TM
Doors&Windows
塑料门窗专栏
塑料门窗传热系数、保温性能
要求与强度设计(一)
何水清张子良王亚明
江苏徐州市新型建材研究所山东省墙改办
郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心
1各类门窗的传热系数
建筑门窗的传热耗热量与空气渗透耗热量之和
位。因此,国家对不同地区采暖居住建筑门窗传热系数限值做出了规定(见表1),要求不符合节能标准的项目,不得批准建设。
单位W/(m2・K)
外门K值
占建筑物总耗热量的50%左右,是节能的重点部
表1
采暖期室外平均温度(℃)
JGJ26—1995采暖居住建筑对门窗传热系数限制值
代表性城市
窗户(含阳台门上部)K值
阳台门下部门芯板K值
2.0 ̄1.00.9 ̄0.00.1 ̄1.0-1.1 ̄-2.0-2.1 ̄-3.0-3.1 ̄-4.0-4.1 ̄-5.0-5.1 ̄-6.0-6.1 ̄-7.0-7.1 ̄-8.0-8.1 ̄-9.0-9.1 ̄-10.0-10.1 ̄-11.0-11.1 ̄-12.0-12.1 ̄-14.5
郑州、洛阳、宝鸡、徐州西安、拉萨、济南、青岛、安阳石家庄、德州、晋城、天水北京、天津、大连、阳泉、平凉兰州、太原、唐山、阿坝、喀什
西宁、银川、丹东
张家口、鞍山、酒泉、伊宁、吐鲁番沈阳、大同、本溪、阜新、哈密呼和浩特、抚顺、大柴旦延吉、通辽、通化、四平
长春、乌鲁木齐哈尔滨、牡丹江、克拉玛依佳木斯、安达、齐齐哈尔、富锦
海伦、博克图
伊春、呼玛、海拉尔、满洲里
4.704.004.704.004.704.004.704.004.003.003.003.003.002.502.502.502.502.002.00
1.701.701.701.701.701.351.351.351.351.351.351.351.351.351.35
////////2.502.502.502.502.502.502.50
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。
国家有关部门公布的资料(见表2),从国内生产的金属窗和塑料窗的传热系数与节能效果看,PVC
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表2
名称
单玻窗双玻窗
金属窗
中空玻璃窗断热铝合金中窗玻璃窗断热铝合金Low-E中空玻璃窗
单玻窗
不同窗户的传热系数与节能效果
传热系数
・W/(m2K)
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节能效果(与金属单玻窗传热系数比)
%050 ̄2339 ̄2353 ̄4766 ̄5948 ̄1666 ̄5273
6.43.2 ̄4.93.9 ̄4.93.0 ̄3.42.2 ̄2.63.3 ̄5.42.2 ̄3.11.7
PVC塑料窗双玻窗
Low-E中空玻璃窗
塑料窗节能效果最好。分布,使型材内的多管腔壁对通过的热流起到多重辐射和导热)相应被削阻隔作用,腔内传热(对流、
弱,特别是辐射传热强度随腔数量增加而成倍减少。窗框结构通常设计了3个腔室,室外腔为排水腔,室外腔为五金件腔。中间腔为增强腔,在增强腔内放
22.1
塑料门窗保温性能的要求塑料窗框结构的设计
塑料窗框结构的设计应适应保温性能要求,型
材断面最好设计为多腔结构,腔壁垂直于热流方向
表3
窗框型结构
增强型钢
塑料窗框不同结构的传热系数
窗框型结构
增强型钢
窗框传热系数
・W/(m2K)
mm50×20×2
Ix=0.61cm4Iy=6.1cm4
窗框传热系数
・W/(m2K)
三
腔结构四腔结构
mm30×20×2Ix=0.55cm4Iy=2.6cm4
单腔结构二腔结构
2.51.8
40×20×2Ix=0.57cm4Iy=3.6cm4
2.1
30×20×2Ix=0.52cm4Iy=1.8cm4
1.6
置金属增强型钢使塑料门窗具有一定承载能力,因此增强腔面积最大,见表3。目前在严寒地区已有采用4腔室和5腔室的结构设计。
2.2.1不同类型玻璃的传热系数
玻璃面积约占塑料窗面积的65%左右,不同类型的玻璃传热系数差别很大,详见表4。玻璃的选用对塑料窗的保温性能起着重要的作用。
2.2玻璃的选用
