大家好，门窗节能技术策略深度解析（玻璃专题）相信很多的网友都不是很明白，包括也是一样，不过没有关系，接下来就来为大家分享关于门窗节能技术策略深度解析（玻璃专题）和的一些知识点，大家可以关注收藏，免得下次来找不到哦，下面我们开始吧！
关键词节能门窗、节能玻璃、暖边、聚氨酯隔热铝合金型材
一、发展节能门窗的重要性
我国建筑节能已经走过了近40年的奋斗历程。坚持自主研发，同时借鉴国际先进发展理念。到目前为止，它已经取得了很大进展。建筑节能技术和节能产业蓬勃发展，百家争鸣。但我们也必须深刻认识到，我国建筑节能任重而道远，充满挑战。
从以下几点考虑，我们可以看出发展节能门窗的必要性；
1.1 建筑能耗主要损失渠道
门窗的保温性能对整个建筑的能量损失有着至关重要的影响。它是建筑能量损失真正的关键通道，也是我们建筑节能设计的首要解决方案。建筑节能需从门窗入手。
1.2 门窗应用面临的主要问题
我们不得不面对门窗质量不好带来的负面影响；由于门窗保温性能差，传热系数过高，造成门窗表面结露、渗水，以及发霉、腐蚀等问题，时间一长就会带来型材的变形。门窗部件损坏，容易滋生细菌，腐蚀外观，增加维护成本，降低使用寿命。因此，门窗的保温性能不仅对降低能耗具有重要影响，而且严重影响建筑。品质，生活品质。
1.3 国家节能政策和标准制定
近年来，随着绿色建筑和节能建筑的推广和发展，越来越多的省市和地区开始更新和升级本地区的建筑节能设计标准。从1985年到2015年，我国建筑节能历经30年完成了三步走的历程。战略任务是实现节能65%的标准。 2012年起，不少省市开始实施四步节能标准。目前，天津、北京已率先提出五步节能设计标准。我国建筑节能已进入小步快跑发展阶段。
因此，无论从当前门窗的使用现状、国家节能政策法规的角度，还是从建筑能耗路径分析的角度，发展节能门窗，优化门窗的综合性能门窗系统符合国家节能发展的战略要求，节能门窗行业必将进入蓬勃发展时期。快车道。
二、节能门窗发展中的经济问题
随着节能门窗的普及应用，它将逐渐对我们的日常生活产生深远的影响；节能门窗将逐步从发展初期的小众产品发展为大众化、标准化产品；节能门窗的经济性将决定其发展速度和推广空间；节能门窗的发展需要一定的资金成本。为了获得更好的节能特性，必须采用具有创新技术和创新工艺的新材料，这会带来一定的成本增加，但从长远效益来看，显而易见的是具有投资少、产出高、实现建筑可持续发展等长远效益。门窗作为建筑节能的关键突破口，往往会带来较大的成本增加。只要我们挣脱局部、短期的思想束缚，关注建筑环境，着眼宏观、长期、可持续的经济效益，我们就不难发现，建筑节能门的发展而窗户具有投资少、产出高的特点；利用建筑成本5%-10%的节能成本可实现30%-75%的节能效益。如果冬季住宅建筑室温提高10度以上，将获得非常理想的投资回报期，从而实现建筑节能的优化发展。对于西欧和北欧的一些国家来说，高舒适度、低能耗的建筑发展较早。节能门窗的造价仅比普通门窗造价高出3%-8%左右，但可达到65%-90%以上的节能比例，经济实惠。其效益非常显着。
因此，节能门窗的发展将越来越注重新材料、新技术的应用和开发；我们将不断寻求新的突破，求小材料，大利润，用小而广阔的发展空间。
3、节能门窗性能优化途径分析
门窗作为建筑外部维护结构的开口，是建筑内外沟通的桥梁。人们需要通过门窗与大自然进行良好的沟通，同时还要保证自己不被外界侵扰。因此，门窗应满足这些基本设计。要求包括良好的采光、通风、隔热、保温、隔音、安全、透明等基本使用特性；同时，从门窗的可靠性角度来看，还必须具有足够的气密性、水密性和抗风压性。从安全角度考虑，需要具有防火、防爆、防盗、防有害光、屏蔽、隐私等功能；从设计风格上看，门窗应不拘一格，具有个性化的外观。具有与建筑一致、美观的特点。
