陳 斌

（福州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站）

關(guān)于鋁合金門窗及幕墻節(jié)能措施的研究

陳 斌

（福州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站）

鋁合金門窗和幕墻是房屋建筑的外圍保護(hù)形式，性能良好、美觀耐用和回收利用率高等特性符合現(xiàn)代建筑環(huán)保節(jié)能的發(fā)展要求。但是，框材隔熱性能差是鋁合金門窗的最大缺點(diǎn)，制約了其使用范圍。所以，為了擴(kuò)大鋁合金門窗的使用領(lǐng)域，必須提高其隔熱和節(jié)能性能。本文首先分析鋁合金門窗及幕墻在節(jié)能技術(shù)方面的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)持，然后討論加強(qiáng)鋁合金門窗及幕墻節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的措施，從而提高現(xiàn)代建筑的環(huán)保節(jié)能性。

鋁合金門窗；幕墻；節(jié)能

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們無(wú)節(jié)制的資源使用，能源危機(jī)日愈嚴(yán)重，環(huán)保節(jié)能是當(dāng)今人類社會(huì)發(fā)展主題之一。建筑行業(yè)對(duì)能源和材料消耗的很大，因此使用節(jié)能環(huán)保材料對(duì)能源的節(jié)約有很大的意義。鋁合金門窗及幕墻是現(xiàn)代房屋建筑外圍保護(hù)形式并在全球范圍內(nèi)廣泛，同時(shí)鋁合金門窗與幕墻也是主要的建筑能源消耗者，提高其環(huán)保節(jié)能性質(zhì)對(duì)于能源節(jié)約具有重要作用。

1　鋁合金門窗及幕墻節(jié)能思路分析

現(xiàn)代建筑節(jié)能涉及到工程建筑和環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域，工作人員最重視的是鋁合金門窗的優(yōu)化和幕墻節(jié)能問(wèn)題兩方面。節(jié)能是指在產(chǎn)品材料選取良好和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)上，建筑物通過(guò)使用鋁合金門窗及幕墻后，能夠以較少的能源消耗獲得合理的光線、溫度環(huán)境。

研究鋁合金門窗及幕墻節(jié)能措施，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）正確認(rèn)識(shí)傳熱方式。經(jīng)過(guò)調(diào)查研究，導(dǎo)熱傳熱、輻射傳熱和流傳熱是現(xiàn)代房屋建筑的主要傳熱方式。建筑物的最終傳熱方式是這三種傳熱方式相互交叉作用，因此，合理控制這三種傳熱方式是實(shí)現(xiàn)鋁合金門窗及幕墻節(jié)能目的關(guān)鍵。

（2）我國(guó)現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)對(duì)建筑節(jié)能做出了明確規(guī)定，對(duì)于鋁合金門窗及幕墻的節(jié)能規(guī)定概括為以下幾點(diǎn)：①傳熱系數(shù)的保值期限為8年；②屬于A級(jí)節(jié)能建筑的高級(jí)公寓式建筑的總傳熱系數(shù)應(yīng)在2～2.4W/m2·K單位范圍內(nèi)；③屬于B級(jí)節(jié)能建筑的中檔商品寫字樓的總傳熱系數(shù)應(yīng)在2.6～3.0W/m2·K單位范圍內(nèi)；④屬于C級(jí)節(jié)能建筑的一般性建筑工程項(xiàng)目的總傳熱系數(shù)應(yīng)在3.1～6.0W/m2·K單位范圍內(nèi)。

2　鋁合金門窗及幕墻的發(fā)展趨勢(shì)和限制問(wèn)題

鋁合金門窗及幕墻區(qū)別于過(guò)時(shí)的鐵門窗或塑鋼門窗等，具有重量輕、環(huán)保節(jié)能、透光性強(qiáng)和外觀時(shí)尚美觀等特點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中得到廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，鋁合金門窗及幕墻的大量使用是以能源消耗為代價(jià)的，因此通過(guò)合理控制鋁合金門窗及幕墻的熱交換過(guò)程，解決能源消耗，進(jìn)而提高節(jié)能環(huán)保性質(zhì)是目前鋁合金門窗及幕墻的研究發(fā)展趨勢(shì)。

制約鋁合金門窗及幕墻節(jié)能技術(shù)發(fā)展的因素主要包括以下幾點(diǎn)：①建筑設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)思想根深蒂固，影響了鋁合金門窗及幕墻節(jié)能技術(shù)的推廣。②環(huán)保節(jié)能意識(shí)的宣傳不足，人們對(duì)建筑節(jié)能的觀點(diǎn)存在錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，不重視節(jié)能產(chǎn)品的使用。③鋁合金門窗及幕墻市場(chǎng)混雜無(wú)序，對(duì)節(jié)能產(chǎn)品的預(yù)算工作欠缺。