表4
玻璃类型单层玻璃双层中空玻璃双层中空玻璃三层中空玻璃三层中空玻璃双层低辐射膜中空玻璃
玻璃的传热系数
玻璃及间距
传热系数
・W/(m2K)
mm-4×9×44×12×44×9×4×9×44×12×4×12×44×12×4
6.43.13.02.22.11.7
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筑都是采用双扇内平开窗,就不存在以上所讲的两个问题,所以在未来的几年,双扇内开窗将是塑料门窗的发展方向之一。
目前国内的内平开窗品种比较单一,主要以两层密封60系列平开窗为主,外观结构基本相同分单层玻璃窗和双层玻璃窗。此窗型在我国的东北严寒地区已经不能满足使用要求。普通的双层玻璃和中空玻璃在-20℃ ̄-30℃时,结露现象非常严重,现已有规定,要求东北地区使用保温性能K0<2.0W/(m2・这就要求我们必须在原有60平开窗K)的节能门窗。
的基础上做较大的改进。欧洲正大量推开三层密封平开窗,国内现有型材厂生产,采用三层密封、三层玻璃、主型材四腔室的型材。相信这种高性能的平开窗将很快为市场所接受。
现在国内的60平开窗结构在两道密封胶条间只有一个密封腔,而三层密封窗是在原两道密封胶条之间再增加一道密封胶条,将原来的密封腔一分为二,靠室外一侧为水密腔,靠室内一侧为气密腔。气密腔和室内外的空气是完全隔离的,为此来提高成窗的密封性能,另外,在窗上侧的水密腔靠室外一侧不装密封胶条,无需再加工气压平衡孔。中间一道密封的结构也是多种多样的,可将胶条设在外框上,也可将胶条设在窗扇上,或是在外框和窗扇上同时设置密封胶条。国外有一种非常成熟的用于旧窗改造的窗型,其不同之处是采用了一种专用的Z形主框。在旧窗改造时,将原窗扇拆除,保留原木框,再将整个塑窗直接安装在原木窗框内,用螺钉将塑窗框和木框紧固。在室外一侧扣上一个密封板,将原来的木框完全封住;还可在室内窗框的周边安装一圈装饰条。目前国内由于建筑施工的原因,窗口尺寸的偏差较大,这就给整窗安装带来了很大的不便。如果将一种专用辅框在施工时先上墙安装好,就相当于严格控制了窗口尺寸,再采用这种Z形外框整窗上墙安装,整批成窗的外形尺寸就能得到合理的控制,给组装和安装都带来极大的方便。
主框和窗台板一体化是一种在国外推广较广泛的结构。这种结构在提高成窗安装后的美观性和防雨水渗漏方面都能起到非常大的作用。
随着人们对塑料窗的使用性能和美观性能的要求越来越高,具有防雨结构的窗扇和内外齐平的平开窗结构以及主型材多腔室结构也将会成为塑窗发展的方向之一。
2.2.2玻璃铝隔条
中空玻璃周边铝隔条是良导体,使中空玻璃周边传热强度远远大于中部。在严寒冬季常出现中空玻璃内表面周边结霜,宽度约15mm。在中空玻璃安装时,铝隔条尽量埋在塑料窗框的沟槽中,使铝隔条处内外玻璃表面不暴露在空气中,以减少甚至可以消除铝隔条内层玻璃表面结霜。
中空玻璃铝隔条长度与中空玻璃面积之比愈大,铝隔条传热所占比重愈大,越不利于中空玻璃的保温性能。实验证明,面积大于1m2空气层厚度
9mm的中空玻璃传热系数K值为3.0W/(m2・K) ̄
・K),而面积小于0.2m2,中空玻璃K值大于3.1W/(m2
・3.5W/(m2K)。
2.3密封
建筑节能设计标准对门窗的气密性提出了具
体要求,见表5。塑料窗的保温性能与窗的密封性能有密切的关系,空气密封性能差的塑料窗,造成通风热损失大。平开窗通常为两层或三层密封结构,中间形成一个或二个空气保温腔,有效地阻止空气渗透,窗的密封胶条使用三元乙丙橡胶条,能使塑料窗密封性能经久不变。推拉窗使用加片硅化毛条可以降低空气渗透性能。无论推拉窗和平开窗,框扇的搭接量应大于8mm。
表5
建筑节能设计标准对门窗气密性的要求
气密性等级
空气渗透量
m3/(m・h)
建筑层数低层和从层(1 ̄6)中高层和高层(7 ̄30)
GB/T7107
34
1.5<qL≤2.50.5<qL≤1.5
2.4塑料门窗的窗型
目前国产的型材结构的合理性、功能的先进性
要低于国外同类产品。国外塑料窗行业发展相对比模具厂和一些大规模的门窗较成熟,大部分型材厂、
组装厂都有自己的塑料研究部门,开发各自的专利产品参与市场竞争。随着人们对塑窗的认识及需要的不断提高,国内也有一些企业,开发出有中国特色的塑料门窗。我国塑料门窗的窗型发展阐述如下。