由于门窗是产生建筑能耗的重点领域，追根溯源，节能门窗追求的最基本要素无疑是门窗的保温性能；高性能节能门窗的开发还将重点关注如何降低整个窗户的传热系数并控制根据门窗的热损失效率，进行各种局部工艺技术的研发、结构和材料，逐步探索和应用一些细微节点的精细化设计，达到事半功倍的效果。例如，玻璃暖边技术的应用和发展进一步消除了对门窗玻璃的需求。热桥问题控制了门窗的热量散失路径，门窗也获得了以下更加优异的节能特性和使用特性：低热负荷（冷负荷也会减少）带来节能；窗户内表面的温度与室内温度比较接近。在寒冷的冬季，室内的舒适使用空间大大提高，窗户的不舒适使用距离也会明显缩短。窗户的内表面温度高于室内环境的露点温度，从而避免结露和结霜，从而延长使用寿命，实现更大的生命周期节能，是可持续建筑解决方案的关键改进。
目前，节能门窗技术发展迅速，已经拥有非常优秀的技术和工艺，可以实现整个窗户的传热系数极低。优化门窗隔热性能的途径大致有四种：节能玻璃设计、玻璃边缘线性传热损失优化设计、窗框型材系统优化设计、门窗保温关键点。窗户安装和密封设计。
3.1 玻璃节能设计
玻璃通常占整个窗户面积的70%-80%以上。因此，玻璃部分的隔热能力对整个窗户的隔热性能至关重要；玻璃是热的良导体，其导热系数约为0.9W/(m·K)，单层玻璃的热阻很小；因此，如果采用单层玻璃，室内外热量直接通过传导传递，玻璃的传热系数高，热量散失极快； 6mm单层玻璃传热系数为5.8 W/(m2·K)；
假设：冬季室外环境温度To=-5，室内温度Ti=26，室内相对湿度Rh=60%
我们可以计算出玻璃室内表面的温度T；
其中hi 是玻璃内表面的传热系数；
hi=3.6+4.4e/0.837；普通白玻璃hi值为8W/(m2·K)
计算得出：T=3.5，室内露点温度Dew=17.6
因此，对于单层玻璃窗来说，冬季室内表面温度远低于室内露点温度，引起结露；而且，当人们站在室内窗户前时，会感受到明显的温差效应，非常不舒服；并且这种温差效应随着与房间距离的增加而减小，因此舒适的室内使用空间被明显压缩；同时，这种玻璃会带来大量的能源消耗，因为温差的存在，单位时间内的损耗。热容量高达145 W/m2。因此，国家和一些地方关于节能门窗的规定限制或禁止使用单层玻璃门窗；
那么，为了提高节能效率，提高玻璃的隔热性能，降低门窗玻璃的传热系数，我们可以通过以下方法对玻璃进行综合优化设计：
3.1.1中空玻璃的用途：
由于两片玻璃之间空气层的存在，改变了室内外的传热方式。单片玻璃的热传导已转化为辐射和对流传热。中空玻璃系统的导热系数ht可由下式计算：
其中：hs为中空玻璃气隙层的导热系数W/(m2·K)
N——中空玻璃气层数
d----构成中空玻璃的单层玻璃的厚度，m
——玻璃的导热系数，W/(m2·K)
可见，中空玻璃的导热系数与玻璃的导热系数和气隙层的导热系数正相关，与玻璃的厚度负相关；气体间隙层的导热系数包括间隙层的气体导热系数和组成间隙层的两片玻璃的导热系数。辐射导热系数；由此可见，在使用中空玻璃时，由于气隙层的存在，中空玻璃的传热系数主要由气体导热和玻璃的辐射导热决定，从而大大降低了热量的传递。中空玻璃系统的转移。热系数；对于6mm+12A+6mm普通中空玻璃，传热系数Ug=2.9 W/(m2·K)；通过计算可得：假设条件下，冬季室外环境温度To=-5，室内温度Ti=26，室内相对湿度Rh=60%；室内玻璃表面温度T=14.8，比普通单层玻璃室内表面温度高11.3
玻璃的节能特性显着提高；但室内表面温度仍低于室内环境的露点温度，Dew=17.6；寒冷的冬季仍会出现凝露问题；因此，中空玻璃的性能仍需优化。
方法一、使用充有惰性气体的中空玻璃
由式（1）的解释可以得出，中空玻璃的传热系数与气体的导热系数有关；因此，中空玻璃腔体内充满了高分子和高粘度的惰性气体，如氩气、氪气、氙气等，这些惰性气体比重比空气大，气体流动性差，导热系数低，气体对流、传导传递的热量大大减少；
下表为不同气体的特性
表1 气体特性指标
从表1数据可以看出，氪气的导热系数最低，对提高中空玻璃隔热性能效果最好。对于6LOW-E+12A+6中空玻璃，充入氪气可以降低玻璃的传热系数。约0.6W/(m2·K)，但氪气非常昂贵，单位面积增加的成本甚至在100多元。应用于建筑玻璃上不经济，不易推广。但用于一些高端产品以及特种工业玻璃领域；氩气作为一种廉价的惰性气体，可以直接从空气中分离出来。它还具有良好的热性能，因此广泛应用于建筑节能门窗玻璃；
