第八届中国国际建筑工程新技术、新材料、新工艺及新装备博览会

暨2020中国国际装配式建筑产业博览会

展会时间: 2020年2月24日-2月26日 展出地点:北京•中国国际展览中心(老国展)

距离2020北京建筑工程四新展开幕还有:


保温材料对被动式铝合金门窗热工性能的影响

1 引   言


调查显示,在我国社会主要能耗中,建筑能耗从2000 年起就占全社会总能耗的20%以上。随着近几年房地产的迅猛发展,建筑能耗已占全社会总能耗的40%以上,而通过门窗流失的能耗约占建筑能耗的50%。可见,建筑外门窗是建筑节能的薄弱环节,建筑节能的关键是门窗节能技术的提高。


评判门窗节能的一个主要参数是传热系数,即K值。K值越大,传递的热量越多,流失的能量也越多;反之,传递的热量越少,流失的能量也越少。因此,研究降低通过门窗的热量损失主要在于研究如何降低门窗的K值。


保温材料在建筑节能中有着重要的角色,应用于门窗同样可以提高门窗的保温隔热性能。目前市场上的铝合金门窗填充保温材料的制品已比比皆是,但实际上保温材料填充的位置、保温材料的种类均对门窗传热系数的影响有较大差异,甚至部分位置填充保温材料后,门窗传热系数并没有改善。本文对比了不同部位填充保温材料对断桥铝合金门窗保温性能的影响,供断桥铝合金门窗节能设计做参考。


表1 本文对比分类说明

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2 基本原理


2.1 传热原理

传热是物理学上的一种物理现象,指由于温度差引起的热能传递现象。热传递中用热量量度物体内能的改变。热传递主要存在三种基本形式:热传导、热辐射和热对流。只要在物体内部或物体间有温度差存在,热能就必然以这三种方式中的一种或多种从高温处到低温处传递。


对于断桥铝合金门窗而言,热传导是通过固体传递热量的,主要发生在铝材、隔热条、胶条等固体之间;热对流是因空气流动产生的,主要发生在各个空腔内,空腔越大,对流越大,热量损失就越多;热辐射是指高温表面向低温表面辐射电磁波,与材料表面辐射率有关。


2.2 断桥铝合金门窗结构

如图1 所示为常规24mm 隔热条断桥铝合金门窗的节点。其中,室外侧铝材空腔称为冷腔,室内侧铝材空腔称为暖腔,压线与扇(框)铝侧壁围成的腔体称为压线腔,安装玻璃的位置称为玻璃槽口,隔热条围成的腔体称为隔热腔,图示尺寸分别为框(7.4mm)、扇(11.4mm)、隔热腔宽度(24mm)。后文所用的名词均与此相同。


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图1 断桥铝合金门窗结构及腔体


2.3 保温材料的种类

保温材料一般是指导热系数小于或等于0.12W/m·K的材料。保温材料发展很快,在工业和建筑中采用良好的保温技术与材料,对建筑节能往往可以起到事半功倍的效果。建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品,一年可节约一吨石油。


目前建筑常用的保温材料有EPS(模塑聚苯乙烯泡沫)、XPS(挤塑聚苯乙烯泡沫)、聚氨酯发泡、玻璃棉、岩棉等。本文填充的保温材料是导热系数为0.029W/m·K的挤塑聚苯乙烯泡沫。


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