【學(xué)員問題】節(jié)能塑鋼門窗節(jié)能？

　　【解答】塑鋼門窗是以氯乙烯（PVC）樹脂為主要原料，加入一定比例的穩(wěn)定劑、改性劑、紫外線吸收劑等助劑經(jīng)擠出機(jī)擠出成型，然后通過切割、焊接等方式組裝而成的門窗。為增加型材的強(qiáng)度，在型材的空腔里填加鋼襯（加強(qiáng)筋），所以被稱為塑鋼門窗。與其它門窗相比，塑鋼門窗有其獨(dú)有的性能和特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在以下幾方面：

　　一、外觀性能

　　塑鋼窗造型美觀，色澤明快，裝飾性好，品種色彩各式各樣。有平開窗、推拉窗、中懸窗以及多方位開啟窗；有白色、棕色、古銅色等各種顏色。同時(shí)，塑鋼門窗表面光滑，手感細(xì)膩，可增加居室的豪華性和藝術(shù)氣氛，更進(jìn)一步的滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的裝飾需求。

　　二、物理性能

　�。�1）耐候性：由于塑料型材的生產(chǎn)配方加有紫外線吸收劑及耐低溫沖擊的改性劑，從而提高了耐候性能；長(zhǎng)期使用于溫度劇變的環(huán)境中，不老化、變質(zhì)；脆化、變色。塑鋼窗在我國(guó)地跨熱、亞熱、溫三帶，以其優(yōu)良的綜合性能覆蓋我國(guó)建筑門窗的全境，應(yīng)用范圍之寬也就不言而喻。

　�。�2）耐腐蝕性：塑鋼門窗耐酸、堿等化學(xué)成份的侵蝕，具有不銹、不霉?fàn)�等特性，特別適合于海洋性氣候、濕度較大的地區(qū)以及污染雜質(zhì)含量高的工業(yè)地區(qū)使用；是木、鋼、鋁門窗所不可比擬的。

　�。�3）防火性、電絕緣性：塑鋼門窗所用的PVC材料，能遇火自熄，不助燃，其防火性優(yōu)于木窗。同時(shí)PVC材料又是良好的絕緣體，不導(dǎo)電，絕緣性優(yōu)于鋼鋁窗；安全性高。

　�。�4）抗風(fēng)壓強(qiáng)度：塑鋼門窗組裝中在主要的受力部位內(nèi)部采用鋼筋補(bǔ)強(qiáng)，所以其抗風(fēng)壓強(qiáng)度完全可滿足建筑工程的需要。

　　以上各項(xiàng)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通木門窗，鋼門窗及鋁合金窗門窗，而塑鋼門窗的節(jié)能、密封、保溫性能也越來越得到廣大消費(fèi)者的關(guān)注，下面就此方面的問題作一初探。

　　塑料門窗節(jié)能主要有三方面：

　　一、是材質(zhì)本身低的熱傳導(dǎo)系數(shù)；

　　二、是塑料型材結(jié)構(gòu)的保溫節(jié)能；

　　三、是玻璃的保溫節(jié)能特性。

　　由于塑鋼門窗所用的材質(zhì)主要是聚氯乙烯樹脂，其熱傳導(dǎo)系數(shù)僅為鋼材的1/357，鋁材的1/1250，其保溫節(jié)能特點(diǎn)特別顯著，除此以外塑料門窗的節(jié)能效果還與不同的型材結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，塑料型材的設(shè)計(jì)為中空的多腔式結(jié)構(gòu)，腔內(nèi)靜止的空氣有很好的保溫效果。由于塑鋼門窗各縫隙處都裝有橡塑密封條，較其它門窗能有效的減少縫隙滲透空氣，對(duì)保溫、隔音均有很大的提高。經(jīng)測(cè)試，裝有塑窗的比其它窗的房間，冬季溫度可提高4-5℃。

