提高塑料窗保温性能的方法

冯 勇 王延立 王继红

河南省建筑科学研究院有限公司（450000）

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%,通常一栋具有冷、暖气空调的现代建筑物，其室内之能源传散损失经由门窗部位泄漏的约占37%～40%。因此提高门窗的保温性能对建筑节能有重要的作用。可通过优化框型材的断面设计和窗框比、降低体型系数及合理地选择建筑物的朝向、降低玻璃的传热系数、提高塑料窗气密性和挑选五金配件来达到提高其保温性能。

1 优化窗框型材断面设计和窗框比

塑料窗型材的保温隔声性能优劣主要取决于型腔断面的设计，因此，不断优化型材的断面形式是保证塑料窗保温性能的重要因素。在塑料窗框型材设计时应考虑框的受力和传热系数两个因素。塑料窗框传热系数与窗框型材设计有关，塑料窗框型材有单腔、双腔、多腔之分，目前大多选用三腔结构和四腔结构的窗框设计。单从保温角度看，以三腔结构为最好。型材的多道腔壁起到多重阻隔作用，使辐射传热随着空腔数量的增加而成倍减少，会更有效地阻隔塑窗的“冷桥”现象。

设计合理的窗框比。窗框比是影响窗户保温性能的因素之一，它与窗立面设计、窗框表面面积和窗面积有关。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。

2 降低体型系数、合理地选择建筑物的朝向

所谓建筑物的体型系数,就是指建筑物的外围面积Fo与该面积所包围的体积Vo之比,体型系数越大,耗热量也就越大。具体方法就是减少建筑物外型凹凸的变化并使建筑物的体型接近于方型。

建筑物的朝向，直接关系到它本身从太阳得热多少。从理想化的建筑物看,建筑物设计成长方形,长轴为东西向时太阳得热量最大。建筑物保温效果越好。

3 降低玻璃的传热系数

窗户的大部分面积为玻璃，约占整个窗户面积65%～70%，玻璃是非金属材料，它的导热系数仅为0.8～1.0 W/（m·K）,远远低于金属,自身热阻非常小，几乎可以忽略不计。由于不同玻璃的传热系数差别很大，因此设计不同保温性能的建筑外窗应选择不同传热系数的玻璃（表1）。

表1 不同玻璃的传热系数

从表中可以看出，玻璃保温性能的提高并不是由于玻璃厚度的增加，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。

从目前国内生产的各种不同窗户的传热系数与节能效果（表2）看出∶双玻塑料窗节能效果比较显著，能达到民用建筑设计标准中全国大部分采暖居住节能要求。

表2 不同窗户的传热系数与节能效果

根据以上分析，若采用双层窗，则保温性能可进一步提高。若分别采用单框双玻塑窗和双层塑窗，则通过窗户的传热耗热量见表3。可见，双玻窗与双层窗具有明显的节能效果。单框双玻塑料窗在严寒地区实际使用中，室内一侧玻璃表面易产生结露、结霜现象，这是由于双层玻璃内表面温度偏低造成的。所以提高玻璃内表面温度是设计节能保温窗的另一主题思路。

表3 不同外窗的传热耗热量（w）

目前，双玻主要有两种制作方法，即采用中空玻璃和普通双玻隔条。用橡胶隔条制做的简易双玻，制造工艺简单，造价低，但像胶隔条易老化变形，影响双玻间的密封性，冬季双玻间易产生水蒸汽结露现象。中空玻璃可较好的解决双玻间密封问题，但造价较高。中空玻璃周边铝隔条是热的良导体，使中空玻璃周边传热速度远远大于中部，这就要求中空玻璃安装时，铝隔条尽量埋在门窗型材的沟槽内，以减少铝隔条内层玻璃表面结露。现在国内许多公司开始生产暖边中空玻璃，从根本上消除了普通中空玻璃内表面周边结露现象。

4 提高气密性能

塑料窗的保温性能与它的气密性能有着密切的关系，气密性能差的的塑料窗，热损失就大。目前，塑料平开窗采用普通橡胶密封条密封，为了进一步提高气密性能，将密封条改为三元乙丙橡胶条和硅化加片毛条，以提高塑料窗的气密性能。框体与洞口之间用聚氨脂发泡剂弹性填满，避免因气候变化产生缝隙，影响其气密性能。另外，塑料窗之间的搭接量和配合间隙，也影响着其气密性能。

5 挑选五金配件

门窗是靠五金配件来完成开启、关闭功能的，其功能有效性直接影响其保温性及气密性，与塑料型材紧密接触的各种五金件、紧固件、密封条、间隔条、垫块、密封材料和保温材料等,在性能上应与材性相容。对于开窗而言，分为多锁点和单锁点五金件。多锁点密封性能足够好，而单锁点密封性能就差的多。滑撑铰链应采用不锈钢材料。对宽度超过1 m的推拉窗，或安装双层玻璃的门窗，应采用双滑轮或选用滚动滑轮。

6 小结

随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，节能势在必行，提高塑料窗的保温性能已成为门窗行业的创新重点，设计、研究、开发新型节能塑料窗是今后一个主攻方向，只有做到窗型、型材、玻璃、五金配件、密封条、制作、安装良好地衔接，才能达到节能的效果，只有通过合理选材、科学设计、精心制作、规范安装，才能实现应有的节能效果。