室外側(cè)鋁腔形式對(duì)門窗保溫性能的影響

調(diào)查顯示，在我國社會(huì)主要能耗中，建筑能耗在 2000 年起就占全社會(huì)總能耗的 20% 以上；隨著近幾年房地產(chǎn)的瘋狂發(fā)展，建筑能耗已占到全社會(huì)總能耗的 40% 以上，而通過門窗流失的能耗約占建筑能耗的 50%。換言之，通過門窗流失的能耗約占社會(huì)總能耗的 20%?？梢?，建筑外門窗是建筑節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)，建筑節(jié)能的關(guān)鍵是門窗節(jié)能技術(shù)的提高。

評(píng)判門窗熱工性能的一個(gè)主要參數(shù)是傳熱系數(shù)，即為K值。K值越大，傳遞的熱量愈多，流失的能量也越多；反之，傳遞的熱量愈少，流失的能量也越少。因此，降低通過門窗的熱量損失主要研究如何降低門窗的 K 值。

本文通過粵建科 MQMC 軟件模擬分析，探索室外側(cè)鋁腔對(duì)門窗保溫性能的影響，以找到影響趨勢(shì)，為行業(yè)內(nèi)人士提供理論支持。

1 改變室外側(cè)鋁腔大小對(duì)門窗保溫性能的影響

室外側(cè)鋁腔先由單臂鋁變成腔體鋁，再改變腔體尺寸來看整窗及框K值的變化趨勢(shì)，如圖1 所示。室外鋁分別為單臂鋁、鋁腔從隔熱條一端到鋁外壁為 7.5 mm、腔體從隔熱條一端到鋁外壁為 17.5 mm。

圖1 配三玻改變室外側(cè)鋁腔大小示意圖

1.1 配置三玻時(shí)改變室外側(cè)鋁腔大小對(duì)門窗保溫性能的影響

如表1 所示為鋁合金窗配三玻室外側(cè)鋁腔從單臂到 17.5 mm 變化時(shí)框K值、線傳熱系數(shù)及整窗K值的變化趨勢(shì)，本次計(jì)算室外鋁臂不變，改變壓線尺寸。

表1 鋁合金窗配三玻室外側(cè)鋁腔大小對(duì)門窗保溫性能的影響 單位：W/(m2·K )

表1 中 65 鋁合金 10.0 mm 的 10 mm 就是指圖1 所示的 10。本次計(jì)算改變室外鋁腔的同時(shí)，因?yàn)橐ＷC玻璃配置一樣，所以需要同時(shí)改變壓線大小或者玻外膠條位置處鋁臂長(zhǎng)度，本文分別改變這兩處來尋找規(guī)律。

從表1 可以看出隨著室外鋁腔的增大，框K值也在增大，而線傳熱系數(shù)在減小，因?yàn)榭騅值的變化比線傳熱系數(shù)的變化大很多，故整窗傳熱系數(shù)也在增大。說明隨著室外側(cè)鋁腔的增大，窗戶的保溫性能會(huì)下降。所以，當(dāng)客戶買到一個(gè)比較厚窗戶時(shí)，一定要看一下是鋁占的面積大還是隔熱條占的面積大。

1.2 配置雙玻時(shí)改變室外側(cè)鋁腔大小對(duì)門窗保溫性能的影響

如表2 所示為鋁合金窗配雙玻室外側(cè)鋁腔從單臂到 17.5 mm 變化時(shí)框K值、線傳熱系數(shù)及整窗K值的變化趨勢(shì)，同樣也是室外鋁臂不變，改變壓線尺寸。

表2 鋁合金窗配三玻室外側(cè)鋁腔大小對(duì)門窗保溫性能的影響 單位：W/(m2·K )

表2 中的5.0 mm、7.5 mm、10.0 mm指的是室外鋁臂長(zhǎng)度。從表2 可以看出隨著室外鋁腔的增大，框K值也在增大，而線傳熱系數(shù)在減小，因?yàn)榭騅值的變化比線傳熱系數(shù)的變化大很多，故整窗傳熱系數(shù)也在增大。說明雙玻和三玻的變化趨勢(shì)一樣，都是隨著室外鋁腔增大同時(shí)壓線變小的話，整窗K值也會(huì)增大。

2 三玻改變室外側(cè)鋁膠條位置處長(zhǎng)短對(duì)窗戶保溫性能的影響

之前有文獻(xiàn)說玻璃靠近室內(nèi)側(cè)時(shí)窗戶保溫性能會(huì)好，故本文又用最厚的鋁合金窗改變室外側(cè)鋁膠條位置鋁臂的長(zhǎng)短來對(duì)比窗戶保溫性能的變化。主要目的是想改變玻璃與隔熱條的相對(duì)位置。如圖2 所示分別為室外側(cè)鋁膠條位置鋁臂長(zhǎng) 度由 7.5～25 mm 的變化。

