门窗节能知识讲座
建筑节能对门窗传热系数的要求，分析隔热铝合金窗、PVC塑料窗的窗框设计、玻璃选择、窗型设计与塑料窗传热系数的关系，介绍用K值计算表设计窗的保温性能。重点介绍用THERM、WINDOW、Optice三种软件进行模模拟计算，分析系统模型，找出产品缺陷，改进门窗系统。
一． 门窗节能的意义
1、1建筑节能与门窗传热系数
我国的建筑能耗约占全国能源消耗总量的1/4，我国寒冷地区采暖能耗已达到1.79亿吨标准煤，占全国能源消费总量的13.6%，其中建筑外门窗的能耗约占建筑物全部热损失50%。在建筑保温性能上我国与气候条件相近的发达国家相比，外窗为2.2倍，外墙为4倍。因此提高门窗的保温性能对建筑节能有重要的作用。
我国《建筑节能"九五"计划和2010年规划》目标是：新建采暖居住建筑1996年以前在1980～1981年当地通用设计能耗水平基础上普遍降低30%为第一阶段；1996年起在达到第一阶段要求的基础上节能30%为第二阶段；2005年起在达到第二阶段要求的基础上再节能30%为第三阶段。为了实现建筑节能50%的第二步目标，建设部发布JGJ26-95《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》（表1）。近几年，全国部分地区已经开始制定或逐步完善建筑节能管理办法，部分省、市自治区也颁布相应的行政法规。例如北京市建委1999年发布的《北京市"九五"住宅建设标准，建筑外窗部分补充规定》的通知规定；2000年1月1日起，北京市行政区域内的各类住宅建筑外窗应达到传热系数K≤3.5W(m2k)。
表1 JGJ26-95标准《不同地区采暖居住建筑对门窗传热系数K限值》
采暖期室外平均温度（℃）
代表性城市
窗户K值（含阳台门上部）
阳台门下部门芯板K值
外门K值
2.0～1.0
郑州、洛阳、宝鸡、徐州
4.70 4.00
1.70
/
0.9～0.0
西安、拉萨、济南、青岛、安阳
4.70 4.00
1.70
/
-0.1～1.0
石家庄、德州、晋城、天水
4.70 4.00
1.70
/
-1.1～2.0
北京、天津、大连、阳泉、平凉
4.70 4.00
1.70
/
-2.1～3.0
兰州、太原、唐山、阿坝、喀什
4.70 4.00
1.70
/
-3.1～4.0
西宁、银川、丹东
4.00
1.70
/
-4.1～5.0
张家口、鞍山、酒泉、伊宁、吐鲁番
3.00
1.35
/
-5.1～6.0
沈阳、大同、本溪、阜新、哈密
3.00
1.35
/
-6.1～7.0
呼和浩物、抚顺、大柴旦
3.00
1.35
2.50
-7.1～8.0
延吉、通辽、通化、四平
2.50
1.35
2.50
-8.1～0.9
长春、乌鲁木齐
2.50
1.35
2.50
-9.1～10.0
哈尔滨、牡丹江、克拉玛依
2.50
1.35
2.50
-10.1～11.0
佳木斯、安达、齐齐哈尔、富锦
2.50
1.35
2.50
-11.1～12.0
海伦、博克图
2.00
1.35
2.50
-12.1～14.5
伊春、呼玛、海拉尔、满州里
2.00
1.35
2.50
注：表中窗户传热系数4.70为单框单玻塑料窗，4.00为单框双玻金属窗。
二． 门窗各部分对保温系数的影响
门窗系统由多部分组成，其中对保温性能有影响的三个组成部分，窗框、玻璃、密封胶条，五金件对窗的影响，不在此分析之列。这三部分对成窗保温性能的影响分述如下：
1. 窗框
a. 材质：
常用材料的导热系数
用途
材料
密度(Kg/m3)
导热系数(W/m2.K)
窗框
铜
8900
380
铝(合金)
2800
160
黄铜
8400
120
铁
7800
50
不锈钢
7900
17
建筑钢材
7850
58.2
PVC
1390
0.17
硬木
700
0.18
软木(常用于建筑构件中)
500
0.13
玻璃钢(UP树脂)
1900
0.40
透明材料
建筑玻璃
2500
1.0
PMMA(有机玻璃)
1180
0.18
聚碳酸脂
1200
0.20
隔热材料
聚酰氨(尼龙)
1150
0.25
尼龙66+25%玻璃纤维
1450
0.30
高密度聚乙烯HD
980
0.50
低密度聚乙烯LD
920
0.33
固体聚丙烯
910
0.22
带有25%玻璃纤维的聚丙烯
1200
0.25
PU(聚亚氨脂树脂)
1200
0.25
刚性PVC
1390
0.17
防水
氯丁橡胶(PCP)
1240
0.23
密封条
EPDM(三元乙丙)
1150
0.25
纯硅胶
1200
0.35
柔性PVC
1200
0.14
聚脂马海毛
----
0.14
柔性人造橡胶泡沫
60~80
0.05
密封剂
PU(刚性聚氨酯)
1200
0.25
固体/热融异丁烯
1200
0.24
聚硫胶
1700
0.40
纯硅胶
1200
0.35
