室外側鋁腔形式對門窗保溫性能的影響

調查顯示，在我國社會主要能耗中，建筑能耗在 2000 年起就占全社會總能耗的 20% 以上；隨著近幾年房地產的瘋狂發展，建筑能耗已占到全社會總能耗的 40% 以上，而通過門窗流失的能耗約占建筑能耗的 50%。換言之，通過門窗流失的能耗約占社會總能耗的 20%。可見，建筑外門窗是建筑節能的薄弱環節，建筑節能的關鍵是門窗節能技術的提高。

評判門窗熱工性能的一個主要參數是傳熱系數，即為K值。K值越大，傳遞的熱量愈多，流失的能量也越多；反之，傳遞的熱量愈少，流失的能量也越少。因此，降低通過門窗的熱量損失主要研究如何降低門窗的 K 值。

本文通過粵建科 MQMC 軟件模擬分析，探索室外側鋁腔對門窗保溫性能的影響，以找到影響趨勢，為行業內人士提供理論支持。

1 改變室外側鋁腔大小對門窗保溫性能的影響

室外側鋁腔先由單臂鋁變成腔體鋁，再改變腔體尺寸來看整窗及框K值的變化趨勢，如圖1 所示。室外鋁分別為單臂鋁、鋁腔從隔熱條一端到鋁外壁為 7.5 mm、腔體從隔熱條一端到鋁外壁為 17.5 mm。

圖1 配三玻改變室外側鋁腔大小示意圖

1.1 配置三玻時改變室外側鋁腔大小對門窗保溫性能的影響

如表1 所示為鋁合金窗配三玻室外側鋁腔從單臂到 17.5 mm 變化時框K值、線傳熱系數及整窗K值的變化趨勢，本次計算室外鋁臂不變，改變壓線尺寸。

表1 鋁合金窗配三玻室外側鋁腔大小對門窗保溫性能的影響 單位：W/(m2·K )

表1 中 65 鋁合金 10.0 mm 的 10 mm 就是指圖1 所示的 10。本次計算改變室外鋁腔的同時，因為要保證玻璃配置一樣，所以需要同時改變壓線大小或者玻外膠條位置處鋁臂長度，本文分別改變這兩處來尋找規律。

從表1 可以看出隨著室外鋁腔的增大，框K值也在增大，而線傳熱系數在減小，因為框K值的變化比線傳熱系數的變化大很多，故整窗傳熱系數也在增大。說明隨著室外側鋁腔的增大，窗戶的保溫性能會下降。所以，當客戶買到一個比較厚窗戶時，一定要看一下是鋁占的面積大還是隔熱條占的面積大。

1.2 配置雙玻時改變室外側鋁腔大小對門窗保溫性能的影響

如表2 所示為鋁合金窗配雙玻室外側鋁腔從單臂到 17.5 mm 變化時框K值、線傳熱系數及整窗K值的變化趨勢，同樣也是室外鋁臂不變，改變壓線尺寸。

表2 鋁合金窗配三玻室外側鋁腔大小對門窗保溫性能的影響 單位：W/(m2·K )

表2 中的5.0 mm、7.5 mm、10.0 mm指的是室外鋁臂長度。從表2 可以看出隨著室外鋁腔的增大，框K值也在增大，而線傳熱系數在減小，因為框K值的變化比線傳熱系數的變化大很多，故整窗傳熱系數也在增大。說明雙玻和三玻的變化趨勢一樣，都是隨著室外鋁腔增大同時壓線變小的話，整窗K值也會增大。

2 三玻改變室外側鋁膠條位置處長短對窗戶保溫性能的影響

之前有文獻說玻璃靠近室內側時窗戶保溫性能會好，故本文又用最厚的鋁合金窗改變室外側鋁膠條位置鋁臂的長短來對比窗戶保溫性能的變化。主要目的是想改變玻璃與隔熱條的相對位置。如圖2 所示分別為室外側鋁膠條位置鋁臂長 度由 7.5～25 mm 的變化。

圖2 三玻改變室外側鋁臂長度示意圖

2.1 配置三玻時改變室外側鋁膠條位置鋁臂長短對門窗保溫性能的影響

如表3 所示為鋁合金窗配三玻改變室外側鋁膠條位置時鋁臂長短對窗戶保溫性能的影響。重點在鋁臂從 7.5 mm 變到 25.0 mm 時框K值、線傳熱系數及整窗K值的變化趨勢。本次計算室外鋁臂改變的同時為了保證玻璃配置一樣，壓線尺寸時也會改變，主要目的是想改變玻璃與隔熱條相對位置。

表3 中的 25.0 mm 是指室外鋁腔的尺寸，7.5 mm、10.0 mm、12.5 mm 是指室外鋁臂的長度。從表3 可以看出隨著室外鋁臂的加長，框K值在增大，而線傳熱系數基本不變，整窗K值也在增大，但是整窗K值變化不是特別多，從 7.5 mm 變到 25.0 mm，整窗K值僅變化了 0.018 W/(m2·K)。分析原因可能是因為用的是 5Low-E+12A+5+12A+5 的三玻，玻璃厚度比較大，玻璃室內外移動 20.0 mm 整窗K值變化都不是特別大。因此，后文改用雙玻進行探索。

2.2 配置雙玻時改變室外側鋁膠條位置鋁臂長短對門窗保溫性能的影響

如表4 所示為鋁合金窗配雙玻改變室外側鋁膠條位置鋁臂長短對窗戶保溫性能的影響，重點是鋁臂從 7.5 mm 變到 25.0 mm 時框K值、線傳熱系數及整窗K值的變化趨勢。本次計算室外鋁臂改變的同時為了保證玻璃配置一樣，壓線尺寸也會改變，主要目的是想改變玻璃與隔熱條相對位置。

表4 鋁合金窗配三玻室外側鋁腔大小對門窗保溫性能的影響 單位：W/(m2·K )

從表4 可以看出隨著室外鋁臂的加長，框K值在減小，而線傳熱系數基本不變，故整窗K值也在減小，但是整窗K值的變化比配置三玻時要大。從 7.5 mm 變到 25.0 mm 整窗K值變化了 0.039 W/(m2·K )，約等于配置三玻時的 2 倍。

分析三玻與雙玻變化趨勢不同的原因可能是因為用的是 5Low-E+12A+5+12A+5 的三玻，玻璃厚度比較大，玻璃室內外移動 20.0 mm，如圖3 所示無論是鋁臂長 7.5 mm 還是長 25 mm，玻璃和隔熱條相對位置還是差不多在一個平面上的，玻璃一直包圍著隔熱條，所以整窗K值變化不是特別大。因此，后文改用雙玻進行探索，而雙玻厚度比較小，如圖3 所示鋁臂長 7.5 mm 時中空玻璃幾乎已經跟室外鋁在一個平面上了，而鋁臂長 25.0 mm 時，中空玻璃基本跟隔熱條在一個平面上。

圖3 雙玻改變室外側鋁臂長度示意圖

3 結 語

增大室外鋁腔不會讓整窗K值降低反而會讓整窗K值增大。室外側鋁臂在玻外膠條位置的長度決定了玻璃與隔熱條的相對位置，而玻璃與隔熱條位于同一平面時整窗K值會達到最優。由于本文所用的 65 鋁合金的隔熱條是 24 mm 的，所以當用三玻時整窗K值變化不大，后續筆者還將選用不同高度的隔熱條進行研究。