鋁合金斷熱窗的改進設計與節能分析(二)

　　二.新型斷熱窗

　　1. 新型斷熱窗構造的優化設計
　　針對斷熱窗存在的問題，我對原型材進行了逐項改進，重新設計窗節點，具體詳見圖4，主要改進如下：

圖4 新型斷熱窗節點

　　a. 取消玻璃扣條。由于玻璃與扇料沒有空隙，玻璃阻隔了熱流的產生，提高了窗的氣密性能。


　　b. 將窗扇料的“Ⅰ”字形斷熱條改為“T”字形或“丁”字形，中間的密封膠條與斷熱條的挑出部分完全搭接，避免扇料型材外露，既解決了此處斷熱不徹底，又保證了前后腔斷開。將扇料與密封膠條的搭接位后移至膠條內側。避免了扇料外露，使扇料的搭接位不與外腔直接接觸，防止能量從搭接處損失。


　　c. 取消扇料外露部分。充分利用中空玻璃密閉空氣層的良好的熱絕緣系數，將玻璃伸入框內組成外側空腔，避免窗扇料與室外直接接觸，從而提高了窗的整體熱工性能，同時，增加了玻璃的采光面積，減小了框窗比，經計算，框窗比約為28%，接近單層鋁窗的框窗比。


　　d. 改變玻璃的固定方式。將原窗玻璃扣條壓緊固定方式改為打膠固定方式，用硅酮結構膠將玻璃與扇料粘接成整體，極大地提高了窗扇的整體性，窗扇的下墜現象得到了有效的解決。


　　2. 新型斷熱窗保溫性能實測結果

　　結合清華大學超低能耗示范工程項目，我們研制了新型斷熱窗的樣窗。樣窗外形尺寸為1198mm（寬）x 1380 mm（高），玻璃真空、Low-E玻璃組成的雙中空Low-E玻璃5+ 6A+4+N+4+ 6A+5，玻璃生產廠家提供的玻璃的計算傳熱系數為1.15 W/m².K，框料型材斷熱條高度為 20mm，框窗比為28%。經國家建筑工程質量監督檢驗中心檢測，該窗的傳熱系數為1.6 W/m².K，達到了預期的節能效果。


　　三.新型斷熱窗與原標準斷熱窗保溫性能的比較

　　1. 原標準窗傳熱系數計算

　　由于缺少標準斷熱窗實測數據，現通過計算得出與樣窗尺寸、玻璃等條件相同的斷熱窗傳熱系數，對兩者進行比較，從而比較改進后的新型斷熱窗的節能效果。


　　國外已有較成熟的計算方法，本文主要采用ISO10077-1“Thermal performance of windows，doors and shutters——Calculation of thermal　transmittance”的第一部分“簡單計算方法”來計算原斷熱窗的傳熱系數。


　　下面通過ISO 10077-1來計算對比用斷熱窗的傳熱系數。


　　a. 已知：

　　該窗的外形尺寸為 1198mm（寬）x 1380 mm（高），面積為 1.653m²。

　　玻璃采用5+ 6A+4+N+4+ 6A+5真空和雙中空Low-E玻璃，傳熱系數為1.15 W/m².K
　　框料型材斷熱條高度為 20mm，鋁型材間最小距離為 17mm。

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