聚异丁烯
930
0.20
聚脂树脂
1400
0.19
硅胶(干燥剂)
720
0.13
分子筛
650~750
0.10
低密度硅胶泡沫
750
0.12
中密度硅胶泡沫
820
0.17
窗框型材由PVC或铝合金构成，从表中可看出，PVC型材比铝合金型材在保温方面优势很大。
b. 型材断面设计：
PVC塑料窗：腔室数量，多腔室优于少腔室。
隔热铝合金窗：隔热条的宽度大的优于窄的，多腔优于少腔室。
2. 中空玻璃系统
中空玻璃系统保温系数影响因素：单玻厚度、中空玻璃空气隔层的数量、空气隔层的厚度、中空隔条材质、中隔层内充惰性气体、采用低辐射镀膜玻璃。
简介：原片浮法玻璃编号：30000以内为国外厂家使用，30000以外为中国企业采用。
数据库玻璃生产厂家排序情况：
企业编号
单位名称
数据库编号
1
中国南玻集团股份有限公司
30000-30999
2
秦皇岛耀华玻璃股份有限公司
31000-31499
3
金晶(集团)有限公司
31500-31999
4
浙江工程玻璃有限公司
32000-32499
5
淄博盛达创业玻璃有限公司
32500-32999
6
江门恒辉镀膜玻璃有限公司
33000-33499
7
中南安源镀膜玻璃（萍乡）有限公司
33500-33999
8
威海蓝星玻璃股份有限公司
34000-34499
9
格兰特工程玻璃(中山) 有限公司
34500-34999
10
上海耀华皮尔金顿玻璃股份有限公司
35000-35999
11
信义玻璃工程(东莞) 有限公司
36000-36499
12
洛阳晶润镀膜玻璃有限公司
36500-36999
13
佛山市中南玻璃有限公司
37000-37499
14
金玻玻璃科技(河南) 有限公司
37500-37999
15
秦皇岛耀华兴业镀膜玻璃有限公司
38000-38499
几种玻璃的主要光热系数
玻璃名称
玻璃种类、结构
透光率
%
遮阳系数
SC
传热系数
W/(m2﹒℃)
U冬
U夏
单片透明玻璃
6c
89
0.99
6.17
5.74
透明中空玻璃
6c+12A+6c
81
0.87
2.75
3.09
单片热反射镀膜玻璃
6CTS140
40
0.55
5.66
5.72
热反射镀膜中空玻璃
6CTS140+12A+6c
37
0.44
2.58
3.04
Low-E中空玻璃
6CEB12+12A+6C
39
0.31
1.66
1.70
注：6c表示6mm透明玻璃,CTS140是热反射镀膜玻璃型号,CEB12是Low-E玻璃型号
a..单片玻璃厚度影响
以空气间隔层12mm中空玻璃进行分析，中空玻璃K值变化与玻璃厚度的变化基本上呈直线关系，如下图
b.中空玻璃空气隔层数量
多腔优于单腔
c.中空玻璃空气隔层厚度
目前国内常用的中空玻璃间隔层厚度为6mm、9mm、12mm等。由图可看出对于6mm中空玻璃组合，间隔层厚度在1~9mm，K值下降较快，而9~13mm开始变缓，13mm后基本持平甚至还有轻微回升。因此间隔层厚度在12mm较好。
d.暖边中空玻璃隔条
自中空玻璃问世以来，人们一直在寻找一种既能满足热传导性能最小且同时密封寿命长的中空玻璃技术。以铝隔条做的中空玻璃，可以达到密封寿命长的特点，但缺点是边缘传导性能高致使节能效果差。而一些边缘热传导性能低的隔条制作的中空玻璃，虽显著提高了节能效果，但不幸的是同时减少了密封寿命。暖边间隔条顾名思意是一种旨在改善中空玻璃边缘热传导性的间隔条, 通过采用少量的金属或完全非金属暖边间隔条，顾名思意是一种旨在改善中空玻璃边缘热传导性的间隔条, 通过采用少量的金属或完全非金属材料,或改变传统铝条的结构来实现窗户的节能效果。在北美, 暖边主要有超级间隔条(SUPER SPACER), 舒适胶条(SWIGGLE),不锈钢U型隔条(INTERCEPT), 强化塑料和铝合成的漕型条,玻璃纤维隔条,以及带冷桥的金属隔条等等属材料,或改变传统铝条的结构来实现窗户的节能效果。在北美, 暖边主要有超级间条(SUPER SPACER), 舒适胶条(SWIGGLE),不锈钢U型隔条(INTERCEPT), 强化塑料和铝合成的漕型条,玻璃纤维隔条,以及带冷桥的金属隔条等等
国际上通常将中空玻璃的边部2.5英寸范围定义为玻璃边缘，由于铝隔条的绝缘效果差而导致边缘的导热系数高而使边部出现结雾，而温暖边缘技术是则能够很好地解决这一问题。
超级间隔条为100%微孔材料间条，热传导性最低，节能效果最好。间条内含有大最的渗透性强的干燥物，因而整窗的露点下降快。该间隔条采用逆向密封技术，即第一道胶结构第二道胶结构密封，使用热融丁基橡胶二次密合，其边缘寿命为同行业之首，并且逆向双次密封大大简化了中空玻璃生产过程。由于微孔材料间隔条的柔软特性，使它尤其适用于各种形状玻璃及弧形玻璃，纯金属间隔条部分金属间隔条超级间隔条。
e.低辐射镀膜玻璃（LOW-E玻璃）
