响着房屋的保温节能效果,也关系到墙体的防水性能,因此,也须正确选用洞口密封材料。

  门窗框的四边与墙体之间的空隙,通常使用聚氨酯发泡体进行填充,此类材料不仅有填充作用,而且还有很好的密封保温和隔热性能,另外应用较多的密封材料还有硅胶、三元乙丙胶条。当窗户的密封性能达不到节能标准要求时,应当采取适当的密封措施,例如在缝隙处设置橡皮、毡片等制成的密封条或密封胶,提高窗户的气密性。

  6、结束语

  随着我国建筑节能标准相继出台,节能门窗越来越受到市场的青睐。近年来,我国在节能门窗的研究开发和技术引进方面做了大量工作,总体上说门窗节能有较大提高,但与先进国家相比,仍有较大差距,我们应借鉴国外先进技术,结合我国国情进行实际研究,提高门窗档次,以满足建筑节能发展的需要。

                                                                                                      出处:建设工程教育网


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