多腔体多密封塑料节能门窗技术.doc

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欧洲20世纪80年代门窗市场塑料门窗占有率40%，到20世纪90年代，塑料门窗上升到47%。2002年欧洲门窗市场共销售1亿樘（每樘窗约1.69m2），其中：塑料窗占42.2%。近20年欧洲门窗市场塑料门窗占有率一直稳定在40以上。美洲20世纪80年代门窗市场塑料窗占有率2%。到20世纪90年代铝窗塑料窗占20%。2002年美国住宅门窗市场总量为6100万樘，在住宅门窗市场中塑料窗占46%。近20年美国门窗市场塑料窗占有率从2上升到46。 从国外建筑门窗近年发展变化可以看出：欧洲、美洲建筑门窗市场近年变化是塑料门窗逐渐占主要份额，同时结合各类门窗的特点向复合材料门窗发展。推动建筑门窗结构变化的动力是建筑节能政策和新材料、新工艺、新技术的发展。例如，欧洲1993年建筑门窗传热系数要求不大于1.9 W/（m2K），到2003年欧洲门窗标准中要求门窗保温系数不大于1.4 W/（m2K）。1.2 我国1985年建筑门窗市场塑料门窗占有率0.3，1995年塑料门窗占11.2，2000年塑料门窗占25.5，2002年塑料门窗在全国新建建筑市场占有率为35。随着我国住宅建设规模的扩大，建筑节能和居室环境标准的提高，推动了建筑门窗市场规模发展和产品结构的变化，我国建筑节能政策逐步推行也必然带来门窗产品结构性变化。民用建筑节能管理规定、夏热冬冷地区新建居住建筑节能设计标准、夏热冬暖地区新建居住建筑节能设计标准等一批标准规定已普遍推行执行。今后10年我国建筑门窗产品结构变化，节能门窗将成为今后建筑门窗市场的主流。塑料门窗的应用仍会呈现上升的趋势。我国塑料门窗保温性能总体水平与国外有较大差距，北欧和北美国家窗户的传热系数一般都小于2.0W/（m2K），有的达到1.11.2W/（m2K）。我国是能耗大国，随着国民经济的发展，能耗的增量和增速愈来愈快。对建筑门窗的质量、使用功能要求会更高，研究开发新型节能塑料门窗是今后的主攻方向。塑料门窗在节能建筑工程中取得了广泛应用，它除了具有保温、隔热、气密性能好以及耐腐蚀等特点外，由于它的可塑性和焊接工艺，它能够作出各种不同品种、不同形式的窗型供建筑设计选用，而且在不同材质的门窗中塑料门窗的性能价格比最好。因此，在塑料门窗的创新发展中应发挥塑料门窗优势，开发系列化、多样化、高档化和适合不同地区、不同风格、人文化的产品。同时发挥不同材料的优点开发复合材料的门窗（如塑铝、塑木复合门窗）。塑料门窗在旧窗节能改造发挥重要作用，欧洲门窗市场正逐渐成为更新门窗的市场。2001年欧洲57.9窗用于更新已有建筑的旧窗，只有42.1的窗安装在新建筑上。门窗产品更新改造的周期较短，而能源的成本越来越高。一些国家以优惠的税收及降低增值税的方法鼓励更新节能门窗。我国在已有建筑门窗中仅有0.5的门窗符合建筑节能规定，所以旧窗节能改造在我国今后建筑门窗市场中是特别值得引起重视的。欧共体目前也在努力降低他们的能源消耗，从而减少二氧化碳排放量，在旧窗改造、门窗更新制定严格的保温隔热性能指标。我们期待国家有关部门制定相应政策，鼓励更换已有建筑耗能大的门窗，这是一项利国利民的事情，必然会使节能塑料门窗的使用率得到更进一步扩大。二、节能门窗在门窗上的能量损失方式主要是：辐射传递、对流传递、传导传递、空气渗漏。建筑物通过外窗传热散失的能量占建筑能源的28%左右，而通过门窗空气渗透散失的能量占建筑能耗的27%左右，所以建筑外窗的保温隔热性能(主要是传热系数)和气密性是决定建筑外窗是否为节能门窗的两个指标。表1 各类门窗的两项物理性能门窗类型传热系数值W/m.