2.4.1平开窗
塑料门窗的优势主要体现在平开窗,因为平开窗的主要性能指标都高于推拉窗。我国建筑的传统门窗是双扇外平开窗,但对于高层建筑来说,外开平窗存在着清洗不便和安全隐患。而国外的大多数建
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随着建筑风格的多样化,各种弧形窗、圆形窗会越来越多。型材的弧形加工是塑料平开窗的优势,造型美观的三层密封平开窗,其优良的抗风压性能和密封效果尤其适合三北地区高寒、风沙大的气候环境,亦能满足南方对高档窗的需求,它将成为高档窗的发展方向之一。
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卷帘窗在欧洲是一种非常普及的窗型。它配合玻璃同时使用,外观豪华,完全可以代替室内窗帘的作用,有效调节室内光线强度,不占用室内空间。另外,在卷帘中还可设置隐形纱窗。目前国内已有型材厂在生产这种塑料窗,相信不久将会被更多的人所接受。
卷帘窗主要包括以下几个部分:
2.4.2推拉窗
目前我国市场上塑料门窗的主导产品还是推拉窗。使用安全性高、成本低是推拉窗成为主流塑料窗的原因。近几年推拉窗的发展过程,有很大一部分就是型材的简化改造过程,这是市场恶性竞争所带来的一种不良后果。推拉窗现在的主要问题就是成窗的各清洁、美观等方面的项使用性能不高,其次就是通风、
问题。针对上述问题,提出一些改进的方案:
a)卷帘盒:由几块侧板和两个端面组装而成,
卷帘收起后就被隐藏在卷帘盒内;
b)辊轴:卷帘叶片卷在辊轴外面,通过辊轴不
同方向的转动来实现卷帘窗的开启和关闭;
c)限位盒:限制卷帘叶片只产生上下方向的
运动;
d)卷帘叶片:相互挂接后构成卷帘;
e)传动机构:分手动和电动,其中手动又分布
带传动和摇杆传动。
a)整体式推拉窗
即亮窗和推拉窗不采用拼接的方式,采用专用中挺和边框焊接起来,中挺两侧分别是推拉窗和固强度高;焊定窗。此窗型优点有:成窗的整体性好、
接中挺的截面比拼接方式要窄的多,采光性好,而且美观、用料少。
2.4.4折叠窗(门)
折叠窗在欧洲和台湾地区均有销售,大陆目前开合方便,还没有这种型材,其主要特点就是质轻、且不占用空间。
折叠窗主要由外框、窗板、转轴、封口板四种型材构成,另外配一些专用的注塑件。组装时每两块窗板之间通过一根转轴型材相连接,窗板可绕着转轴在90°范围内旋转。转轴型材的上下端部安装有注塑件,依靠注塑件挂在外框的限位槽内,可以在限位槽方向进行往复运动,以此来实现折叠窗的开启和关闭功能。
b)推拉兼平开窗
在推拉扇内加设一个内平开扇,用于解决通风效果和玻璃清洗等方面的问题。
c)多层密封推拉窗
在窗扇和窗框之间多增加一道毛条密封,以提高成窗的密封性能,在窗扇的外侧加一根加强管,用于提高整窗的抗风压性能。
d)双层推拉窗
由原来的两扇单层窗变为四扇双层窗,提高成窗的气密、水密、隔音等方面的性能。
2.4.5辅型材
今后将会有大量的辅助型材投放市场,这些辅型材主要有两大功能:一是扩充原窗型的功能或提高其性能;二是起装饰作用。下面列举几种辅型材及其作用:
e)单扇推拉窗
将原来的两扇均可活动的推拉窗,变为一扇固定,一扇活动的推拉窗,其优点就是在保证成窗使用功能的前提下,使每吨型材的出窗率得到大幅度的提高。
如何实现产品的更新换代,对推拉窗今后的发展方向,我们认为有两种可能:一是产品功能的扩展,即在目前基础上,使用功能增多;二是通过增加同系列型材的种类来提高成窗的性能。将会出现不同截面型材的焊接,引入专用注塑件来弥补焊接后缺陷,在国外的平开窗制作中,这种做法非常普遍。
a)装饰条:用于装饰,用途最为广泛;
b)披水条:防止雨水对窗框扇结合处的直接冲
击,也能达到装饰的效果;
c)盖口条:用于内平开对开窗上,窗扇关闭后,
视觉上窗户左右完全对称;
d)窗帘架:用于直接安装简易窗帘;e)窗台板:提高窗的美观性和使用性能;f)百叶:扩充窗型,分固定式和可调式两种;g)门底脚:用于解决平开门下边框的问题。
另外,还包括大量造型各异的玻璃压条和拼
2.4.3卷帘窗(门)
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K值。窗框所占比例为35%,交点为1.8(K框=1.8W/
