在我国有着悠久的历史,可以追溯到三千多年前的商、周。建筑门窗作为我国古代灿烂建筑文明的组成部分,堪称中华文化宝库中一颗璀璨的明末。我国境内已知最早的人类住所是天然岩洞。 “古穴吾而野处”无数奇异深幽的洞穴为人类提供了最原始的家,洞穴口的草盖大约便是最早的门。进入奴隶社会后,我国出现了最早的规模较大的木架夯土建筑和庭院,从而出现了具体定义的门窗。唐宋以后的资料更多。一般做建筑的外门与内部隔断,此时的门窗都是木制,强调的是其艺术性和象征意义。
我国现代建筑门窗是在二十世纪发展起来的,1911年钢门窗传入中国,主要是来自英国、比利时、日本的产品。七十年代后期,国家大力实施“以钢代木”的资源配置政策,大大推进了钢门窗的发展。八十年代是传统钢门窗的全盛时期,市场占有率一度(1989年)达到⒛%。铝合金门窗七十年代传入我国,随着国民经济治理整顿深入发展并取得成效,铝门窗系列也由八-十年代初的4个品种、8个系列,发展到40多个品种、200多个系列,形成较为发达的铝门窗产品体系,确立了支柱产品地位。尤其是2000年伴随着欧洲穿条技术进入中国,出现了新型断桥铝门窗。断桥铝门窗彻底克服了原有铝合金门窗不节能的弱点,并有效保持甚至将铝门窗原有优点发挥的更为淋漓,受到国内大多数政府类建筑、中高档商业楼盘等业主的青睐,在我国隔热门窗得到了蓬勃的发展。
从图1即可看出来我国市场门窗品种分布的一个显著特点就是铝合金门窗占据半壁江山,这其中随着国家对建筑节能的日益重视,断桥铝门窗的发展更是可以用日新月异来形容。旺盛的市场需求催生了技术和材料的不断变革,从最初的普通铝型材配置单层玻璃到现在中空玻璃配置断桥铝型材已经成为市场的绝对主流。来自欧洲成熟市场的厂商带来的不仅仅是产品,也让中国的铝型材企业、门窗幕墙企业、配套件企业有了新的生命力和发展方向。 “系统”这个词无疑是行业内近几年的一个绝对热点词语!国外优秀的系统公司在纷纷进入中国,国内的铝型材企业、门窗幕墙企业也都在推陈出新的开发适合自己的系统产品,以便实现自己从做产品到做系统的有效角色转化。
所谓“系统”,中华大辞典的解释为“同类事物按一定的关系组成的整体”。放在门窗行业内可以简单理解为门窗系统就是将玻璃、型材、五金件、隔热条、胶条等材料按照最精密公差配合、最优化性能组合在一起最终形成的门窗产品,此即为门窗系统。再衍伸意义上讲,门窗系统即有一整套的产品和服务能够满足市场的变化、客户的需求。
门窗系统开发到今天,情况还是良莠不齐。以隔热铝门窗为例,中空玻璃和隔热型材的选用已经成方了一个基础共识。但是在此基础上,作为隔热铝门窒的核心节能部件—— 隔热条、胶条、间隔条的使用是否得当却乏人关注,殊不知,一个系统的成败往往决定于一个或者几个细节的完善与否。本文中,笔者淳就隔热铝型材断面设计中几个细节问题做对比说明。
本文应用的是Therm5.0(注:THERM5是用有限单元法计算门窗框和玻璃边缘稳态传热的软件,计算所用的公式不口方法基于ISO15099和ISO10077。THERM5计算的窗框性能数据可以导入WINDOWS5,与玻璃数据—起组成整个门窗或幕墙,计算综合的性能数据2同时,THE-5也可单独作为分析软件,研究框材部的传热模型,找出设计缺陷,提高产品性能。这款软件是美国劳伦斯伯克利国家实验室所设计的一款产品,也是中国建设部门窗节能工作推荐软件之一)软件进行的热工模拟,模拟环境为两个完全相同的型材断面和玻璃配置,每次更换一个变量,来分析比较红节的改动对整体系统的影响大小。
众所周知,传热的途径有如下三种:热传导、对流、热辐射。在断桥铝型材中,这三种形式是并存的。其中热传导和对流起到决定性的作用。故要想改善型材的热工性能,就要从这几个方式上想办法,尽可能的降低型材的导热性能,也就是要把常说的U值降下来。
隔热条的应用已经非常普及,我们看到绝大多数的型材断面也是应用了I、C、T、CT这几个基础类型的隔热条。那么,应用I型条和应用C型条对型材的导热性能到底有没有影响呢?影响又有多大?
上面的图2和图3是同一个型材断面,分别应用I20和C20的隔热条,其他设计和配置完全相同的情况下做得模拟。本例中,应用C型条比应用I型条的U值降低了3.87-3.71=0.16.上面的计算结果可以以看出来应用本目同宽度的C型条要比I型条的隔热型材U值小一些。
以上模拟结果可以通过了解热阻R的定义来理解。根据传热学公式,R=A/(kL)。其中L为平板的厚度,A为平板垂直于热流方向的截面积,k为平板材料的热导率。相同宽度隔热条,C型条的A比I型条的大,而K、L是相同的,故C型条的自身热阻要比I型条大,也就是应用相同宽度C型条的型材热传导性能要比应用I型条的节能效果好。