中國被動式鋁合金用窗研發(fā)

李進(jìn) 劉軍 劉永亮

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中國被動式鋁合金用窗研發(fā)

李進(jìn) 劉軍 劉永亮

【摘要】本文分析了影響被動式鋁合金窗熱工性能的因素，介紹了Rocky110+和Rocky110這兩款產(chǎn)品的研發(fā)歷程及其性能指標(biāo)，闡明了德國被動研究所的節(jié)能性能分級體系和氣候區(qū)劃分規(guī)則。

【關(guān)鍵詞】被動式鋁合金窗；被動房；德國被動房研究所；傳熱系數(shù)；熱工計算

1　前言

被動式房屋（Passive House）是歐洲倡導(dǎo)的一種新型節(jié)能建筑，在歐洲尤其是德國的發(fā)展較為迅速，這正是得益于德國政府重視節(jié)能。德國的門窗節(jié)能規(guī)范要求高，目前北京執(zhí)行的75%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為整窗Uw值小于2.0 W/（m2·K），落后德國整整20年。在中國大力推行建筑節(jié)能工作的時候，被動房成為一個很重要的平臺。被動房的研發(fā)和推廣對我國建筑節(jié)能政策的推進(jìn)和門窗節(jié)能技術(shù)的提升有著非常重要的意義。

2　被動式鋁合金用窗的研發(fā)

2.1Rocky110+的研發(fā)

作為門窗幕墻行業(yè)的節(jié)能先鋒，泰諾風(fēng)公司很早就開始關(guān)注被動式鋁合金用窗的研發(fā)和應(yīng)用，并在歐洲參與了眾多企業(yè)的開發(fā)研究等設(shè)計工作，積累了大量的工作經(jīng)驗。2015年泰諾風(fēng)聯(lián)合德國諾托配合青島樂克來新型門窗有限公司共同開發(fā)了中國第一款通過德國被動房研究所認(rèn)證的被動式鋁合金用窗，實現(xiàn)了中國被動式鋁合金用窗零的突破。

青島中德生態(tài)園是由中德兩國政府建設(shè)的首個可持續(xù)發(fā)展示范合作項目，其中被動房項目意在建設(shè)被動房中國技術(shù)中心，建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)基地。為此，泰諾風(fēng)和樂克來開始了Rocky110+的研發(fā)之路。

開始階段設(shè)計方案使用了Ug=0.5W/（m2·K）的中空玻璃，并搭配使用暖邊間隔條，型材復(fù)合了54mm的隔熱條，模擬計算后得到了整窗Uw值小于0.8 W/（m2·K）的結(jié)果。但是后期和PHI溝通中卻得知：PHI把全球劃分成了7個氣候區(qū)，每個氣候區(qū)都有規(guī)定的Ug值，青島對應(yīng)的氣候區(qū)只能采用Ug=0.7 W/（m2·K）配置的玻璃。所以想要Uw值小于0.8 W/（m2·K），Uf值也應(yīng)該小于0.8 W/（m2·K）才能達(dá)到PHI的認(rèn)證要求。

表1 PHI節(jié)能評級標(biāo)準(zhǔn)

最后，筆者研究了可視面高度的變化對Uf值的影響，135～168mm部分結(jié)果如下表：

表2 可視面高度的變化對Uf值得影響

最終，我們選用了168mm的可視面高度。它的Uf值達(dá)到了0.797 W/（m2·K），整窗Uw值達(dá)到了0.78 W/（m2·K），滿足德國被動房研究所的要求。

表3 熱工計算報告1

表4 熱工計算報告2

注：圖片來自德國被動方研究所（PHI）圖1 德國被動房部件認(rèn)證書截圖

2.2被動房用窗標(biāo)準(zhǔn)

我國還沒有全國或氣候區(qū)性的被動房窗標(biāo)準(zhǔn)可以執(zhí)行，僅有河北省制定了被動房地方標(biāo)準(zhǔn)。而我國有嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖、溫和5個氣候區(qū)域，每個氣候區(qū)的溫度、濕度、風(fēng)速、日照等因素存在較大差異。被動窗的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)因地制宜，參考現(xiàn)行的中國節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行分區(qū)域制定。

筆者研究了德國被動房研究所給出的氣候分區(qū)，PHI主要把中國分成了三大氣候區(qū)：

嚴(yán)寒地區(qū)：黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、寧夏、青海

寒冷地區(qū)：北京、天津、遼寧、河北、山西、陜西、甘肅、新疆、西藏

溫暖地區(qū)：山東、河南、江蘇、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、四川、貴州、廣西

注：圖片來自德國被動方研究所（PHI）圖2 被動房的氣候分區(qū)

表5 被動房性能要求

根據(jù)表5可知：按照PHI的劃分，我國除東北三省、內(nèi)蒙古和青海，我國主要被動房使用的是Uw值為0.8 W/（m2·K）和1.0 W/（m2·K）這兩種配置的被動窗，前文主要討論了0.8 W/（m2·K）配置的被動窗，下文筆者簡述1.0 W/（m2·K）配置的被動窗。

2.3Rocky110系列的開發(fā)

適用在寒冷地區(qū)的Uw值為0.8 W/（m2·K）的被動窗通過PHI認(rèn)證后，青島樂克來新型門窗有限公司又提出了開發(fā)適用在溫暖地區(qū)的Uw值為1.0 W/（m2·K）的被動窗。我們試用前文提及的135mm 可視面高度的方案。它的Uf值達(dá)到了0.888 W/（m2·K），配上Ug值為0.9 W/（m2·K）的玻璃，整窗Uw值達(dá)到了0.94 W/ （m2·K），輕松地滿足德國被動房研究所的要求，并且達(dá)到了phB級別的節(jié)能評級認(rèn)證。

注：圖片來自德國被動方研究所（PHI）圖3 德國被動房部件認(rèn)證書截圖

3　結(jié)束語

目前我國的節(jié)能建筑發(fā)展蒸蒸日上，但是在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品性能方面和被動房還存在很大差距。隨著被動房在中國的迅速普及和大力推廣，被動窗的研發(fā)和推廣也勢在必行。Rocky110+被動用窗的研發(fā)打破了國產(chǎn)鋁合金窗無法滿足被動房需求的言論，減少房建項目碳排放，開創(chuàng)了節(jié)能建筑事業(yè)的新篇章。

【作者單位：1.泰諾風(fēng)保泰（蘇州）隔熱材料有限公司2.青島樂克來新型門窗有限公司】

【中圖分類號】TU228

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1671-3362（2016）04-0054-03