(m2・K);玻璃所占比例为65%,交点为3.0(K玻璃=・3.0W/(m2K);将两交点水平延伸,然后连结,取其交点,得到窗户的传热系数K窗户=2.5W/(m2・K)。
如果窗型设计框玻比同样为35:65,而选用四腔・结构窗框K值为1.6W/(m2K),玻璃选用三层中空玻璃K值为2.2W/(m2・K),组装的塑料窗保温性能达到K值为2.0W/(m2・K)。
某建筑工程学院门窗幕墙研究所开发了“建筑门窗保温性能优化设计软件”。软件以二维稳态传热模型为基本的数学模型,适用于各种型材不同类型窗户的传热系数的计算。根据用户选择的窗户类型、输入的几何尺寸以及设计参数等,可以优化设计计算出窗户的综合传热系数,并给出该窗户的保温性能等级。
条等。
2.4.6五金配件
五金配件是塑料窗的一个非常重要的组成部分,除了满足使用功能外,其造型对窗户的整体外观影响非常大。在国外,有些平开窗的把手是为专门的窗型而设计开发的。一个精致的执手,往往是一套华丽窗型的画龙点睛之笔。目前国产五金件的档次还不高,这一现状将有望在塑料窗用五金件的国家标准衡量下,因同类产品的市场竞争加剧而得到改善。
为了将窗户做得更精致,性能更好,将会采用更多的注塑件,如浮中挺的上下端盖、披水条两侧端盖、盖口条的上下端盖等。另外,还包括不同截面型材焊接后,安装在结合处的注塑件。
2.5窗型设计与K值计算
塑料窗立面分割影响窗框和玻璃面积之比的变
化,在设计建筑外窗时,必须考虑到抗风压等要求,合理确定窗框结构、玻璃类型以及窗型框玻比,使其达到最佳建筑物理性能。使用“塑料窗K值计算,可以近似得到使用不同的塑料窗框和玻璃的塑表”
料窗传热系数。
以60平开塑料窗为例:窗户尺寸:1.26m×1.38m=1.74m2
玻璃尺寸:1.01m×1.13m=1.14m2(占窗户面积
3开发新型节能保温窗
国家有关部门发布的化学建材技术与产品公告
中优选中空玻璃塑料窗。普通双层玻璃塑料门窗和
50mm(含)系数以下单腔结构型材的塑料门窗不允
许用于城镇住宅建筑和公共建筑。《建筑外窗物理性能分级及其检测方法》新的标准已将原标准最优・・传热系数值2.0W/(m2K)修改为1.5W/(m2K),这将使我国建筑外窗的保温性能与发达国家的逐步接近。国外为提高塑料窗保温性能不断试验新的结构,有的在塑料框中注入聚胺酯,玻璃采用二层或三层隔热隔声中空玻璃,增强型钢采用断热结构等,使塑料窗传热系数达到0.8W/(m2・K)~1.1W/(m2・K),隔声性能达到40dB。一些新材料(如塑钢共挤、铝塑复合、玻璃钢等)的开发,将为我国塑料门窗型材行业带来创新与发展的机遇。
65%)
窗框尺寸:1.74m2-1.14m2=0.6m2(占窗户面积
35%)
这里所指窗框尺寸,是窗框窗扇组装尺寸。选用双层中空玻璃4/12/4,玻璃传热系数K玻璃=・K);选用三腔PVC塑料窗框,窗框传热系数3.0W/(m2
・K框=1.8W/(m2K);用塑料窗K值计算表查出塑料窗
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建筑遮阳与玻璃贴膜应用技术研讨会在重庆举行
为全面贯彻落实《建设部关于落实<国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知>的实施方案的通知》(建科重庆市建筑节能经济适用安全技术路线”研究工作,由重庆市建设委员会主办,重庆市[2007]159号)相关要求,积极开展“
建设技术发展中心承办的“重庆市建筑节能经济适用安全技术路线系列研究会之一建筑遮阳与玻璃贴膜应用技术研讨会议”于11月29日在重庆举行。
会议的主要内容是:1.重庆市建筑节能经济适用安全技术路线研究介绍;2.玻璃贴膜和建筑遮阳技术相关政策研讨;
3.建筑外遮阳和玻璃用贴膜的技术发展与应用现状;4.玻璃贴膜在既有建筑节能改造工程中的典型应用;5.在玻璃幕墙建
筑节能工程中采用玻璃贴膜的显著效果。专家们认为,通过召开建筑玻璃贴膜遮阳节能研讨会,玻璃贴膜有望纳入重庆既有建筑的节能改造。会上有关专家作了《玻璃贴膜技术在既有建筑节能安全改造中的应用效果》的专题演讲,受到与会代表的一致好评。会上所展示的建筑镀膜最新产品及技术也引起广泛关注,许多与会代表都积极咨询玻璃贴膜的性能和前景。
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塑料门窗传热系数、保温性能