　　從型材的斷面來看，雙腔型材由于密閉的空間多于單腔型材，其保溫隔熱性能優(yōu)于單腔型材，而三腔型材的節(jié)能性能又優(yōu)于雙腔型材。同理單就窗的節(jié)能效果來看四腔型材優(yōu)于三腔型材，但四腔型材設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，擠出生產(chǎn)相對(duì)較為困難。例如在我國(guó)東北的嚴(yán)寒地區(qū)，主要以單框雙玻璃（平開或推拉）形似居多，在長(zhǎng)期的使用中，塑窗雖體現(xiàn)了優(yōu)異性能一方面，也暴露出許多不足，其中單框雙玻窗的雙級(jí)密封系統(tǒng)不完善、雙層玻璃保溫效果欠佳、玻璃內(nèi)表面易結(jié)露等等，都直接影響到用戶的使用，且浪費(fèi)能源。門窗是建筑物主要的能耗部分，門窗能耗占建筑物能耗的40%-50%.針對(duì)這些不良情況，根據(jù)嚴(yán)寒地區(qū)節(jié)能保溫要求，窗的傳熱系數(shù)要求達(dá)到2.4w/㎡℃，而窗的節(jié)能保溫功能是由窗框、玻璃的保溫性能來完成的。原有的三腔結(jié)構(gòu)型材是通過內(nèi)封閉腔室中空氣相對(duì)不流動(dòng)原理來提高熱傳遞阻力。那么沿?zé)崃鞣较蛟黾痈魺崆豢梢宰韪魺崃�，使冷熱�?duì)流速度相對(duì)減緩，可有效的降低型材自身傳熱系數(shù)，提高保溫性能。通過理論計(jì)算：三腔結(jié)構(gòu)型材：（60框）傳熱系數(shù)：2.206w/㎡℃；四腔結(jié)構(gòu)型材：（66框）傳熱系數(shù)：1.52w/㎡℃�？梢钥闯鏊那唤Y(jié)構(gòu)框型材比三腔結(jié)構(gòu)框型材的傳熱系數(shù)有所降低，有效的阻隔了塑窗的“冷橋”現(xiàn)象，非常適合東北嚴(yán)寒地區(qū)的節(jié)能保溫要求。

　　蒙西型材正是根據(jù)這一原理針對(duì)高寒地區(qū)，對(duì)保溫性能要求高的建筑推出了蒙西66系列三玻三密封型材，其框、扇均為四腔結(jié)構(gòu)，隔熱保溫性能更加突出；真正的三密封結(jié)構(gòu)，氣密腔與水密腔完全隔離，更能體現(xiàn)出整窗優(yōu)良的氣密性和水密性；專用玻璃壓條設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)所需制作成雙�；蛉�玻窗；獨(dú)特的玻璃壓條立面設(shè)計(jì)，使安裝、拆卸更加方便；門窗各要素采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，可使用市場(chǎng)上通用的各種門窗輔件；蒙西型材外型采用大圓弧過渡，美觀、實(shí)用、結(jié)構(gòu)合理。

　　其次塑料門窗的節(jié)能保溫隔熱的效果還取決于整個(gè)窗戶結(jié)構(gòu)和窗戶與墻體的連接密封狀況。通過窗戶的熱量傳遞，主要介質(zhì)是玻璃和窗框，其次是空氣滲透�？諝鉂B透主要在窗框與窗扇之間，扇框與玻璃之間，窗框與墻體之間進(jìn)行。為了取得塑料窗最佳保溫效果必須減少傳熱介質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)和提高密封性。在窗框型材的規(guī)格結(jié)構(gòu)確定的前提下，選擇密封材料和提高玻璃的熱阻隔性能是實(shí)現(xiàn)塑料窗最佳保溫節(jié)能效果的有效途徑。

　　采用理想的密封條可以最大限度減少框與扇之間、框與玻璃之間的空氣滲透。國(guó)家早已頒布了有關(guān)塑料門窗用密封條的標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定塑料門窗可用改性PVC密封條或橡膠彈性密封條。但市場(chǎng)上流行的基本上都是PVC密封條。而這類密封條目前存在的主要問題就是用過一段時(shí)間后便失去彈性和產(chǎn)生嚴(yán)重收縮。所謂改性PVC密封條，是用與PVC相容性較好的橡膠材料對(duì)經(jīng)過增塑的軟質(zhì)PVC共混改性而得，比較理想的改性材料是丁腈橡膠。經(jīng)過改型的材料既有較好的彈性，又有與塑料門窗同步的老化壽命，因此用丁腈橡膠改性軟質(zhì)PVC應(yīng)該是密封條廠家所采用的技術(shù)路線。在丁腈橡膠的選用上一般都選用P83，這是美國(guó)固特異國(guó)際有限公司用于PVC改性的加工助劑。這是一種丁二烯和丙烯腈的共聚物，一種呈松散粉末的新型丁腈膠。含有特種熱穩(wěn)劑、隔離劑和其他成分。表面并經(jīng)過PVC乳液處理，因此與PVC有極好的相容性。能全面的改善PVC的性能，提高加工性、熱穩(wěn)定性、柔韌性、耐低溫性和耐磨性等。為了獲得密封條低溫下的柔韌彈性和穩(wěn)定收縮尺寸，除了使用改性外，PVC樹脂最好選用聚合度為2500的PVC.在增塑劑方面要選用效率高，耐焊性好，揮發(fā)性小，力學(xué)性能好的高效耐寒增塑劑。但在實(shí)際生產(chǎn)中，少數(shù)廠家只考慮成本和眼前利益，是不用丁腈橡膠的。增塑劑也沒有得到重視，最終導(dǎo)致密封條中的增塑劑高溫時(shí)揮發(fā)，低溫時(shí)失去彈性，并產(chǎn)生嚴(yán)重的尺寸收縮，造成門窗失去密封功能。

