绿色节能铝合金建筑外窗系统的研发

张 勉

河北奥润顺达窗业有限公司

绿色节能铝合金建筑外窗系统的研发

张 勉

河北奥润顺达窗业有限公司

随着建筑事业的不断发展，技术上的创新和发展理念上的更新，使得建筑事业朝着更加环保和节能的方面发展，尤其在外窗的设计建造上，采用节能的方式能够最大程度的利用光照，同时减少热能供应，实现可持续发展。建筑外窗是建筑外围护结构节能中的薄弱环节，外窗节能是建筑节能的重要潜力之一。无论从能源节约还是生态环境保护方面来看，建筑外窗节能也是非常重要的，所以文中将重点对绿色节能铝合金建筑外窗系统的研发进行分析和研究。

绿色节能；铝合金；建筑外窗；系统研发

作为建筑围护结构的四个大部分：外窗、墙体、屋面、地面，其中外窗的保温隔热效果最差，建筑外窗是作为建筑物中能耗流失最多的部分，在建筑的总能耗中占比例很大，作为影响建筑能源消耗的主要原因，是应该对其进行绿色节能铝合金建筑外窗系统的研发工作，从全方面来进行节能，只有这样，才可以让建筑外窗在经济、美观、节能等方面得到统一。

1 建筑外窗系统性能研究

1.1 抗风压性能

建筑外窗的抗风压性能是指外窗正常关闭状态时在风压作用下不发生损坏(如开裂、面板破坏、局部屈服、黏结失效等)和五金件松动、开启困难等功能障碍的能力。抗风压性能是口窗的一项十分重要的物理性能，GB/T 7106—2008和GB/T 8478—2008确定了铝合金口窗抗风压性能分级，将定级检测压力差P3定为分级指标值，分级自1至9分为9级，

1.2 气密性

建筑外窗系统气密性能系指在风压作用下，建筑外窗在关闭状态时，外窗整体阻止空气渗透的能力，和建筑外窗空气渗透性能有关的气候参数主要为室外风速和温度。建筑外窗气密性能分级及检测方法(GB/T7107-2002)以单位时间(1小时)内，10Pa压力差作用下，单位开启缝长的空气渗透量Q0(单位：m3/m·h)作为分级指。

1.3 遮阳系数

遮阳性能是指外窗在夏季阻隔太阳福射热的能力，该标准还确定了铝合金外窗遮阳性能分级，外窗的遮阳性能指标用外窗的遮阳系数SC值来表示，分级自1至7分为7级。

1.4 窗户传热系数

窗户传热系数值是衡量因温差引起的经过建筑外窗的热流量的大小，是传导、对流和表面辐射这三种热传方式的综合体现，即当建筑外窗两侧温差为1℃时，单位时间通过单位面积建筑外窗的热量。传热系数值越大，建筑外窗的隔热能力就越差，通过建筑外窗的能量损失就越多。

2 绿色节能铝合金建筑外窗系统的研发

铝合金建筑外窗玻璃的种类，铝合金建筑外窗经常使用的玻璃种类有平板玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、防火玻璃、镀膜玻璃(阳光控制镀膜玻璃、低辖射镀膜玻璃)、真空玻璃、中空玻璃等。

2.1 铝合金建筑外窗系统玻璃的研究

影响窗户性能的主要原因就是玻璃。传统的窗户玻璃有缺乏对太阳能的利用，使得室内温度的提升必须借助于室内发热设备和供暖措施，室内温度的降低必须要利用空气制冷设备，未能达到节能减排的效果。另外，传统的玻璃散热性能显著，无法有效阻挡阳光照射，不利于室内温度的恒定，增大了室内温度调节设备及措施的压力。因此，为了提升窗户的性能，必须要从玻璃角度入手。研究人员通过借鉴汽车玻璃的性能，研制出了具有节能效果的玻璃，如中空玻璃和镀膜玻璃。中空玻璃区别于传统的双层玻璃，通过将两到三片的玻璃采用高密度符合粘合剂进行粘粘，将玻璃片与干燥剂融合，从而达到隔热的效果。另外，中空玻璃内含的干燥空气能够有效的阻挡噪音，增强了玻璃的实用功能。镀膜玻璃又叫做反射玻璃，通过在玻璃表面涂金属化合物薄膜层，如铬、钛等，能够有效的吸收紫外线，反射红外线，能够实现光线投射的控制功能，从而达到隔热、保温功能，实现了节能减排的目的。根据实践结果证明，采用节能玻璃能够有效降低传热系数，节能效果高达40%以上，不仅造价便宜，同时性能良好，改造技术要求简单，施工过程较为方便，宜在实际的研发过程中予以推广和使用。

2.2 铝合金外窗型材的分类及其加工工艺

普遍使用的铝合金外窗型材有普通的铝合金热挤压型材和隔热铝合金型材，其中隔热铝合金型材也叫作隔热断桥铝合金型材。铝合金型材，也就是“基材”，是将用纯铝和合金元素配比好的铝合金铸锭高温挤压而形成的，“基材”再经过各种表面处理而成为普通的建筑铝合金门窗型材。铝合金是极易导热的金属材料，它的导热系数是160W/(m·K)。这样的普通铝合金外窗容易在冬天将室内的热量传导到室外，夏天将室外的热量传导到室内，非常不利于铝合金外窗的保温隔热。为了降低铝合金的导热系数，可以采用隔热铝合金型材。

2.3 铝合金建筑外窗系统方案设计

铝合金外窗型材节点的传热系数随着隔热条截面宽度的增大而减小，但是减小幅度越来越小。隔热条截面宽度越大对铝合金外窗系统整窗传热系数的改善效果越不明显，还会相应的增加产品成本。铝合金外窗型材节点的传热系数随着密封形式的密封道数增加而减小，但是减小幅度越来越小。密封形式的密封道数越多可提升铝合金外窗的气密性和水密性，但是对铝合金建筑外窗系统的传热系数改善效果越来越不明显。所以将铅合金建筑外窗系统型材子系统的密封形式设置为三道密封，这样不仅能提高铝合金外窗的热工性能，还能提高铝合金外窗的气密性。

综上所述，要想达到强化建筑保暖隔热的性能，实现节能环保，在实际的外窗系统研发过程中，必须要使用节能的窗框、使用节能的玻璃、增加遮阳设施，同时，通过设计合理的窗扇比和朝向和加强建筑外窗的密封效果，才能达到保暖、隔热的技术要求。另外，我国建筑外窗需求量大，在未来的技术发展上，还要不断增加技术的适应能力，加强在改造施工环节和改造施工模式的突破力度，逐步促进我国城市现代化的发展，通过技术的创新，提高国民的生活质量，同时强化节能减排效果，实现人与自然的和谐共生。

[1]蔡茵茵.建筑外窗节能设计分析[J].门窗，2015，05：164.

[2]汤晓东.建筑外窗节能影响与检测[J].居业，2015，18：57-58.