要求与强度设计(一)
何水清张子良王亚明
江苏徐州市新型建材研究所山东省墙改办
郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心
1各类门窗的传热系数
建筑门窗的传热耗热量与空气渗透耗热量之和
位。因此,国家对不同地区采暖居住建筑门窗传热系数限值做出了规定(见表1),要求不符合节能标准的项目,不得批准建设。
单位W/(m2・K)
外门K值
占建筑物总耗热量的50%左右,是节能的重点部
表1
采暖期室外平均温度(℃)
JGJ26—1995采暖居住建筑对门窗传热系数限制值
代表性城市
窗户(含阳台门上部)K值
阳台门下部门芯板K值
2.0 ̄1.00.9 ̄0.00.1 ̄1.0-1.1 ̄-2.0-2.1 ̄-3.0-3.1 ̄-4.0-4.1 ̄-5.0-5.1 ̄-6.0-6.1 ̄-7.0-7.1 ̄-8.0-8.1 ̄-9.0-9.1 ̄-10.0-10.1 ̄-11.0-11.1 ̄-12.0-12.1 ̄-14.5
郑州、洛阳、宝鸡、徐州西安、拉萨、济南、青岛、安阳石家庄、德州、晋城、天水北京、天津、大连、阳泉、平凉兰州、太原、唐山、阿坝、喀什
西宁、银川、丹东
张家口、鞍山、酒泉、伊宁、吐鲁番沈阳、大同、本溪、阜新、哈密呼和浩特、抚顺、大柴旦延吉、通辽、通化、四平
长春、乌鲁木齐哈尔滨、牡丹江、克拉玛依佳木斯、安达、齐齐哈尔、富锦
海伦、博克图
伊春、呼玛、海拉尔、满洲里
4.704.004.704.004.704.004.704.004.003.003.003.003.002.502.502.502.502.002.00
1.701.701.701.701.701.351.351.351.351.351.351.351.351.351.35
////////2.502.502.502.502.502.502.50
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。
国家有关部门公布的资料(见表2),从国内生产的金属窗和塑料窗的传热系数与节能效果看,PVC
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名称
单玻窗双玻窗
金属窗
中空玻璃窗断热铝合金中窗玻璃窗断热铝合金Low-E中空玻璃窗
单玻窗
不同窗户的传热系数与节能效果
传热系数
・W/(m2K)
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节能效果(与金属单玻窗传热系数比)
%050 ̄2339 ̄2353 ̄4766 ̄5948 ̄1666 ̄5273
6.43.2 ̄4.93.9 ̄4.93.0 ̄3.42.2 ̄2.63.3 ̄5.42.2 ̄3.11.7
PVC塑料窗双玻窗
Low-E中空玻璃窗
塑料窗节能效果最好。分布,使型材内的多管腔壁对通过的热流起到多重辐射和导热)相应被削阻隔作用,腔内传热(对流、
弱,特别是辐射传热强度随腔数量增加而成倍减少。窗框结构通常设计了3个腔室,室外腔为排水腔,室外腔为五金件腔。中间腔为增强腔,在增强腔内放
22.1
塑料门窗保温性能的要求塑料窗框结构的设计
塑料窗框结构的设计应适应保温性能要求,型
材断面最好设计为多腔结构,腔壁垂直于热流方向
表3
窗框型结构
增强型钢
塑料窗框不同结构的传热系数
窗框型结构
增强型钢
窗框传热系数
・W/(m2K)
mm50×20×2
Ix=0.61cm4Iy=6.1cm4
窗框传热系数
・W/(m2K)
三
腔结构四腔结构
mm30×20×2Ix=0.55cm4Iy=2.6cm4
单腔结构二腔结构
2.51.8
40×20×2Ix=0.57cm4Iy=3.6cm4
2.1
30×20×2Ix=0.52cm4Iy=1.8cm4
1.6
置金属增强型钢使塑料门窗具有一定承载能力,因此增强腔面积最大,见表3。目前在严寒地区已有采用4腔室和5腔室的结构设计。
2.2.1不同类型玻璃的传热系数
玻璃面积约占塑料窗面积的65%左右,不同类型的玻璃传热系数差别很大,详见表4。玻璃的选用对塑料窗的保温性能起着重要的作用。
2.2玻璃的选用
表4