　　在《建筑塑料門窗安裝及驗(yàn)收規(guī)程》中規(guī)定，塑料門窗框與墻體洞口的伸縮縫應(yīng)用泡沫塑料條和絲麻等彈性材料填充塞。實(shí)踐表明用絲麻材料填充不僅方式落后，而且材料成本并不低，密封效果根本談不上，采用聚氯乙烯、聚苯乙烯或者聚乙烯泡沫塑料條填充雖然比較實(shí)際，但僅僅是起填充作用，密封效果也并不理想。用玻璃膠填充雖然密封性能好，但因其用量太大，成本太高，實(shí)不可取。國(guó)外通常采用聚氨酯發(fā)泡進(jìn)行填充。此類填充材料不僅有填充作用，而且還有很好的密封效果和緩沖效果，其用量因發(fā)泡倍率較高而相對(duì)降低。操作時(shí)也很方便，對(duì)不規(guī)則的縫隙很容易填充。填充還可以對(duì)泡沫的表面進(jìn)行鏟平修整或進(jìn)行其他表面處理，膠體固化后并有一定的粘結(jié)強(qiáng)度，有助于門窗進(jìn)一步固定。此類填充材料商品形式有兩種：?jiǎn)谓M分和雙組分。單組分的商品猶如市售的發(fā)膠噴灌，使用時(shí)只需套上專用噴槍，將罐體導(dǎo)致?lián)u晃即可對(duì)準(zhǔn)縫隙噴射填充，噴射量可調(diào)，操作十分方便。德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家已在我國(guó)銷售此類產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)也有廠家研制生產(chǎn)。雙組分聚氨酯填充膠是將固化劑和聚氨酯膠進(jìn)行分裝，使用時(shí)在由管路壓入同一噴射槍。雙組分膠使用時(shí)雖然比單組分膠麻煩一點(diǎn)，但價(jià)格上便宜。

　　除了上述兩個(gè)方面以外，玻璃的節(jié)能是最不能忽視的一個(gè)方面。作為塑料門窗來說，窗框僅占窗面積的20%左右，窗戶越大所占比例越小，因此玻璃才是保溫的關(guān)鍵。70年代初期第一次石油危機(jī)以來，西方一些政府就開始考慮如何立法推進(jìn)玻璃窗的更新?lián)Q代，能源危機(jī)的美國(guó)曾試圖通過減小窗戶面積來降低新建筑的耗能，窗戶面積減小1/4，能耗可惜才降低10%，而大面積玻璃即采光、減重又明亮潔凈的優(yōu)點(diǎn)卻無從發(fā)揮。中空玻璃則不然，它既隔熱，又保溫可節(jié)約大量能源。以德國(guó)政府為例，70年代后期立法，沒有中空玻璃的新樓房不批準(zhǔn)建設(shè)。近來根據(jù)技術(shù)發(fā)展，頒布了新的法令。1995年1月1日開始實(shí)施的節(jié)能新條例對(duì)現(xiàn)有樓房和新樓房外窗的導(dǎo)熱率做出了規(guī)定。其目的就是強(qiáng)制使用鍍膜中空玻璃，不僅如此歐洲聯(lián)盟也依據(jù)德國(guó)的節(jié)能新條例，從1997年起在全歐洲實(shí)施新的節(jié)能條例。下面是采用法國(guó)圣戈班玻璃公司生產(chǎn)的鍍膜玻璃，小屋居住面積12.6㎡，南窗面積5.6 ㎡，東窗面積2.1 ㎡，西窗面積2.1 ㎡，北窗面積2.8㎡，遮陽(yáng)系數(shù)0.9，在采暖期間，其熱平衡參數(shù)引人注目。