充有惰性气体的中空玻璃必须保证其良好的密封特性，防止昂贵高效的惰性气体随着时间的推移而泄漏，导致中空玻璃性能的衰减；一般来说，对于惰性气体填充的气体中空玻璃，如果采用硅酮结构胶作为二次密封胶，必须采取严格的措施控制丁基胶宽度、丁基胶涂布量、间隔条接口背密封等加工工艺。正常工艺生产的中空玻璃，年气体泄漏率不应超过1%。同时必须按照最新GB/T 11944规定进行气封耐久性测试。
那么，对于中空玻璃来说，充入氩气能够给中空玻璃的性能带来多大的提升呢？
由式（1）可知，中空玻璃的导热系数与间隙层气体的导热系数hg呈正相关；
式(2)表明间隔层气体的热导率与努塞尔准则Nu成正比。努塞尔准则是与两个玻璃腔内表面之间的温差和气体的不同物理性质有关的参数。因此，填充惰性气体对中空玻璃传热系数的影响与不同气体的物理性质、气体浓度、气层厚度等因素有关。我们根据不同的标准体系对充氩中空玻璃的常见配置进行了模拟计算，结果如表2所示。
表2 常用中空玻璃参数计算
玻璃配置6low-e+垫片+6mm
从表2的计算数据可以看出，无论采用哪种标准体系计算，对于不同间隔条宽度的中空玻璃，充氩气时与不充氩气时的传热系数降低值为0.25-0.40之间；一般来说，空气层越薄，氩气对中空玻璃传热系数的提高越明显；
另外，无论中空玻璃是否充有惰性气体，我们在设计门窗时都需要注意窗户的角度。对于用于采光的天窗或屋顶坡度窗，在计算整个窗户的热性能时，需要考虑室内外的实际温差以及玻璃角度对腔内对流模式的影响。图2为中空玻璃水平状态下内部对流换热情况。由于对流换热循环路径较小，传热效率提高，使得玻璃在水平状态下的传热系数大于垂直状态下的传热系数。冬季，室内温度高于室外温度，形成向上的热流；夏季，室内温度低于室外温度，没有向上的热流。因此，在冬季，大角度使用的窗户的实际传热系数要高于垂直窗户。直窗较大，这在我们的热计算中需要特别注意。
图2 中空玻璃水平状态下内部对流换热工况
方式二、调整中空玻璃空腔厚度
由式（2）可知，中空玻璃传热系数的影响因素与充入气体的物理性质、气体浓度、气层厚度、中空玻璃内表面温差等因素有关。两个玻璃室。当然，也与玻璃有关，与表面发射率、玻璃的厚度等因素有关；因此，对于给定的两块基板玻璃，调整两块玻璃之间的距离，即设置不同的间隔条宽度，可以获得玻璃的最佳传热系数，并且这个最佳传热系数根据不同的条件而有很大的变化。不同的环境条件。如表2所示，根据EN673标准计算，16A的空气层U值最低，对于这种配置，16A的U值比12A的U值低0.14~0.24，即性能提升10%-15%；当选择宽度大于16A的间隔条时，气层过宽，带来更多的对流换热，从而进一步提高玻璃的U值。根据JGJ151标准计算，12A间隔层的U值最低，对于该配置，12A的U值比16A的U值低0.04~0.06，即性能提高2%-4%；因此，我们通常说12A，中空间隔条宽度为16A，可以获得优异的中空玻璃传热系数。这就是为什么我们经常看到中空玻璃隔条的规格往往集中在12A和16A之间。图3是不同气体、不同厚度中空玻璃传热系数的线性对比图。
EN 673标准与JGJ151标准的测试条件存在较大差异。两个标准的边界条件如表3所示；不同标准条件下计算结果不同的原因与标准体系的测试环境条件有关。因此，我们说，对于某种类型的填充气体，哪种间隔条宽度可以使中空玻璃获得最佳的传热系数，应根据具体的气体类型和产品的使用标准体系（测试环境条件）来确定。设计最佳的中空玻璃结构需要参考产品使用地的实际气候条件。
表3 EN 673标准和JGJ标准的边界条件
图3 中空玻璃传热系数随气层厚度和标准边界条件的变化
路径3.使用低辐射镀膜玻璃
中空玻璃系统的导热系数ht可由下式计算
式中，hs为中空玻璃气隙层的导热系数，其值取决于气隙层的气体导热系数hg和中空玻璃气隙中两片玻璃的辐射导热系数hr层；其中hr可以根据以下公式计算
式中，1、2为中空玻璃内外片内表面的修正辐射率；可见，中空玻璃的传热系数与构成中空玻璃单元的内外基板的表面发射率密切相关。因此，为了获得更好的隔热性能，我们通常选择低辐射镀膜玻璃作为中空玻璃基板，以获得更好的隔热性能；