玻璃类型单层玻璃双层中空玻璃双层中空玻璃三层中空玻璃三层中空玻璃双层低辐射膜中空玻璃
玻璃的传热系数
玻璃及间距
传热系数
・W/(m2K)
mm-4×9×44×12×44×9×4×9×44×12×4×12×44×12×4
6.43.13.02.22.11.7
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筑都是采用双扇内平开窗,就不存在以上所讲的两个问题,所以在未来的几年,双扇内开窗将是塑料门窗的发展方向之一。
目前国内的内平开窗品种比较单一,主要以两层密封60系列平开窗为主,外观结构基本相同分单层玻璃窗和双层玻璃窗。此窗型在我国的东北严寒地区已经不能满足使用要求。普通的双层玻璃和中空玻璃在-20℃ ̄-30℃时,结露现象非常严重,现已有规定,要求东北地区使用保温性能K0<2.0W/(m2・这就要求我们必须在原有60平开窗K)的节能门窗。
的基础上做较大的改进。欧洲正大量推开三层密封平开窗,国内现有型材厂生产,采用三层密封、三层玻璃、主型材四腔室的型材。相信这种高性能的平开窗将很快为市场所接受。
现在国内的60平开窗结构在两道密封胶条间只有一个密封腔,而三层密封窗是在原两道密封胶条之间再增加一道密封胶条,将原来的密封腔一分为二,靠室外一侧为水密腔,靠室内一侧为气密腔。气密腔和室内外的空气是完全隔离的,为此来提高成窗的密封性能,另外,在窗上侧的水密腔靠室外一侧不装密封胶条,无需再加工气压平衡孔。中间一道密封的结构也是多种多样的,可将胶条设在外框上,也可将胶条设在窗扇上,或是在外框和窗扇上同时设置密封胶条。国外有一种非常成熟的用于旧窗改造的窗型,其不同之处是采用了一种专用的Z形主框。在旧窗改造时,将原窗扇拆除,保留原木框,再将整个塑窗直接安装在原木窗框内,用螺钉将塑窗框和木框紧固。在室外一侧扣上一个密封板,将原来的木框完全封住;还可在室内窗框的周边安装一圈装饰条。目前国内由于建筑施工的原因,窗口尺寸的偏差较大,这就给整窗安装带来了很大的不便。如果将一种专用辅框在施工时先上墙安装好,就相当于严格控制了窗口尺寸,再采用这种Z形外框整窗上墙安装,整批成窗的外形尺寸就能得到合理的控制,给组装和安装都带来极大的方便。
主框和窗台板一体化是一种在国外推广较广泛的结构。这种结构在提高成窗安装后的美观性和防雨水渗漏方面都能起到非常大的作用。
随着人们对塑料窗的使用性能和美观性能的要求越来越高,具有防雨结构的窗扇和内外齐平的平开窗结构以及主型材多腔室结构也将会成为塑窗发展的方向之一。
2.2.2玻璃铝隔条
中空玻璃周边铝隔条是良导体,使中空玻璃周边传热强度远远大于中部。在严寒冬季常出现中空玻璃内表面周边结霜,宽度约15mm。在中空玻璃安装时,铝隔条尽量埋在塑料窗框的沟槽中,使铝隔条处内外玻璃表面不暴露在空气中,以减少甚至可以消除铝隔条内层玻璃表面结霜。
中空玻璃铝隔条长度与中空玻璃面积之比愈大,铝隔条传热所占比重愈大,越不利于中空玻璃的保温性能。实验证明,面积大于1m2空气层厚度
9mm的中空玻璃传热系数K值为3.0W/(m2・K) ̄
・K),而面积小于0.2m2,中空玻璃K值大于3.1W/(m2
・3.5W/(m2K)。
2.3密封
建筑节能设计标准对门窗的气密性提出了具
体要求,见表5。塑料窗的保温性能与窗的密封性能有密切的关系,空气密封性能差的塑料窗,造成通风热损失大。平开窗通常为两层或三层密封结构,中间形成一个或二个空气保温腔,有效地阻止空气渗透,窗的密封胶条使用三元乙丙橡胶条,能使塑料窗密封性能经久不变。推拉窗使用加片硅化毛条可以降低空气渗透性能。无论推拉窗和平开窗,框扇的搭接量应大于8mm。
表5
建筑节能设计标准对门窗气密性的要求
气密性等级
空气渗透量
m3/(m・h)
建筑层数低层和从层(1 ̄6)中高层和高层(7 ̄30)
GB/T7107
34
1.5<qL≤2.50.5<qL≤1.5
2.4塑料门窗的窗型
目前国产的型材结构的合理性、功能的先进性
要低于国外同类产品。国外塑料窗行业发展相对比模具厂和一些大规模的门窗较成熟,大部分型材厂、
组装厂都有自己的塑料研究部门,开发各自的专利产品参与市场竞争。随着人们对塑窗的认识及需要的不断提高,国内也有一些企业,开发出有中国特色的塑料门窗。我国塑料门窗的窗型发展阐述如下。
2.4.1平开窗