　　中空玻璃如何節(jié)能？

　　首先了解一下光波與玻璃的相互作用。光波到達(dá)玻璃板上，一部分透射過去，一部分反射掉，一部分被吸收，被吸收部分在玻璃板內(nèi)轉(zhuǎn)換成熱量。夏天陽(yáng)光透過玻璃窗直接射入室內(nèi)，短波長(zhǎng)光線被吸收，轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)的熱輻射。熱輻射既不能穿透窗戶，又不能從墻壁傳導(dǎo)出去，從而使室內(nèi)溫度升高。冬天玻璃窗則起了散熱的作用。室內(nèi)玻璃通過對(duì)流和輻射傳到玻璃上，玻璃熱量通過傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射傳到室外。普通中空玻璃的使用，使對(duì)流傳熱大大減輕，但對(duì)份量很大的輻射傳熱的減少卻無能為力。這就需要借助鍍膜玻璃了。普通玻璃的發(fā)射率大達(dá)0.82，設(shè)法在玻璃上鍍一層保暖膜，便可使玻璃的發(fā)射率減小到0.1，這就是低發(fā)射率玻璃，可有效減輕冬天室內(nèi)向外輻射的熱量。在歐洲，鍍膜玻璃較為普及，尤其是三玻密封鍍膜玻璃的塑鋼門窗的使用，使節(jié)能功能發(fā)揮到極致。在第二面鍍遮陽(yáng)膜，在第三面鍍保護(hù)膜，夏天擋住炎熱的太陽(yáng)，冬天防止室內(nèi)熱量散失，進(jìn)入冬暖夏涼的佳境。既節(jié)省制冷費(fèi)用，又減少采暖費(fèi)用，但兩片鍍膜玻璃合在一起，其價(jià)格不菲，尋常建筑是無法承受的。正是這個(gè)原因三層鍍膜玻璃在國(guó)內(nèi)擴(kuò)廣相對(duì)滯后和緩慢。其實(shí)除陽(yáng)光鍍膜玻璃可以節(jié)能外，中空玻璃及低輻射玻璃同樣可以節(jié)能，現(xiàn)將節(jié)能的中空玻璃及低輻射玻璃簡(jiǎn)單介紹如下：

　　中空玻璃是以兩片或多片玻璃，以有效的支撐均勻隔開，周邊黏結(jié)密封，使玻璃層間形成干燥氣體腔室的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品具有隔音、隔熱、防結(jié)露和降低能耗的作用，被廣泛應(yīng)用于建筑門窗和玻璃幕墻、交通、冷藏等行業(yè)。作為中空玻璃，其隔熱性能主要因其內(nèi)部氣體處于一個(gè)封閉的空間，氣體不產(chǎn)生對(duì)流，而且空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.028W/㎡.k是玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為0.77W/㎡.k的1/27，除中空玻璃四邊的密封膠導(dǎo)熱，對(duì)流傳熱和傳導(dǎo)傳熱在中空玻璃的能量傳遞中，占較小比例，要提高中空玻璃的隔熱性能，一般來講是增大空間的厚度，和使用導(dǎo)熱系數(shù)低的氣體置換中空玻璃內(nèi)部的空氣，這樣可減少傳導(dǎo)傳熱，但空間層不易過大，合理的空間層間隙應(yīng)該是12mm左右；要降低輻射傳熱，一般是通過使用鍍膜玻璃或低輻射玻璃，來控制各種射線透過，達(dá)到降低輻射傳熱的目的。中空玻璃的制作一般常用膠接法，用這種方法制作中空玻璃均應(yīng)二次密封。一次密封用于丁基膠填縫性能好，但強(qiáng)度極差。二道密封，如用于窗或有框玻璃幕墻，則用聚硫膠，聚硫膠怕長(zhǎng)期強(qiáng)烈的紫外線照射，用于窗和有框幕墻，有鋁框可以遮住太陽(yáng)，以免直接照射膠縫。衡量中空玻璃性能好壞的指標(biāo)為隔音、隔熱性能，耐老化性能和產(chǎn)品使用壽命的長(zhǎng)短。中空玻璃的性能取決于選用的原材料性能和中空玻璃結(jié)構(gòu)形式，尤其是密封劑和干燥劑的性能好壞是關(guān)鍵的因素，密封劑的性能好壞，干燥劑的吸潮能力強(qiáng)，都能提高中空玻璃的性能和延長(zhǎng)中空玻璃的使用壽命，而空間層及其內(nèi)部氣體的合理選用，能夠提高中空玻璃的隔音、隔熱性能。