圖2 三玻改變室外側(cè)鋁臂長(zhǎng)度示意圖

2.1 配置三玻時(shí)改變室外側(cè)鋁膠條位置鋁臂長(zhǎng)短對(duì)門窗保溫性能的影響

如表3 所示為鋁合金窗配三玻改變室外側(cè)鋁膠條位置時(shí)鋁臂長(zhǎng)短對(duì)窗戶保溫性能的影響。重點(diǎn)在鋁臂從 7.5 mm 變到 25.0 mm 時(shí)框K值、線傳熱系數(shù)及整窗K值的變化趨勢(shì)。本次計(jì)算室外鋁臂改變的同時(shí)為了保證玻璃配置一樣，壓線尺寸時(shí)也會(huì)改變，主要目的是想改變玻璃與隔熱條相對(duì)位置。

表3 中的 25.0 mm 是指室外鋁腔的尺寸，7.5 mm、10.0 mm、12.5 mm 是指室外鋁臂的長(zhǎng)度。從表3 可以看出隨著室外鋁臂的加長(zhǎng)，框K值在增大，而線傳熱系數(shù)基本不變，整窗K值也在增大，但是整窗K值變化不是特別多，從 7.5 mm 變到 25.0 mm，整窗K值僅變化了 0.018 W/(m2·K)。分析原因可能是因?yàn)橛玫氖?5Low-E+12A+5+12A+5 的三玻，玻璃厚度比較大，玻璃室內(nèi)外移動(dòng) 20.0 mm 整窗K值變化都不是特別大。因此，后文改用雙玻進(jìn)行探索。

2.2 配置雙玻時(shí)改變室外側(cè)鋁膠條位置鋁臂長(zhǎng)短對(duì)門窗保溫性能的影響

如表4 所示為鋁合金窗配雙玻改變室外側(cè)鋁膠條位置鋁臂長(zhǎng)短對(duì)窗戶保溫性能的影響，重點(diǎn)是鋁臂從 7.5 mm 變到 25.0 mm 時(shí)框K值、線傳熱系數(shù)及整窗K值的變化趨勢(shì)。本次計(jì)算室外鋁臂改變的同時(shí)為了保證玻璃配置一樣，壓線尺寸也會(huì)改變，主要目的是想改變玻璃與隔熱條相對(duì)位置。

表4 鋁合金窗配三玻室外側(cè)鋁腔大小對(duì)門窗保溫性能的影響 單位：W/(m2·K )

從表4 可以看出隨著室外鋁臂的加長(zhǎng)，框K值在減小，而線傳熱系數(shù)基本不變，故整窗K值也在減小，但是整窗K值的變化比配置三玻時(shí)要大。從 7.5 mm 變到 25.0 mm 整窗K值變化了 0.039 W/(m2·K )，約等于配置三玻時(shí)的 2 倍。

分析三玻與雙玻變化趨勢(shì)不同的原因可能是因?yàn)橛玫氖?5Low-E+12A+5+12A+5 的三玻，玻璃厚度比較大，玻璃室內(nèi)外移動(dòng) 20.0 mm，如圖3 所示無論是鋁臂長(zhǎng) 7.5 mm 還是長(zhǎng) 25 mm，玻璃和隔熱條相對(duì)位置還是差不多在一個(gè)平面上的，玻璃一直包圍著隔熱條，所以整窗K值變化不是特別大。因此，后文改用雙玻進(jìn)行探索，而雙玻厚度比較小，如圖3 所示鋁臂長(zhǎng) 7.5 mm 時(shí)中空玻璃幾乎已經(jīng)跟室外鋁在一個(gè)平面上了，而鋁臂長(zhǎng) 25.0 mm 時(shí)，中空玻璃基本跟隔熱條在一個(gè)平面上。

圖3 雙玻改變室外側(cè)鋁臂長(zhǎng)度示意圖

3 結(jié) 語

增大室外鋁腔不會(huì)讓整窗K值降低反而會(huì)讓整窗K值增大。室外側(cè)鋁臂在玻外膠條位置的長(zhǎng)度決定了玻璃與隔熱條的相對(duì)位置，而玻璃與隔熱條位于同一平面時(shí)整窗K值會(huì)達(dá)到最優(yōu)。由于本文所用的 65 鋁合金的隔熱條是 24 mm 的，所以當(dāng)用三玻時(shí)整窗K值變化不大，后續(xù)筆者還將選用不同高度的隔熱條進(jìn)行研究。