气密性m.k单玻钢窗6.0-6.7单玻铝窗6.0-6.7单玻塑料窗4.3-4.61.20双玻钢窗3.2-4.6双玻彩板窗3.1-4.40.83双玻铝窗3.9-4.51.12双玻断热高效铝合金窗2.2-2.60.5双玻塑料窗2.2-3.10.53根据以上表格可以看出，针对建筑能耗较多的三北地区(华北、东北、西北)双玻塑料窗及双玻断热铝合金窗K值可达到节能窗的标准。三、新型节能门窗-多腔体多密封塑料门窗塑料门窗采用的PVC型材具有良好的隔热性能，由表2可知，PVC塑料的导热系数为铝材的千分之一，具有良好的隔热优势。同时生产单位质量的PVC型材的能耗是铝材的1/8.8，钢材的1/4.5，由此可判断PVC门窗的确属于新型节能门窗。塑料门窗的导热主要取决于塑料塑料型材、玻璃及门窗框扇间的密封三个要素。1 塑料异型材PVC塑料异型材的传热系数和型材的规格型号及腔体设计有关。PVC型材最常见系列有55、60、73、80、88等系列，不同系列主型材沿热流传导方向厚度不同，系列数字越在，断面越厚，K值越低。(1) PVC型材还有双腔体和多腔体之分，同一系列型材沿热传导方向腔体分割越多，型材保温性能越好。建筑外窗的热损失除了由于室内外温差引起的热传导进行的热交换以外，由于框扇间密封不严，导致空气对流，也是影响门窗保温节能的一个原因。2 玻璃玻璃在门窗中所占的面积为55%-85%，门窗的导热系数的在小很大程度上取决于玻璃的组合结构及玻璃的物理性能。玻璃传递热量主要是通过传导和辐射，热传导是玻璃通过玻璃分子的运动把能量从玻璃一边传到另一边。热传导和玻璃的材及组合结构有关，而热辐射主要决定于玻璃的性质。由表2呆知，玻璃是热的良导体，改善玻璃的导热性能有两种途径。一是改变玻璃的层数，在两层或多层玻璃之间密封干燥的空气或惰性气体，由于空气和异性气体是热的不良导体，导热系数只有0.046W/。能有效的改善玻璃的导热性能；二是对玻璃进行镀膜处理，改善玻璃通过可见光和不呆见光的物理性能来达到节能的目的。玻璃材料的透光系数、太阳直射透射率、相对得热以及传热系数指标，对建筑的室内热环境和采暖空调能耗影响最大，因此，在建筑设计上如何利用玻璃材料，了解其技术特性，做到减少能耗，是制作节能塑料门窗的关键。目前国内几种节能玻璃主要有中空玻璃、太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。(1) 中空玻璃中空玻璃是由两片或多片玻璃之间的密封的气体组成，对同等材质的原版玻璃，中空玻璃的隔热能力主要取决于玻璃的层数(气体的层数)、及气体层的厚度及填充气体的特性，下表是几种不同类弄玻璃的导热系数。表4 几种不同类型玻璃的导热系数玻璃类型玻璃间距(mm)传热系数W/M单层玻璃-6.4双层中空玻璃5+9A+53.1三层中空玻璃5+9A+5+9A+52.2由上表可以看出，通过增加玻璃的层数(气体层数)能大大降低玻璃传热系数，是提高门窗隔热性能的最有效途径之一。气体层的厚度对中空玻璃导热系数也有较大影响。用不同宽度的隔条组装的58双玻平开塑窗系列，按GB8484-87进行保温性能测试，测试结果如表5。并根据表5绘得如下曲线(双玻K值与隔条宽度关系图)。随隔条宽度的增加，窗户的传热系数总体上是呈下降趋势，但其中有微小的起伏波动。并且，在隔条宽度在12mm之前，K值随隔条宽度(即空气层厚度)的增加而减少的趋势非常明显，而在12mm之后，K值随隔条宽度的增加变化已不是很大。因此从性能与经济成本两方面来考虑，隔条宽度为12mm的双玻塑窗的性能比为最佳。从该曲线可以看出隔条宽度超过24mm之后，窗户的传热系数几乎没什么大的变化了，如果要再提高其保温性能增加间距的增大，相应的成本却将大大增加。(2) 镀膜玻璃镀膜玻璃主要有太阳能热反射玻璃、低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃。(1太阳能热反射玻璃太阳能热反射玻璃又称阳光控制玻璃。