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未来门窗节能新技术将成为建筑节能重点

2017-08-22 字号: 分享
在2009年底哥本哈根世界气候大会上,中国承诺到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降40%~45%,并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划中。目前,我国建筑能耗已占全社会总能耗的40%;而门窗能耗又占建筑能耗的45%~50%,未来门窗节能新技术将成为建筑节能重点。
 
门窗耗能居高不下
 
随着我国建筑节能新标准出台,门窗节能产品倍受市场青睐。目前,天津、安徽等地也相继出台地方建筑节能标准,积极加快推进建筑节能步伐。
 
当前,我国正处于建设高峰期,每年建成房屋面积近20亿平方米,但97%以上是高耗能建筑。预计到2020年,全国高耗能建筑面积将达700亿平方米。
 
目前,在我国400多亿平方米既有建筑中,90%以上属于高耗能建筑。而在高能耗建筑中,门窗能耗则占近一半。业内人士表示,建筑节能的关键是门窗节能技术提高。因此,新型节能型门窗是市场未来发展的必然趋势。
 
在建筑节能政策的推动下,铝合金节能门窗、玻璃钢节能门窗、铝塑复合门窗等一大批新型环保门窗节能产品不断涌现、新品迭出。据不完全统计,目前各地建筑节能型门窗市场占有率提高较快,已占到整个门窗市场的50%。所以,大力发展门窗节能新产品,不管是经济效益还是社会效益,都是十分巨大的。
 
德国节能标准演变
 
想要了解我国门窗节能要求的现状,我们须先了解一下欧洲的门窗节能发展历程。
 
欧洲门窗节能的典型代表是德国(见图1),图中德国门窗节能标准变化是我国门窗节能未来的发展方向。德国的传热系数在1995年以前叫K值(同我国现在一致),之后改为U值。1977年德国要求型材Kf值不超过3.5 W/m2·k,到 1995年降低为1.8W/m2·k,降低了接近一半; 而到了 2002年则要求整窗Uw值不超过1.7 W/m2·k,2009年降低为1.3 W/m2·k。在32年的时间里,德国门窗传热系数减低了 63 %,也就是说消耗的能源减少了63 %。 2010年,德国Uw降低到1.0 W/m2·k,到2013年将降低到0.8W/m2·k左右,门窗的传热系数要求基本向墙体靠近。
 
到2012年,除了西班牙Uw ≤3.1W/m2·k和法国Uw≤2.6W/m2·k外,其他国家的Uw都在2.0W/m2·k以下,尤其在北欧地区,全部在1.5W/m2·k以下。
 
中国是一个幅员辽阔的国家,气候区域的复杂性相当于整个欧洲。针对我国各区的气候条件,门窗的热工要求也不一样,越靠北传热系数要求越低。我国不同气候分区的门窗传热系数要求大致跟欧洲的变化历程相近,现在北京的节能要求为整窗Kw值小于2.8W/m2·k,跟德国1984年的水平基本一致,而东北地区为 2.2 W/m2·k,跟德国1995年的水平相近。为了达到建筑节能70%的目标,北京地区整窗Uw值需要达到2.0 W/m2·k,东北地区需要达到 1.5W/m2·k,尚不及德国现在执行的节能要求。
 
门窗节能的3个突破
 
我国节能门窗发展速度迅猛,新技术、新科技不断涌现。近期,我国节能门窗在玻璃、铝材等技术领域不断取得突破。
 
玻璃:通过门窗的能量损失约占建筑的50%,其中通过玻璃的能量损失约占门窗的75%。在一定条件下,玻璃的热辐射与传导是导致室内能量损失的主导性因素。
 
由于塑料传热性能是铝材的1/1250,单玻塑窗传热系数为4.3W/m2·k~4.6W/m2·k,等同于双玻铝窗的传热效果,距离北京市实现节能65% 政策,门窗传热系数2.8W/m2·k指标以及不同采暖地区4.0W/m2·k~2.0W/m2·k指标差距更大。因此随着国家建筑节能工作的持续发展,采用节能玻璃,有效提高门窗玻璃的热功性能将成为门窗节能的主攻目标。
 
十多年前大部分使用的还是单片浮法玻璃,5毫米的单片玻璃,U值大概在5.8 W/m2·k左右,因此不是节能玻璃。近年,我国在节能玻璃领域不断取得新成就,最新镀膜中空玻璃更是极大提高了节能效果。
 
1.使用中空玻璃:由两片浮法玻璃通过间隔条组成的中空玻璃,中间有一层热导率约为0.026W/m2·k的空气层,大大降低了通过玻璃的热传导,如6+12A+6的中空玻璃的U值只有2.8 W/m2·k左右。
 
2.在中空玻璃空气层填充惰性气体:因惰性气体分子大,流动性差,能降低气体对流产生的热传递。一般充氩气相比空气能降低玻璃U值0.2 W/m2·k左右。
 
3. 使用镀膜中空玻璃:即在中空玻璃的其中一片玻璃靠近空气层侧镀上一层透明的低辐射膜,从而降低从高温区向低温区辐射传热和二次传热。单片镀膜玻璃U值一般在3.7 W/m2·k左右;而与另一片普通浮法玻璃组成中空玻璃后,U值将在1.6W/m2·k~2.0 W/m2·k之间;若使用隔热性能效果更好双银镀膜玻璃,隔热效果可以达到1.5 W/m2·k;再在此基础上填充惰性气体,可以达到1.3 W/m2·k。
 
型材:根据型材使用的材料不同,门窗一般分为铝合金窗、塑钢窗、木窗等。塑钢窗隔热效果良好,但是因强度和热老化性能等原因,应用受到很大的限制;木窗也有很好的隔热效果,但高昂的价格使其难以得到普遍推广,一般用于别墅等高档项目。因此现在流行的节能门窗还是铝合金窗。
 
为了提高铝合金型材的隔热性能,节能门窗一般会在铝合金中间使用低导热率的隔热材料。按加工工艺来分,现在有穿条式和注胶式两种不同的隔热方式,其中市场上以使用穿条式为主。简单来说,穿条式隔热铝型材就是将两支预先挤出的铝材和热导率为0.3w/m.k的尼龙隔热条,通过开齿,穿条,滚压工序将三者组合成一体的复合型材。
 
玻璃间隔条:玻璃间隔条的隔热是整个门窗节能系统中的最后一个环节,专门用来解决玻璃周边的热量流失问题。普通的玻璃间隔条是铝合金加工的,同铝合金型材一样,这不是很好的隔热材料。现在市场上一般使用暖边间隔条来降低玻璃周边的热传导,从而降低整窗的U值和防止玻璃周边结露。