“十二五”期间北京市对建筑节能的要求从节能65%到75%，随着这项指标的提出,北京市《居住建筑节能设计标准》(DB11/891-2012)于2013年1月1日正式实施，作为建筑围护结构的门窗行业将要面临着巨大的挑战,新标准中对门窗节能起着评判作用的传热系数“K”值做了明确规定，门窗产品的“K”值将从原标准的K≤2.8w/m2·K提升至1.5W/m2·K≤K≤2.0W/m2·K范围内，这对门窗的节能性提出了更高的要求。门窗的传热系数可按下式计算:
从上面公式中可以看出,门窗传热系数的高低取决于窗框和玻璃的传热系数以及窗框和玻璃之间线传热三个方面,门窗市场三大主导产品的塑料门窗、断桥铝合金门窗、实木门窗对于玻璃以及玻璃和窗框之间的线传热的选择是相同的,因此对于三种门窗而言,在玻璃选择相同的情况下窗框本身的传热系数决定了门窗的传热系数,门窗节能性主要是改善材料的保温隔热性能和提高门窗的密封性能来实现。
在新的节能标准下三种门窗配置如何选择,做以简单的阐述:
1.塑料门窗
在传热方面,塑料门窗材料属于热的不良导体,因此塑料门窗的窗框传热系数较低,塑料门窗的框玻比一般为30%左荏亍。在逆争核天冫室(K≤2.8w/m2·K)下,塑料门窗多以60系列3腔室为市场上的主流产品,这种产品窗框的传热系数Kf=2.0W/m2K左右,配上普通中空玻璃5mm+12A+5mm(传热系数见表1),根据整窗的传热系数计算公式,门窗的K值约为26W/m2·K左右(见图1),这种产品已经不能满足新标准要求,为了降低门窗的传热系数,需要增加系列和增加腔室数量来实现。根据门窗传热系数计算公式以及窗框的传热系数(见表2)和玻璃的传热系数(见表1),新的标准要求门窗的K值=2.0W/m2·K,需要的塑料门窗的配置为:型材为65系列四腔体结构,玻璃配置为5mm+9A+5mm+9A+5mm。见图2。或者配中空Low—E玻璃,对于新标准中的K值=1.8Wm2·K和K值=1.5W/m2·K的塑料门窗酉己置,需要J曾力口系列(如70系列、80系列、90系列等等),对于玻璃可以选择Low—E中空玻璃以及三玻两腔Low—E玻璃等,来满足不同K值的要求。如图3、图4所示。
2.断桥铝合金门窗
断桥铝合金门窗属于金属门窗,它的最大的缺点是导热快,断桥铝合金门窗的框玻比一般为25%左右。在老标准(Kˉ≤2.8W/m2·K)下,断桥铝合金门窗多以60系列隔热条长度在14.8mm~20mm为市场上的主流产品(见图5)。为了降低门窗的传热系数,需要增加系数和增加隔热条长度以及改变隔热条形状来实现。根据门窗传热系数计算公式以及窗框的传热系数(见表3)和玻璃的传热系数(见表1),新的标准要求门窗的K值=2.0W/m2·K,需要断桥铝合金的配置为：型材70系列隔热长度为30mm结构形式,玻璃配置为5mm+9A+5mm+9A+5mmLOW—E(见图6)。对于新标准中的K值=1.8W/m2·K和K值=1.5W/m2·K的断桥铝合金门窗配置，需要和增加隔热条长度(如40mm隔热条)以及改变隔热条的结构,如隔热条为腔体式结构等方式。再结合不同的玻璃传热系数来实现。如图7、图8所示。
3.实木门窗
实木门窗有两种类型的门窗。一种是纯实木门窗,另一种是铝包木门窗。木材与塑料、断桥铝合金材料相比导热系数最低,它本身具有天然的保温隔热属性,是最好的窗框材料。实木门窗的框玻比一般占32%左右，配上普通中空玻璃5mm+12A+5mm,整窗的传热系数就可达到2.3W/m2·K。新的标准要求门窗的K值=2.0W/m2·K,对于木门窗来说只需要改变中空玻璃配置如配上三玻两空或配上Low—E玻璃就可满足。对于新标准中的K值=1.8W/m2·K和K值=1.5W/m2·K来说选择传热系数低的中空玻璃或者增加系列来实现。如图9、图10所示。
塑料门窗和实木门窗由于框的传热系数较低,达到新的节能标准相对容易些,而对于断桥铝合金来说,节能要求越高时,其难度就越大,综合性价比就会降低。欧美发达国家塑料门窗市场占有率50%以上,实木门窗市场占率为30%左右,断桥铝合金门窗市场占有率为16%左右,这也是为什么在欧洲断桥铝合金门窗市场占有率低的原因。需要说明的一点是市场中的铝木复合门窗(以断桥铝为主体结构室内镶有木材)属于断桥铝合金门窗范围内,它不属于实木门窗,它的传热系数只比断桥铝合金门窗降低0.1~0.2的K值。
门窗是一个完整的系统,从设计、制造、安装和使用的每个环节都会对其能耗造成不同程度的影响,提高和改善门窗的节能性能应抓好设计阶段,特别是抓好门窗结构设计和材料的使用等关键环节,门窗企业应不断增强自主创新能力,使新产品、新技术得到广泛应用,开发出符合中国国情的门窗系列节能产品,我们相信,随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高,塑料门窗、断桥铝合金门窗和实木门窗的市场占有率将会发生变化,高性能节能门窗将成为今后门窗的主流产品。