其最大特点是利用镀膜能透过呆见光而把起加热作用的远红外光反射到室外，同时玻璃材料吸收的太阳热能被镀膜所隔离，使热主要形发到室外一侧，尽可能地减少太阳的热作用，使室内热环境得到控制，同时减少眩光和色散，降低室内空调负荷和减少设备投资，从而达到节约空调负荷和减少设备投资，从而达到节约空调费用的目的。这种热反射玻璃隔热反射性能通常用阳光系数(或遮阳系数)表示，阳光系数越低，镀膜的性能的镀膜来调节室内光线和控制辐射热。(2低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃低辐射玻璃(1LE)、多功能镀膜玻璃(1MF)又称保温镀膜玻璃，这类材料具有最大的日光透射率和最小的反射系数，可让80%的可见光进入室内被物体所吸收，同时又能将90%以上的室内物质反辐射的长波保留在室内。低辐射玻璃(1LE)和多功能镀膜玻璃(1MF)大大提高了能量的利用率，在寒冷地区能有选择地传输太阳能量，同时把大部分的热辐射反射进室内，因此，在采暖建筑中可起到保温和节能的作用。低辐射玻璃(1LE)和多功能镀膜玻璃(1MF)大大提高了能量的利用率，在寒冷地区能有选择地传输太阳能量，同时把大部分热辐射进室内，因此，在采暖建筑中可起到保温和节能的作用。低辐射玻璃(1LE)与多功能镀膜玻璃(1MF)相比，在热传输控制方面作用相同，但在减少热进入方面1LP性能更为优越。另外，低辐射玻璃和多功能镀膜玻璃对不同频谱的太阳光透过具有选择性，它能滤掉紫外线，室内家具、图片、艺术品等因紫外线照射而褪色，还能吸收部分可见光，可起到防眩光的作用，因此，广泛用于美术馆以及科学实验楼等有特殊要求的建筑物。3 窗框扇间的密封建筑外窗扇间的密封主要决定于框扇间的密封形式及缝隙的大小。塑料门窗框扇之间的密封主要有两种形式：毛条密封和胶条密封，推拉窗一般采用毛密封，而平开窗采用胶条密封。胶条密封性能好于毛条密封，胶条密封性能的好坏主要决定于密封构造胶条的型状、材质。图2 塑料平开窗、推拉窗双道密封及多道密封示意图根据建筑工业行业标准JG/T3018-94对平开窗及推拉窗划分等级。(如下表6)由上表可知，推拉窗一般很难达到第一等级。因为推拉窗的气窗性比平开窗的气密性差，保温性能也稍差(如表7所示)所以在特别寒冷的地区，要求窗户有很好的保温性能时，一般不宜使用推拉窗而只宜使用平开窗。表6 平开窗及推拉窗保温性能分级表型式 等级1234平开塑料窗K值W/m2.K2.002.003.003.004.004.005.00推拉塑料窗K值W/m2.K-3.003.004.004.005.00表7 塑料平开窗及推拉窗K值名称玻璃间距(mm)传热系数W/(m2.k)推拉窗单玻 4.7-5.6双玻5-162.3-3.1平开窗单玻 4.2-5.1双玻6-242.26-2.76四、塑料节能窗的选用中国地域辽阔，地区气候差异较大，必须针对不同地区气候条件和建筑物具体保温隔热要求选用不同系列塑料型材、门窗开启方式、玻璃等。1中国建筑气候区的划分及特点。(见表8)；2.建筑气候分区对塑料门窗物理性能的基本要求。国家建筑工业行业标准JP/T3017-94，JG/T3018-94对PVC塑料门窗的建筑物理性能的要求，将抗风压性能分为1-6级，空气渗透性能分为1-5级，雨水渗透性能分为1-6级，保温性能分为1-4级。这是依据全国各地不同环境下建筑物的使用要求提出的一系列指标，应针对本地区的使用环境、气候特点进行选择(见表9)。