3　鋁合金門窗及幕墻節(jié)能措施分析

在以環(huán)保節(jié)能為主題的時(shí)代，鋁合金門窗及幕墻的節(jié)能對(duì)推動(dòng)現(xiàn)代建筑向節(jié)能發(fā)展具有重大意義。傳導(dǎo)、輻射與對(duì)流是熱傳遞的三種主要方式，鋁合金門窗及幕墻的熱傳遞是這三種熱傳遞方式共同作用。鋁合金與玻璃是鋁合金門窗及幕墻的主要構(gòu)成材料，其傳熱系數(shù)和熱透率較高。所以，加強(qiáng)對(duì)熱傳遞的合理控制是鋁合金門窗及幕墻節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵。

3.1玻璃部分的節(jié)能措施

鋁合金門窗及幕墻的主要材料是玻璃，玻璃具有良好的導(dǎo)熱性與太陽(yáng)輻射透過(guò)性，因此，我們應(yīng)該高度重視玻璃部分的節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用。

（1）使用節(jié)能型玻璃。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)的具體要求，選擇不同性能的玻璃。例如光致變色玻璃、光致變色玻璃等。

（2）降低玻璃的傳熱系數(shù)，增強(qiáng)玻璃的保溫節(jié)能性。方法一，采用Low-E玻璃處理技術(shù)。低輻射鍍膜玻璃不僅可以大量吸收輻射熱能，而且可以降低熱能量的傳遞。夏季把室外的熱輻射反射到外面，降低室內(nèi)的熱量；冬天把室內(nèi)的熱輻射反射回室內(nèi)，降低室內(nèi)熱量的流失。方法二，采用中空玻璃處理技術(shù)。中空玻璃具有良好的保溫隔熱性能，在玻璃與玻璃之間形成空隔，通過(guò)填充干燥氣體和惰性氣體等，阻止熱傳遞的熱量流失。

（3）玻璃的遮陽(yáng)節(jié)能技術(shù)。方法一，選擇合理質(zhì)地的玻璃來(lái)調(diào)節(jié)太陽(yáng)輻射。人們更偏愛于Low-E玻璃，在確保室內(nèi)光線充足的同時(shí)，又阻止了光污染現(xiàn)象的發(fā)生。因?yàn)長(zhǎng)ow-E玻璃對(duì)太陽(yáng)光中的可見光反射比低、透射比高。方法二，建設(shè)遮陽(yáng)系統(tǒng)進(jìn)而提高遮陽(yáng)節(jié)能性。陽(yáng)系統(tǒng)有各種各樣的設(shè)置形式，可以有效減少太陽(yáng)光的直射，降低遮陽(yáng)系數(shù)，提高鋁合金門窗及幕墻的環(huán)保節(jié)約性能。

3.2鋁合金部分的節(jié)能措施

鋁合金是熱量傳導(dǎo)的另一種主要導(dǎo)體，借助鋁合金傳導(dǎo)的熱量大約占鋁合金門窗及幕墻熱量傳導(dǎo)的1/2。因此，鋁合金型材也是鋁合金門窗及幕墻的重要原材料，選擇隔熱節(jié)能型的鋁合金型材，可以提高節(jié)能性。隔熱條的寬度和形狀設(shè)計(jì)是影響隔熱鋁合金型材的熱導(dǎo)率主要原因。隔熱條阻止熱傳遞發(fā)生的主要形式是在熱傳遞的發(fā)生路徑形成空腔，從而阻斷熱傳遞路徑。隔熱條是鋁合金的主要組成部分，決定著隔熱鋁合金門窗的質(zhì)量。工作人員在選擇隔熱型材料時(shí)要綜合考慮隔熱條的各種不同影響因素。當(dāng)前，我國(guó)對(duì)隔熱保溫要求較高的建筑采用隔熱斷橋鋁材。隔熱鋁型材的設(shè)計(jì)原則是在確保鋁合金型材截面維持原狀的前提下，根據(jù)建筑尺寸來(lái)調(diào)整隔熱條的尺寸，并安裝尺寸相符的玻璃，實(shí)現(xiàn)隔熱效果。