　　除了用膠接法制作中空玻璃以外，還有一種叫暖邊中空玻璃。是用一種特殊的膠條，放在兩片的清潔干凈玻璃的四周，熱壓成中空玻璃。這種特殊條的名稱叫實(shí)唯高膠條。實(shí)唯高膠條是一種經(jīng)過驗(yàn)證、由100%固體擠壓成型的高質(zhì)量熱塑性連續(xù)帶狀材料，由密封劑、干燥劑和整體波浪形鋁隔片；密封劑采用濕氣透過率極低的丁基膠，并加入其他化學(xué)成分，可很好的保持中空玻璃內(nèi)部氣體不泄漏和不被濕氣侵蝕；干燥劑采用定向吸附水及揮發(fā)氣體的專用分子篩，保證中空玻璃內(nèi)部干燥，延長(zhǎng)中空玻璃的使用壽命；整體波浪形鋁隔片嵌入到密封劑和干燥劑組成的制劑中，以控制兩片玻璃，保持規(guī)定的空隙厚度和對(duì)濕氣安全阻擋，隔片的波良形或凹槽也會(huì)增加與玻璃的有效接觸面積控制中空玻璃的空隙尺寸。實(shí)唯高膠條是一種柔性材料，在拐角處容易成型和彎曲成任意形狀，從而提高了生產(chǎn)效率，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)程序，更適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

　　1978年，美國(guó)的英特佩成功地將低輻射玻璃應(yīng)用到建筑物上，低輻射玻璃由于它獨(dú)特的優(yōu)越性，從1990年開始在歐洲、美洲得到一些業(yè)主和鋁門窗公司的重視，尤其在節(jié)能門窗上的使用。而在我國(guó)涉及該領(lǐng)域還非常少。中空玻璃、低輻射中空玻璃及陽(yáng)光鍍膜玻璃都勻有不同的節(jié)能特點(diǎn)，根據(jù)建筑整體設(shè)計(jì)要求，用于不同的部位，要達(dá)到什么樣的效果，來選用不同類型的節(jié)能玻璃。

　　關(guān)于塑料門窗采用的中空玻璃應(yīng)該引起我們的重視。建設(shè)部葉如棠副部長(zhǎng)在全國(guó)節(jié)能工作座談會(huì)上指出：“窗用玻璃盡快一步到位，全面采用中空玻璃。”中空玻璃專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)徐桂芝指出：“在我國(guó)，窗戶的熱損耗約占建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)熱損失的50%，而玻璃又占窗戶熱損耗的60%以上，由此可見，提高窗戶性能是提高建筑節(jié)能水平最簡(jiǎn)捷、最有效的途徑，窗用玻璃盡快一步到位，全面采用中空玻璃。”這一觀點(diǎn)不僅是正確的，而且是科學(xué)的。在發(fā)達(dá)國(guó)家，如在北歐國(guó)家，已在法律上規(guī)定在建筑上必須使用中空玻璃，我國(guó)出于經(jīng)濟(jì)條件的限制，尚未完成普及使用，但近期國(guó)家和地區(qū)均已相繼出臺(tái)了對(duì)建筑門窗的節(jié)能要求，中空玻璃正在和必將越來越多地被廣泛應(yīng)用。相對(duì)單層玻璃來說，中空玻璃的造價(jià)要高一些，但它所增加的建筑投資將會(huì)從采暖、空調(diào)降低能耗所節(jié)省的各項(xiàng)支出中帶來經(jīng)濟(jì)效益，比如以普通雙層中空玻璃可節(jié)省30%的效果計(jì)算，所增加的投資費(fèi)用在5年左右便可收回。

　　隨著中國(guó)加入了WTO，石油危機(jī)帶來的能源緊張，給我國(guó)造成的影響越來越大，房屋中最不御寒的門窗成了消耗能源的主要構(gòu)建而被關(guān)注，而且在建筑中首先考慮節(jié)能問題。塑鋼門窗進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)已有一段時(shí)間，該產(chǎn)品日漸完善。根據(jù)國(guó)家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，到本世紀(jì)末我國(guó)建筑材料要求比現(xiàn)在節(jié)能50%，這就要求門窗的導(dǎo)熱系數(shù)低于2.3w/㎡.K國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，目前只有塑鋼門窗能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在塑鋼門窗在建筑裝飾領(lǐng)域，正逐漸被大力推廣，具有巨大的市場(chǎng)潛力，前景看好。

　　以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。