LOW-E节能玻璃是建筑外维护结构选用的关键材料。主要原因是建筑维护结构必须达到的功能包括——保温、遮阳、美观，而LOW-E玻璃可以平衡这几大因素。它不仅可以实现建筑物的隔热，避免大量的热量通过玻璃散失，而且可以实现良好的遮阳性能，允许更多的太阳光谱中的可见光部分进入室内，同时允许更少的太阳辐射热量通过玻璃进入；同时具有更广阔的选择空间，多种性能参数匹配，多种色彩，满足不同地域、不同建筑风格的设计需求。 LOW-E膜通过其功能层银层的光谱选择性，可以实现对太阳辐射的有效利用；太阳辐射中的热量直接穿过玻璃，玻璃吸收再辐射的量越多，玻璃的隔热性能就越低。越好，遮光性能越好；物体的热辐射被玻璃吸收并重新辐射的比例越小，发射率越低，玻璃的隔热性能越好。
高性能LOW-E中空玻璃可以实现极低的传热系数。表4是从各种中空玻璃组合获得的参数的比较。
表4 不同中空玻璃结构参数对比
路径4特种玻璃技术应用
随着玻璃技术的不断发展，节能玻璃技术日新月异。目前已有不少采用特殊深加工技术的节能玻璃，并取得了良好的应用效果，如真空玻璃、热镜玻璃、内悬贴膜玻璃、智能调光等。低辐射节能玻璃、气凝胶中空玻璃等
a) 真空玻璃应用：
真空玻璃是由微小支撑物将两片平板玻璃隔开的特殊玻璃。玻璃周边通过光纤焊接密封。中间的气体通过抽气孔抽成真空，然后关闭抽气孔以维持真空层。真空玻璃的隔热性能非常优异，主要是因为真空层的存在大大减少了热量的对流和传导损失；同时，真空玻璃还可以与LOW-E玻璃复合形成真空复合中空玻璃，以获得优异的性能参数。一块6mm真空玻璃的隔热性能相当于370mm厚的实心粘土砖墙。与单层玻璃相比，每平方米每年可节能700MJ，相当于192千瓦时电力、1000吨标准煤。极其节能。理想的真空玻璃还具有良好的隔音性能。 6mm厚的真空玻璃可将室内噪音降低至45dB以下（降噪值在33-35dB左右）。真空玻璃技术近年来发展迅速，其性能也在不断提高。逐步完善了支撑点固定、低传热、抽气孔密封工艺、封边工艺等技术问题，在基板钢化问题上也取得了重大突破，可大大降低玻璃破碎后的安全隐患。安装。
对于真空玻璃本身而言，它具有极低的传热系数。但对于真空玻璃窗系统，我们需要认真对待玻璃边缘的热桥问题。如果真空复合中空玻璃能够真正发挥其综合性能，建议在玻璃边缘使用暖边间隔条，解决边缘热桥问题，实现整个窗户更好的隔热性能。如果能够解决单片真空玻璃和型材嵌入节点的设计，实现边缘无热桥处理，这将是未来有很大发展空间的解决方案。
b) 气凝胶中空玻璃的应用
中空玻璃空腔内不充入空气或其他惰性气体，也不抽成真空状态，而是填充透明固体绝热材料。这样仍然可以获得隔热性能较好的中空玻璃。有机硅气凝胶材料的导热系数非常低，其硅颗粒含有比可见光波长小得多的微孔材料。气凝胶中空玻璃导热系数测试数据如图4所示。
图4 气凝胶玻璃和LOW-E中空玻璃的导热系数
目前正在开发多种更高性能的气凝胶玻璃产品，具有更高的可见光透过率、更低的传热系数、更好的隔音性能以及更好的可靠性和耐用性； 27mm厚的气凝胶中空玻璃可获得0.7W/(m2·K)左右的Ug值，但该产品的发展也受到价格和产能等因素的制约。
OK，关于门窗节能技术策略深度解析（玻璃专题）和的内容到此结束了，希望对大家有所帮助。
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答： 选择节能窗户首先要看其透光性，避免过大的太阳輻射进入室内造成室溫過高而浪费能源；可以选择具备隔熱、隔聲功能的玻璃材質，例如強化玻璃、中空玻璃等。另外，可以根据不同的使用环境选择不同性能的玻璃，例如北方的窗户更注重保温，南方则更注重隔热。
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答： 在选择玻璃时，还应该关注其透光率和隔熱系数的表现。一般来说，较高透光率可以让室內更加明亮，但同时也要考虑隔熱係數是否足够高，以减少對空调系统的依赖。 选择不同顏色、厚度、結構等材質的玻璃，可以有效地调节室內的温度和光线。
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