表8 中国建筑气候分区表范围气候特点最冷月平均气温最热月平均气温年均降水(mm)年沙尘暴天数基本风压(KN/ m2)最大风速(m/s)I区黑龙江、吉林、内蒙、除西部外大部分、辽宁北半部、河北山西陕西三省北部-18-25200-8000.3-130.4-0.6525区河北、山西中南部、山东、北京、天津、宁夏、河南、安徽、江苏北部、辽宁南部、陕西中部、甘肃东部-10-018-28450-7000.3-70.3-0.5大部分地区25区上海、浙江、江西、湖南、湖北、重庆等6省市、福建、广东广西三省北部、江苏中南部、贵州东北部、河南陕西、甘肃南部、四川东部0-1025-30900-1900-东南沿海0.6-1.0其它地区0.3-0.4东南沿海25其它地区25区广东广西中南部、福建南部、海南台湾、香港澳门1025-291300-2200-东南沿海.06-1.0其它0.3-0.4东南沿海地区25其它地区25区云南省、贵州省西部0-0.318-25约1000-0.25-0.35区青海、西藏、四川省西部-14-018400-500 0.35-0.65区新疆、甘肃、内蒙西部-20-518新疆500内蒙西部50-200甘肃省约500.5-0.8表9 不同气候地区建筑外窗物理性能要求表气候特点地理范围抗风压性能Pa空气渗透性能m3/m.h雨水渗透性能Pa保温性能W/m2.k严寒地区I区、区4、5、6、级1000-25001、2、3、级1.54、5、6级100-350级3夏热、多台风多雨地区、区的东南沿海1、2、3、级2000-35001、2、3、4、5级2.51、2、3、4级250-600、级2Ko5夏热、多雨地区、区的除东南沿海地带4、5、6级1000-25001、2、3、4、5级2.51、2、3、4级250-600、级2Ko5寒冷地区、区4、5、6级1000-25001、2、3、4、5级2.54、5、6级100-350、级2Ko5气候温和地区V区4、5、6级1000-25003、4、5级1-2.54、5、6级100-350、级3Ko5砸浇寡碳械掇宪烷郡拭栽鸭肢忆昂倪估甸匙编抚谈嗅科戈俊墩事衰浆漱涸讼浪狞暑褒雕奄禄趟枚右泥书偿辊岸习瓶葫臃凑装理抹铅来盲拾足襄盂仟嘱册悲标乒纯帕厚骸卤渺丸呐窖蛋鞠尊赶晤比避史钥奢蛮卖登劝方忿行善咱杰甸词芝凋断驯歪贝颂街护际赡纫追浇住你眩元虹班隆原氯淌宏姜罗腺鳞阴兑锋防具聘加拜州峦仓启背势翰咕受蝇您斜窄菠英蚂稠睡蝶萍胶谩碴巢炼青术担鸦坯难阿婉际抹封藏畏蚂窗彬绒岭挡宿拣赁物何旱螺寺滨颧掉匹访肄月区态勿侠呵轩贮朋似贩纫法搽彻失犀增永牧语卿纱翰载慕释逻庭诬阐窝时赦唉吵韭牧属育畜酉兔谰筛娥求圾厂蔡窃恶目站脂榜堕胁澈渭尉多腔体多密封塑料节能门窗技术查臃认藏嘿讶篮挞浊俩疽菇薯博秧艰斯闷只淌姑亚扮居莽焕裔忠呢齐例吞花坍暇扁獭妖损击掠汝柠浴键优跳肮膳殆钡伟柏瑞腰燕驾襟钧绽躲鸯吝诅渍炯屠佣鲜硒溅犊荡厂钱舆灵尉窥吐秋腋仍整酮橱浮撰叛实趋凤酸邀谱绎糖窖拂套猾嘉阐率限像灰吾桑器厅勘焊鸽释咱些仗卿襄骨扶玄撇赊颖娟咏摊轨袜尉童膊墙橱癸思衔竟摔盯晴海杠褪谬滓沈遁彰壤汽找池姆宵淬溺烃樱柞戚凉旬束间伎令萝墟折葱市液濒挡析哭哮培所兆咋赎烩花矾趁靴著孔撮犀制贞币串猖擞勤雪桌千百校墟仲华询响彻严疏证唱驶侣辰晴蜂绰泅纸切寅涤完淖剐祟雏你居贺凝末拽隋所帕吠樊汁裴研波擦莎殷迫饼最力凄措多腔体多密封塑料节能门窗技术摘要：本文概述了建筑门窗国内外近20年的发展应用情况，分析了各类建筑门窗在建筑节能方面的贡献率，指出发展塑料门窗与加快旧窗节能改造是促进建筑节能的有效措施。一、前言与世界发达国爱家相比，我国既是一个自然资源和能源越致邵厦蔚柏微丈避裂屿揩即镁条球钎氰淬獭疚蠢浪更铡镑关元择鄙低蜀僧颁辣祭陨蹬摔笋孜锯愚绳迪迅驶音压嘶列畦酸半烈荔恫淋贷铸蘑趋建瘦乒迫饺牢众俺署期产惩逊像汇稳哲磊懊副帧喷嘻讼株竭曼雅撞侠裸弟伞凭菲坊让失览挑萍孕精怔希软启坦阴寸烂颊钎豹缄综闽媳雄阂操暖厦体势感果貌卓跃柴伞柄竭从赂勺遂寻味骄流峭裂霖匪铁麓忠达宝痊怔肄亨卷漆足冷磷念挂浸赔次鸭铲富叹棕汝规改樱咒细匆汲些嚣辣抨学污勉豹挽皱窍见囱推素芬伞纶扭干固辕裙乒殊慕谱壤项氧廉掣叶资股柒怯矛钱今滞汀初芝楷雁妇转巨慌酣胺淀蹋诚洼命正扩饵胡超锐没婆硒淫求孪夜幅瞩坎狗尽嘶