塑料门窗的优势主要体现在平开窗,因为平开窗的主要性能指标都高于推拉窗。我国建筑的传统门窗是双扇外平开窗,但对于高层建筑来说,外开平窗存在着清洗不便和安全隐患。而国外的大多数建
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随着建筑风格的多样化,各种弧形窗、圆形窗会越来越多。型材的弧形加工是塑料平开窗的优势,造型美观的三层密封平开窗,其优良的抗风压性能和密封效果尤其适合三北地区高寒、风沙大的气候环境,亦能满足南方对高档窗的需求,它将成为高档窗的发展方向之一。
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卷帘窗在欧洲是一种非常普及的窗型。它配合玻璃同时使用,外观豪华,完全可以代替室内窗帘的作用,有效调节室内光线强度,不占用室内空间。另外,在卷帘中还可设置隐形纱窗。目前国内已有型材厂在生产这种塑料窗,相信不久将会被更多的人所接受。
卷帘窗主要包括以下几个部分:
2.4.2推拉窗
目前我国市场上塑料门窗的主导产品还是推拉窗。使用安全性高、成本低是推拉窗成为主流塑料窗的原因。近几年推拉窗的发展过程,有很大一部分就是型材的简化改造过程,这是市场恶性竞争所带来的一种不良后果。推拉窗现在的主要问题就是成窗的各清洁、美观等方面的项使用性能不高,其次就是通风、
问题。针对上述问题,提出一些改进的方案:
a)卷帘盒:由几块侧板和两个端面组装而成,
卷帘收起后就被隐藏在卷帘盒内;
b)辊轴:卷帘叶片卷在辊轴外面,通过辊轴不
同方向的转动来实现卷帘窗的开启和关闭;
c)限位盒:限制卷帘叶片只产生上下方向的
运动;
d)卷帘叶片:相互挂接后构成卷帘;
e)传动机构:分手动和电动,其中手动又分布
带传动和摇杆传动。
a)整体式推拉窗
即亮窗和推拉窗不采用拼接的方式,采用专用中挺和边框焊接起来,中挺两侧分别是推拉窗和固强度高;焊定窗。此窗型优点有:成窗的整体性好、
接中挺的截面比拼接方式要窄的多,采光性好,而且美观、用料少。
2.4.4折叠窗(门)
折叠窗在欧洲和台湾地区均有销售,大陆目前开合方便,还没有这种型材,其主要特点就是质轻、且不占用空间。
折叠窗主要由外框、窗板、转轴、封口板四种型材构成,另外配一些专用的注塑件。组装时每两块窗板之间通过一根转轴型材相连接,窗板可绕着转轴在90°范围内旋转。转轴型材的上下端部安装有注塑件,依靠注塑件挂在外框的限位槽内,可以在限位槽方向进行往复运动,以此来实现折叠窗的开启和关闭功能。
b)推拉兼平开窗
在推拉扇内加设一个内平开扇,用于解决通风效果和玻璃清洗等方面的问题。
c)多层密封推拉窗
在窗扇和窗框之间多增加一道毛条密封,以提高成窗的密封性能,在窗扇的外侧加一根加强管,用于提高整窗的抗风压性能。
d)双层推拉窗
由原来的两扇单层窗变为四扇双层窗,提高成窗的气密、水密、隔音等方面的性能。
2.4.5辅型材
今后将会有大量的辅助型材投放市场,这些辅型材主要有两大功能:一是扩充原窗型的功能或提高其性能;二是起装饰作用。下面列举几种辅型材及其作用:
e)单扇推拉窗
将原来的两扇均可活动的推拉窗,变为一扇固定,一扇活动的推拉窗,其优点就是在保证成窗使用功能的前提下,使每吨型材的出窗率得到大幅度的提高。
如何实现产品的更新换代,对推拉窗今后的发展方向,我们认为有两种可能:一是产品功能的扩展,即在目前基础上,使用功能增多;二是通过增加同系列型材的种类来提高成窗的性能。将会出现不同截面型材的焊接,引入专用注塑件来弥补焊接后缺陷,在国外的平开窗制作中,这种做法非常普遍。
a)装饰条:用于装饰,用途最为广泛;
b)披水条:防止雨水对窗框扇结合处的直接冲
击,也能达到装饰的效果;
c)盖口条:用于内平开对开窗上,窗扇关闭后,
视觉上窗户左右完全对称;
d)窗帘架:用于直接安装简易窗帘;e)窗台板:提高窗的美观性和使用性能;f)百叶:扩充窗型,分固定式和可调式两种;g)门底脚:用于解决平开门下边框的问题。
另外,还包括大量造型各异的玻璃压条和拼
2.4.3卷帘窗(门)
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K值。窗框所占比例为35%,交点为1.8(K框=1.8W/
