铝合金门窗的结构无疑对其节能效果起着至关重要的作用,那么要达到良好的节能效果,就必须具备尽可能合理的结构。
要达到节约能源的效果,必须从热力学角度去考虑。热力学中热量的交换分为对流、传导和辐射。这三种方式当然也适用于建筑铝合金门窗及幕墙。对流是在铝合金门窗空隙间热冷气流的循环流动,导致热量交换,产生热量流失。
传导则通过物体本身的一个面把热量传导至另一个相对的面,由分子运动进行热量的传递。辐射是能量以射线即红外线直接传递。不论什么材料制成的窗,如能对上述三种热交换进行最有效的阻断,则可称为最好的节能窗。有人说“塑钢窗就是节能窗”显然是不确切的。
减少热量的流失、能量的浪费,不单纯是用塑料或铝材的问题,要从三个主要方面考虑如何减少热量(或冷气)的流失,真正起到节能的作用。第一,要从窗的结构设计考虑。第二,窗体散热大面积是玻璃,而不是窗框,玻璃占不同类型窗面积的70%~90%。平板玻璃、镀膜玻璃、中空玻璃、LOW-E玻璃、LOW-E中空玻璃都有节能效果,只是程度不同而已。在不同地区,不同建筑要求窗的功能不一样,哪种玻璃也代替不了另一种玻璃。第三,窗框材料节能。
建筑中常用的铝合金窗型,一般为推拉窗、平开窗和固定窗。
一、推拉窗是由日本早期的推拉门发展而来,两个窗扇在窗框上下滑轨中开启和关闭,开窗面积为窗框的一半。热、冷气对流的大小和窗扇上下空隙大小成正比,因使用时间的延长,密封毛条表面毛体磨损、窗上下空隙加大对流也加大,能量消耗更为严重。不论是铝合金或塑钢材料制成的推拉窗其节能效果都不理想。可以说,推拉窗的结构决定了它不是理想的节能窗。
二、平开窗分内外平开窗。
正规的铝合金平开窗,其窗扇和窗扇、窗扇和窗框间一般均用良好的橡胶做密封压条。窗扇关闭后,密封橡胶压条压得很紧,密封性能很好,很难形成对流。这种窗型的热量流失主要是玻璃和窗框窗扇型材的热传导和辐射。如果能解决这个问题,平开窗的节能效果会得到有利的保证。从结构上讲,平开窗要比推拉窗有明显的优势。平开窗可称为真正的节能窗。
三、固定窗的窗框嵌在墙体内,玻璃直接安在窗框上,用密封胶把玻璃和窗框接触的四边密封。正常情况下,有良好的水密性和气密性,空气很难通过密封胶形成对流,因此对流热损失极少。玻璃和窗框的热传导是热损失的源泉。固定窗是节能效果最理想的窗型。
Ⅰ、概述
近年来,随着我国建筑门窗及玻璃幕墙行业的长足发展,传统的木制窗户、实腹和空腹钢窗已基本被淘汰,各种新型建筑门窗及玻璃幕墙得到广泛应用。这些产品由于结构及材质的改变,的确让人们感觉到赏心悦目,但是功能方面尤其是热工性能方面仍存在指标不高,能源损失较大,理想的室内温度环境无法保证等问题,让人们渐渐感到普通窗及幕墙在寒冷地区或炎热地区使用的美中不足。
Ⅱ、关于铝合金窗及幕墙的节能
1.节能的本质
建筑的节能包含很多方面,而铝合金窗及玻璃幕墙的节能是其重要组成部分。铝合金窗、幕墙的节能主要是指通过产品的结构设计、材料选用等措施,使建筑物在使用过程中,以尽量少的能量消耗而获得理想的温度环境和光线环境的过程。比如:在炎热的夏季和寒冷的冬季,人们为了获得正常的使用环境,常常需要使用消耗电能的电器设施来调节室内温度环境。而窗及幕墙的节能效果,直接影响到耗能的多少。一般而言,节能窗及节能幕墙产品在炎热的夏季应具有较高的隔热性能,在寒冷的冬季应具有较高的保温功能。
那么,如何实现夏季隔热,冬季保温功能呢?
