提高建筑门窗保温性能的途径1

提高建筑门窗保温性能的途径

要提高建筑门窗保温性能，首先应弄清楚影响它的主要因素，有针对性地加以解决，才能收到较好的效果。下面谈几点看法。

１框型材材性断面设计

型材材性和断面形式是影响门窗保温性能的重要因素之一。框是门窗的支撑体系，由金属型材、非金属型材和复合型材加工而成。金属与非金属的热工特性差别很大，与型材传热能力密切相关的材料导热系数λ（Ｗ／ｍ·Ｋ），铝为２０３，钢为５８，ＰＶＣ塑料为０１４，木材为０２０～０２８，玻璃钢为０４～０５。导热系数愈大传热能力愈强。

从保温角度，型材断面最好设计为多腔型材，腔壁垂直于热流方向分布。因为型材内的多道腔壁对通过的热流起到多重阻隔作用，腔内传热（对流、辐射和导热）相应被削弱。特别是辐射传热强度随腔数量增加而成倍减少。但对于金属型材（如铝型材），虽然也是多腔，保温性能的提高并不理想，其原因是铝材导热性能太好，通过腔壁传导的热量远远大于腔内空气的导热、对流和壁面辐射传热量之和。为了减少金属框的传热，可用非金属材料作断热桥对金属型材作断热处理，或者将带腔的金属和非金属型材复合构成复合型材。这里需要指出的是断热桥应有足够长度（指金属断开的距离），才能保证热桥有足够大的热阻Ｒ（ｍ２·Ｋ／Ｗ）。对于复合型材，非金属型材应有足够厚度，才能保证它有足够大的热阻Ｒ，否则金属断热型材和复合型材传热能力降低效果不明显。我国目前采用的铝合金断热桥长度一般为５毫米，长度偏小是导致铝合金断热窗保温性能不理想的原因之一（断热桥一般不宜小于１５毫米）。铝合金断热窗保温性能不理想的另一个原因是断热不彻底。对于平开窗，主要是使用的五金配件与铝合金断热型材不配套。平开窗装上五金件后，被断热桥断开的铝型材又被里外联通，导致断热型材传热能加强。作平开窗时，应解决五金件及安装上存在的问题。

２提高玻璃的质量

玻璃是非金属材料，虽然它的导热系数λ仅为０８～１０Ｗ／ｍ·Ｋ，远远低于金属，但由于窗玻厚度一般为３～６毫米，自身热阻Ｒ非常小，几乎可以忽略不计。对于玻璃面积占６５％～７５％的窗户传热量十分可观。因此，提高窗玻质量是改善窗户保温性能的重要途径之一。

（１）改变玻璃结构

窗户玻璃由单玻变成双玻（或中空玻璃）和三玻（或两玻加膜），玻璃保温性能会明显提高。玻璃保温性能的提高并不是玻璃厚度增加的缘故，而是两玻或三玻之间形成的密闭空气层具有良好的保温性能。密闭的空气层具有一定的热阻Ｒ（ｍ２·Ｋ／Ｗ），它随空气层厚度改变而变化。

（２）玻璃镀膜

玻璃镀低辐射膜可以大大降低玻璃之间的辐射传热。

实验证明，中空玻璃辐射膜（其中一块玻璃镀膜）后，中空玻璃的热工性能明显改善。传热系数Ｋ（Ｗ／ｍ２·Ｋ）由普通中空玻璃的３０～３１降为１７～２３；在热箱、冷箱温度分别为１８℃和－２０℃左右试验条件下，里层玻璃内表面温度由４℃左右上升为９℃左右。用空气层厚度为１２毫米的低辐射中空玻璃作成铝合金断热

窗和ＰＶＣ塑料窗（单块玻璃镀膜），传热系数Ｋ分别降到２２～２６Ｗ／ｍ２·Ｋ，和１７～２０Ｗ／ｍ２·Ｋ，基本上能满足我国北方严寒地区保温要求。

对于南方地区，如果在中空玻璃的外层玻璃镀热反辐射膜，内层玻璃镀低辐射膜，不但将照射在玻璃上的太阳辐射热的８５％～９０％被反射回去，而且中空玻璃的传热能力明显降低，对降低夏季建筑物内的空调负荷有重要作用。

（３）中空玻璃铝隔条对传热的影响

中空玻璃铝隔条是良导体，使中空玻璃周边传热强度远远大于中部，在铝隔条处内层玻璃内表面温度明显低于中部，在严寒的冬季常出现结霜，宽度为１５毫米左右。

中空玻璃铝隔条长度Ｌ米）与中空玻璃面积Ｓ（平方米）之比Ｐ愈大，铝隔条传热所占比重愈大。实验证明，面积大于１平方米，空气层厚度为９毫米的中空玻璃传热系数Ｋ为３０～３１（Ｗ／ｍ２·Ｋ），而面积小于０２平方米的中空玻璃，Ｋ值大于３５（Ｗ／ｍ２·Ｋ）。

为了提高中空玻璃的保温性能，宜选用Ｐ值较小的中空玻璃。另外，中空玻璃安装时铝隔条尽可能埋在框的沟槽中，使铝隔条处的内外玻璃表面不直接暴露在空气中，减少甚至可能消除铝隔条处内层玻璃表面结霜问题。

３设计合理的窗框比

窗框比是窗框表面与窗面积之比。它与窗立面设计、窗框表面面积和窗面积有关。一般为２５％～３５％，有的超过４０％。窗框的感热面和放热面是随窗框比变化而改变。对于框断面尺寸较大的金属型材，感面和放热面的增加对窗保温性能会带来不利影响。在满足其他使用功能前提下，窗立面不宜分割太碎，不宜采用大断面的金属型材作小面积窗户。

当前，我国门窗的保温性能总体水平与国外有较大差距，北欧和北美国家窗户传热系数Ｋ值一般都小于２０（Ｗ／ｍ２·Ｋ），多数小于２．０（Ｗ／ｍ２·Ｋ），有的达到１１～１２（Ｗ／ｍ２·Ｋ）。我国是能耗大国，随着国民经济的发展，能耗的增量和增速愈来愈快，节能势在必行，节能工作已是我国的重要产业政策。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，对建筑门窗的质量使用功能和装饰效果要求会更高，研究开发新型节能门窗是今后的主攻方向。