3.3優(yōu)化鋁合金門窗與幕墻的設(shè)計(jì)來(lái)提高其節(jié)能性

優(yōu)化鋁合金門窗及幕墻的設(shè)計(jì)、減少鋁合金門窗及幕墻的熱傳遞是提高鋁合金門窗及幕墻節(jié)能性的重要途徑。主要包括以下兩點(diǎn)：①鋁合金門窗及幕墻的朝向方向設(shè)計(jì)要合理科學(xué)。鋁合金門窗及幕墻的朝向與太陽(yáng)輻射的熱量密切相關(guān)，優(yōu)先選擇朝向向南，并避免朝西。另外，幕墻的安排避免過(guò)于集中，最好背向居民樓。②要科學(xué)設(shè)計(jì)鋁合金門窗及幕墻的面積設(shè)計(jì)要合理科學(xué)。提高材料的重復(fù)利用率，縮小幕墻面積，還要合理控制鋁合金門窗及幕墻在建筑表面中的面積比例。

4　隔熱鋁合金門窗分析

根據(jù)房屋建筑和不同區(qū)域發(fā)展，門窗主要有木窗、塑鋼窗和鋁合金窗等幾種。木窗隔熱效果良好，但是價(jià)格昂貴，主要應(yīng)用于高檔別墅。塑鋼窗也具有良好的隔熱效果，但是高強(qiáng)度和熱老化性能限制其使用范圍；因此應(yīng)用最為廣泛的還是鋁合金窗。

4.1隔熱鋁合金門窗的特點(diǎn)

（1）采用隔熱鋁合金型材。利用使用滾壓方式將隔熱條和內(nèi)外鋁合金合二為一。

（2）使用中空玻璃，進(jìn)而增強(qiáng)保溫性能，優(yōu)化隔音隔聲效果。

（3）采用獨(dú)立的密封結(jié)構(gòu)，氣密性和水密性良好。

（4）所有附件質(zhì)量高檔，造型美觀時(shí)尚，隔熱效果好。

4.2隔熱鋁合金門窗帶來(lái)的新突破

（1）減少熱量傳導(dǎo)：隔熱鋁合金型材的熱傳導(dǎo)系數(shù)是1.8～ 3.5W/m2·K·h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通鋁合金型材140～170W/m2·K·h；中空玻璃結(jié)構(gòu)的熱傳導(dǎo)系數(shù)是3.17～3.59W/m2·K·h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通鋁合金型材6.69～6.84W/m2·K·h，有效降低通過(guò)門窗散失的熱量。

（2）防止冷凝：裝有隔熱條的型材內(nèi)表面的溫度接近室內(nèi)溫度，有效防止室內(nèi)水分由于過(guò)度飽和而冷凝在型材表面。通過(guò)調(diào)節(jié)門窗室內(nèi)溫度，使室內(nèi)溫度維持在12～13℃，有益身體健康。

（3）節(jié)能環(huán)保：裝有隔熱條的窗框，冬季能夠減少1/3的通過(guò)窗框的熱量散失，夏季效果更佳。另外，隔熱系統(tǒng)的應(yīng)用既能減少能量消耗，又能降低暖氣或者空調(diào)產(chǎn)生的環(huán)境輻射。

（4）降低噪音：采用不同厚度的中空玻璃結(jié)構(gòu)和隔熱鋁型材空腔結(jié)構(gòu)，降低聲波的共振效應(yīng)，有效阻止聲音的傳播，降低噪音。

4.3隔熱鋁合金門窗應(yīng)注意的事項(xiàng)

（1）在澆注的整個(gè)過(guò)程中，鋁材溫度要高于18℃，以防后續(xù)加工過(guò)程中產(chǎn)生開裂情況。

（2）保持隔熱槽表面的干凈，無(wú)灰塵油脂等臟物的存在，否則會(huì)影響其粘合力。

（3）斷橋時(shí)，鋸片厚度占所需最大切橋?qū)挾鹊?5%以上。鋸切時(shí)要完全切除鋁型材的臨時(shí)橋，切除的隔熱膠深度小于1mm，切金屬臨時(shí)連接橋時(shí)，避免切口過(guò)深。

5　結(jié)束語(yǔ)

總之，在以環(huán)保節(jié)能為主題的時(shí)代，鋁合金門窗及幕墻的節(jié)能對(duì)推動(dòng)建筑工程向節(jié)能發(fā)展具有重大意義。對(duì)于熱傳遞的控制是鋁合金門窗及幕墻節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)科學(xué)合理的基礎(chǔ)上，我們應(yīng)該選擇節(jié)能環(huán)保型的玻璃和鋁合金玻璃材料，最大限度的降低玻璃和鋁合金的相關(guān)系數(shù)（如遮陽(yáng)系數(shù)和傳熱系數(shù)），進(jìn)而提高鋁合金門窗及幕墻的環(huán)保節(jié)能性質(zhì)。

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TU767

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1673-0038（2015）18-0071-02

2015-4-6