節能鋁門窗幕墻的設計

　　目前國內生產的斷熱鋁門窗、幕墻，其框架部分的傳熱系數K值，大致數還停留在3w/m2k左右，與玻璃的K值不配套，其影響的問題，已在“貫徹≤公共建筑節能設計標準≥，促進鋁門窗、幕墻技術進步與發展”一文中闡述，對這個問題的解決，已引起行業中很多人的注意。有的企業億取得成果。我們知道，從上個世紀70年代初第一次石油危機以來，歐美各國對建筑節能越來越受到重視，他們花了近30年的時間，將窗的K值從5.8w/m2k降低到1.6w/m2k。其中包括框架、玻璃和密封措施的同步相應的降低K值。


　　我國是鋁門窗、幕墻生產大國，解決這個問題需要30年嗎？！答案是肯定的,“不要”！只要認真貫徹標準，全行業尤其是企業家的重視，將會在很短時間內解決的，因為生產節能窗已積累了一定經驗。本文從原理著手，闡明保溫節能窗的開發設計，以供同行們討論參考。


　　1．加大隔熱條的寬度，以降低K值

　　我們知道為了解決鋁門窗的保溫隔熱，采用斷熱技術，將鋁門窗的框分成三部分組成復合材料，即外部和內部為鋁合金框和中間部分為連接內外框的芯子，它用絕緣導熱率低的非金屬材料制成，一般稱為“斷熱冷橋”，它的寬度大小直接影響傳熱系數K值的高低，由下列公式即可說明清楚。


　　K=1/（R+ Ri+Ro ）…………………………（1）

　　R為框架的熱阻

　　Ri為框架內表面熱阻

　　Ro為框架外表面熱阻

　　由于Ri和Ro的變化波動量不起決定作用，同時要降低K值，就必須考慮增大框架的熱阻R。


　　我們知道熱阻R為構件厚度L除以構件的導熱系數λ

　　由此可以得出一個結論：要提高斷熱鋁門窗、幕墻框架的熱阻R，就必須加大尼龍—66隔熱條的寬度或連接內外框芯子的厚度。在增加寬度的同時，還可以將斷熱條設計成拐彎的如圖二所示，這樣隔熱條在同樣寬度的情況下，增加了熱流的長度，也就是提高了熱阻R。


　　2.采取多空腔的隔熱條設計，以降低K值.

　　上述加寬隔熱條雖然是降低K值的有效措施，但只能適當的加寬，太大會造成結構不緊湊，必須還要找到增加另外的措施，根據熱傳導原理，采取多空腔傳導，能提高熱阻的措施，將熱傳導的面設計成疊加的多空腔，其熱傳導內空腔的壁與腔內的空氣并聯并與疊加的空腔形成串聯，以提高框架的熱阻R，按上述原理二腔和三腔式隔熱條的熱阻R計算公事如下：


　　R=1/{(λP /b1)×(2t/B)+(1/ Ra) ×(B-2t) /B+(λP /b2)×(2t/B)+(1/ Ra) ×(B-2t) /B +(λP /b3)×(2t/B)+(1/ Ra) ×(B-2t)/B…………}………………………………（3）

　　上式 R——多腔隔熱條熱阻

　　Ra——空腔內空氣熱阻

　　λP——隔熱條導熱系數

　　將新求出之熱阻R代入（1）式即可求出K值，由于鋁的導熱系數λ較大為203w/mk，計算時可忽略不計。幕墻多腔式隔熱條型材，即可按K值的需要設計寬度b的尺寸，和二空腔或三空腔代入公式，即可求得。


　　以上只是談到框架的K值設計，與五金開啟件的配合已有標準是定數，再就是氣密，水密采用中間密封的設計都有成熟經驗，這里不再重復，總之設計好一種窗型，要協調好框架，玻璃，密封件，五金件，達到滿足窗的各種性能要求。


　　3．采用隔熱條空腔內填充發泡塑料，以降低K值，以上措施還達不到K值要求時，還可采用填充發泡塑料，從公式（3）可知熱傳導由空腔的壁與腔內的空氣并聯傳遞。若將腔空氣換成發泡材料，其導熱系數λ=0.026w/m2k,這將大大提高熱阻，設計時代入公式即可求得K值。

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