隔热铝合金节能窗的开发
2.1.1 形成完全断开的 “冷桥” 隔热的原理是基于产生一个连续的隔热区域，利用隔热条将铝合金结构分隔成2个部分。隔热条材料选用聚酰胺尼龙66，其导热系数为0.3 W/(m·K)，远远小于铝合金的导热系数[210 W/(m·K)]，而力学性能指标与铝合金相当。 2.1.2 型材断面力学性能 对于铝合金窗来说，主要考虑风荷载作用效应。综合强度、刚度及稳定性各方面的要求，进行优化计算——在最经济的断面面积条件下，使断面的惯性矩I和截面抵抗矩W尽可能增大。最终确定型材壁厚为1.5 mm，窗框料高度为56 mm，窗扇料高度为64 mm。 2.1.3 缝隙防风雨设计 为了获得较好的水密性，利用等压原理设计等压腔，并在窗框上设排水槽对雨水进行疏导；为了获得较好的气密性，设2道气密层，第一道，采用等压密封条，第二道采用空心密封条，第三道采用心型密封条，以防空气渗漏。 2.1.4 造型艺术及美观要求 型材上设计线条轮廓，并采取圆弧倒角；窗关闭时，室内框料与扇料在同一平面上；型材经阳极氧化着色表面处理，有一层10 μm厚的氧化膜。 2.1.5 型材上安装五金配件的可能性 考虑组装时安装锁紧角码和导向角码的型腔,并考虑安装折页和锁点及风撑的槽口。既能使用进口的五金配件，也能使用国产配件。 2.1.6 便于镶嵌中空玻璃 节能窗采用中空玻璃(5＋12A＋5)，采用压扣式装配方式，便于安装和更换玻璃。 2.1.7 加工工艺的可能性 主要注意点有：型材的尖边必须倒圆；半空心型腔开口深度与宽度之比；空心型腔腔长与宽度之比。 基于以上几点考虑，设计出64系列隔热铝合金型材，其断面见图1。 2.2 胶条的设计 胶条的材料为丁基橡胶，其优点是：气密性、耐热性及耐老化性好。造型设计主要考虑安装方便可靠、水密和气密可靠。如图2所示，鸭嘴胶条用于挡水及第1道气密，空心胶条用于第二道气密，塔形胶条用于压紧玻璃。 2.3 装配设计 节能窗的主要装配流程为：确定窗型、尺寸→型材下料、钻孔→窗扇、窗框分别组装→安装胶条、玻璃→总体装配并调试→清洁、包装。 试验所用的节能窗尺寸为1200 mm×1200 mm，控制长宽尺寸偏差不大于±1.0 mm及对角线尺寸之差不大于1.5 mm，则达到优等品的要求。 另外，重点注意型材四角连接处细部处理，鸭嘴胶条焊接成连续的圈，空心胶条连续压入槽口（不切断），塔形胶条四角打胶处理。出水口处节点构造如图3所示。 3 节能窗的性能测试及节能收益 3.1 性能测试 为了全面而准确地检测节能窗的各项性能指标，我们设计制作一组（3樘）样窗到国家建筑工程质量监督检验中心进行试验。试验结果如下： (1)抗风压性能: 符合GB/T 7106－86 第1级； 抗风压性能和防空气渗透性能达到了预期的效果。其它性能可通过以下措施提高：在装配过程中，中梃与下边框接头处打胶处理，以提高雨水渗透性；增加尼龙隔热条高度，在中空玻璃中充热惰性气体，改普通白玻为Low－E玻璃，以提高隔热性能；改变中空玻璃的厚度为一厚一薄，可提高隔声性能。 3.3 节能收益（A） 节能收益为外窗采取节能措施后，每个供暖期所节省的包括燃煤在内的供暖费用，计算公式如下： A=△K0综合(ti－te)×24×(a＋c)/(1000qc×η1×η2) 式中：A—节能收益[元/(m2·年）]; ΔK0综合—外窗采取节能措施前后综合传热系数（包括渗透耗热当量传热系数在内）差〔W/（m2 ·℃）〕; ti—建筑内部气温，取16 ℃； 通过计算，我们开发设计的节能窗与普通窗〔K0=6.4 W/（m2·K）〕相比，在北京地区节能收益为A=21元/ （m2·年），具有较高的经济效益和社会效益。【完】 |