首先要了解传热方式。我们都知道,传热有三种方式:
1)对流辐射导热。
对流传热:是指具有热能的气体或液体在移动的同时所进行的热交换现象。
辐射传热:是以电磁波的形式把热由一个物体传向另一个物体的现象。
导热:是指物体内部的热由高温侧向低温侧转移的现象。
建筑物的传热是上述三种方式综合作用的结果。为此,窗及玻璃幕墙的节能设计重点是在上述三种传热方式中设计合理的控制手段,以达到节能目的。而在影响玻璃幕墙、铝合金窗的热工性能方面,可以通过控制传热和增加遮挡来实现节能。
根据实验结果,导热及对流传热的能力可以用传热系数来衡量,辐射传热能力可用遮阳系统来控制。
传热系数K0=1/(Ri+d/λ+1/Re)[W/㎡•K]
式中Ri,Re--表面热转移系数2•K/Wλ--介质导热系数W/m•K
d--介质厚度
K0被称为总传热系数,R0被称为总传热阻,R0=1/K0,K0和R0是在门窗、幕墙热工计算中的两个非常重要的物理量。
2.我国关于节能方面一些规定
随着我国建筑节能意识的提高,对节能窗及玻璃幕墙的传热系数作如下初步规定:
(1)一般要求传热系数保值期限为8年。
(2)高级公寓式建筑规定为A类,K=2~2.4W/㎡•K
(3)中档商品写字楼规定为B类,K=2.6~3W/㎡•K
(4)一般性工程规定为C类,K=3.1~6W/㎡•K
国外同类民用节能窗及玻璃幕墙传热系数一般规定为K=1.8~2W/㎡•K且稳定期限不低于10年。
Ⅲ、门窗、幕墙节能的方法
铝合金窗及玻璃幕墙常见节能方法分以下几种:
玻璃节能法
铝合金断热型材节能法
双(多)层结构体系节能法
遮阳体系节能法
点支承玻璃幕墙节能法
1.玻璃节能法
对于铝合金窗及玻璃幕墙来说,由于玻璃的面积占据立面的绝大部分,可以参与热交换的面积较大,就决定了玻璃是窗、玻璃幕墙节能的关键。
(1)玻璃是否镀膜及膜层材质可初步确定其节能效果,通常情况下,玻璃可分为以下几大类:1)浮法清玻璃2)在线镀膜玻璃3)离线镀膜玻璃4)低辐射在线镀膜玻璃5)低辐射离线镀膜玻璃。这些玻璃传热系数虽然没有明显的变化,但由于膜层对光(能量)的控制能力不同,使其节能效果依次增加。
(2)根据玻璃结构形式,又可分以下几类:1)单层玻璃2)中空玻璃3)多层中空玻璃。其传热系数依次降低,即节能效果逐次增强。通过计算和实验数据显示,通常单片玻璃的传热系数K=6W/㎡•K左右,中空玻璃(普通)K=2.3~3.2W/㎡•K,而采用离线低辐射镀膜中空玻璃(中空层充惰性气体)K=1.4~1.8W/㎡•K。
(3)对玻璃除上述方法外,还可以采用贴节能膜方法,提高节能效果。
2.铝合金断热型材节能法:
铝合金型材在窗及幕墙系统中,不但起着支承龙骨的作用,而且对节能效果也有较大影响。通常情况下,铝合金型材断面比玻璃面积小得多,为此,导热对节能效果的影响较大,为此,产生了断热型材。根据断热铝型材加工方法的不同,分为灌注式断热铝型材和插条式断热铝型材。这两种形式的铝合金断热型材共同的特点都是在内、外两侧铝材中间采用有足够强度的低导热系数的隔离物质隔开。从而降低传热系数,增加热阻值。即使在炎热的夏季,当太阳暴晒的情况下,断热型材室外部分表面温度通常可达35~85℃,而室内仍可维持在24~28℃左右,有效地减少传到室内的热量,可减少制冷费用;而在寒冷的冬季,室外铝材的温度可与环境温度相当(一般-28~-20℃)而室内铝材仍然可达到8~15℃,从而减少热量损失,节约冬季取暖的费用,从而达到节能目的。
3.双(多)层结构体系节能法。
通常的窗及玻璃幕墙,在温暖地区,一般为单层结构,而在寒冷或炎热地区,则可以采用多层(双)层窗或双层幕墙/动态幕墙的方法,利用两层结构间的空气层(通过设计的空气层),降低系统总传热系数的办法,来实现节能目的。
4.遮阳体系节能法:
由于铝合金窗及玻璃幕墙大面积采用玻璃,太阳的照射是辐射热。节能的本质就是如何实现在烈日炎炎的夏季将光(能量)挡在室外,或在寒冷的冬季能让充足的光(能量)传入室内。尽管建筑材料的研究人员做了不少的努力,但仍然难以找到理想的材料来解决这个问题。在铝合金窗和幕墙体系上融入遮阳技术也是节能的有效途径之一。在国外,已有系统的遮阳产品得到广泛应用,并取得显着节能效果,相信在国内也必然受到青睐。
5.点支承玻璃幕墙的节能方法:
点支承玻璃幕墙的节能除了可采取前面提到的玻璃方法以外,还要处理好玻璃与驳接头处的断热设计。工程经验和实验证明,在寒冷地区和炎热地区,点支式幕墙节能设计值得采用。
Ⅳ、铝合金节能窗与塑钢窗的比较说明
1.档次上的差别:国内的铝合金断热窗和塑钢窗是分别适合于不同建筑的消费群体,统计资料显示,塑钢窗适用于一般低层住宅,往往这种档次的产品的消费者对该产品的质量要求不是很高,而高性能断热铝合金窗则适用于各类高度、各类档次建筑,且质量、寿命性能都经受得住高标准考验。
2.性能上的差别:二者节能效果相近;但是由于材质的区别,塑钢窗使用一段时间之后容易发生变形,密封性能不如高性能铝合金窗。
3.寿命上的差别:由于材质的强度和弹性模量及耐磨性能差别较大,使高性能铝合金窗使用寿命往往大于塑钢窗的使用寿命。
4.价格上的差别:一般说来,高性能铝合金窗价格通常比塑钢窗的价格要高一些。但从长远考虑,高性能铝合金窗价格虽然高,但使用年限长;而塑钢窗虽然价格较便宜,但使用年限短。因此,综合价格比相当。
由此可见,高性能铝合金窗更具竞争优势。
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