(m2・K);玻璃所占比例为65%,交点为3.0(K玻璃=・3.0W/(m2K);将两交点水平延伸,然后连结,取其交点,得到窗户的传热系数K窗户=2.5W/(m2・K)。
如果窗型设计框玻比同样为35:65,而选用四腔・结构窗框K值为1.6W/(m2K),玻璃选用三层中空玻璃K值为2.2W/(m2・K),组装的塑料窗保温性能达到K值为2.0W/(m2・K)。
某建筑工程学院门窗幕墙研究所开发了“建筑门窗保温性能优化设计软件”。软件以二维稳态传热模型为基本的数学模型,适用于各种型材不同类型窗户的传热系数的计算。根据用户选择的窗户类型、输入的几何尺寸以及设计参数等,可以优化设计计算出窗户的综合传热系数,并给出该窗户的保温性能等级。
条等。
2.4.6五金配件
五金配件是塑料窗的一个非常重要的组成部分,除了满足使用功能外,其造型对窗户的整体外观影响非常大。在国外,有些平开窗的把手是为专门的窗型而设计开发的。一个精致的执手,往往是一套华丽窗型的画龙点睛之笔。目前国产五金件的档次还不高,这一现状将有望在塑料窗用五金件的国家标准衡量下,因同类产品的市场竞争加剧而得到改善。
为了将窗户做得更精致,性能更好,将会采用更多的注塑件,如浮中挺的上下端盖、披水条两侧端盖、盖口条的上下端盖等。另外,还包括不同截面型材焊接后,安装在结合处的注塑件。
2.5窗型设计与K值计算
塑料窗立面分割影响窗框和玻璃面积之比的变
化,在设计建筑外窗时,必须考虑到抗风压等要求,合理确定窗框结构、玻璃类型以及窗型框玻比,使其达到最佳建筑物理性能。使用“塑料窗K值计算,可以近似得到使用不同的塑料窗框和玻璃的塑表”
料窗传热系数。
以60平开塑料窗为例:窗户尺寸:1.26m×1.38m=1.74m2
玻璃尺寸:1.01m×1.13m=1.14m2(占窗户面积
3开发新型节能保温窗
国家有关部门发布的化学建材技术与产品公告
中优选中空玻璃塑料窗。普通双层玻璃塑料门窗和
50mm(含)系数以下单腔结构型材的塑料门窗不允
许用于城镇住宅建筑和公共建筑。《建筑外窗物理性能分级及其检测方法》新的标准已将原标准最优・・传热系数值2.0W/(m2K)修改为1.5W/(m2K),这将使我国建筑外窗的保温性能与发达国家的逐步接近。国外为提高塑料窗保温性能不断试验新的结构,有的在塑料框中注入聚胺酯,玻璃采用二层或三层隔热隔声中空玻璃,增强型钢采用断热结构等,使塑料窗传热系数达到0.8W/(m2・K)~1.1W/(m2・K),隔声性能达到40dB。一些新材料(如塑钢共挤、铝塑复合、玻璃钢等)的开发,将为我国塑料门窗型材行业带来创新与发展的机遇。
65%)
窗框尺寸:1.74m2-1.14m2=0.6m2(占窗户面积
35%)
这里所指窗框尺寸,是窗框窗扇组装尺寸。选用双层中空玻璃4/12/4,玻璃传热系数K玻璃=・K);选用三腔PVC塑料窗框,窗框传热系数3.0W/(m2
・K框=1.8W/(m2K);用塑料窗K值计算表查出塑料窗
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建筑遮阳与玻璃贴膜应用技术研讨会在重庆举行
为全面贯彻落实《建设部关于落实<国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知>的实施方案的通知》(建科重庆市建筑节能经济适用安全技术路线”研究工作,由重庆市建设委员会主办,重庆市[2007]159号)相关要求,积极开展“
建设技术发展中心承办的“重庆市建筑节能经济适用安全技术路线系列研究会之一建筑遮阳与玻璃贴膜应用技术研讨会议”于11月29日在重庆举行。
会议的主要内容是:1.重庆市建筑节能经济适用安全技术路线研究介绍;2.玻璃贴膜和建筑遮阳技术相关政策研讨;
3.建筑外遮阳和玻璃用贴膜的技术发展与应用现状;4.玻璃贴膜在既有建筑节能改造工程中的典型应用;5.在玻璃幕墙建
筑节能工程中采用玻璃贴膜的显著效果。专家们认为,通过召开建筑玻璃贴膜遮阳节能研讨会,玻璃贴膜有望纳入重庆既有建筑的节能改造。会上有关专家作了《玻璃贴膜技术在既有建筑节能安全改造中的应用效果》的专题演讲,受到与会代表的一致好评。会上所展示的建筑镀膜最新产品及技术也引起广泛关注,许多与会代表都积极咨询玻璃贴膜的性能和前景。
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