【門窗幕墻網】
一、前言
被動式房屋(Passive House)是歐洲倡導的一種新型節能建筑，在歐洲尤其是德國發展的較為迅速，這正是得益于德國政府重視節能。德國的門窗節能規范要求高,目前北京執行的75%節能標準規定為整窗 值小于2.0 W/(m 2·K)，落后德國整整20年。在中國大力推行建筑節能工作的時候，“被動房”成為一個很總要的平臺。被動房的研發和推廣對我國建筑節能政策的推進和門窗節能技術的提升有著非常重要的意義。
筆者采取不同隔熱條截面寬度的隔熱鋁合金型材，隔熱條截面高度取為14.8mm、18.6mm、24mm、30.0mm、34mm、35.3.0mm、41.0mm、44mm、50mm、54mm、和64mm，熱工性能計算結果見表2、表3：
從表2中可以看出，隔熱條截面高度從14.8mm增加至24.0mm時，型材節點（詞條“節點”由行業大百科提供）的傳熱系數從3.28w/㎡.k 降低至2.64w/㎡.k ，降低幅度為0.64 w/㎡.k ;若按框窗比30%計算，整窗的傳熱系數可降低約0.2 w/㎡.k 。因此，增加隔熱條截面寬度可改有效善鋁合金窗節能效果。
同時結合表3的折線圖中可以看出：做近似計算，隔熱條截面寬度每增加5mm，隔熱條對型材傳熱系數降低的貢獻大約為0.3 w/㎡.k，對整窗傳熱系數降低的貢獻大約為0.1 w/㎡.k 。
2. 框扇多道密封對框扇節點熱工性能影響研究
筆者對比了雙道密封和三道密封的熱工結果，對比結果如圖1：
采用三道密封時，即框扇空腔內部多了鴨嘴膠條，而扇下側隔熱條設計為T形從上圖可以看出，使用雙道密封時模擬計算結果為2.923 w/㎡.k ;使用三道密封時模擬結果為2.729 w/㎡.k ，降低幅度0.194 w/㎡.k 。經熱工計算，整窗傳熱系數降低約0.058 w/㎡.k 。
3.框玻膠條形式對型材熱工性能影響
筆者對比了普通膠條和長尾膠條的熱工結果，對比結果如圖2：
使用普通膠條時模擬結果為2.923w/㎡.k ;使用長尾膠條時模擬結果為2.877w/㎡.k ，降低幅度0.046w/㎡.k 。經熱工計算，整窗傳熱系數降低約0.014w/㎡.k 。
4.泡沫填充對型材熱工性能影響
筆者對比了未填充泡沫和填充泡沫的熱工結果，對比結果如下圖3：
未使用泡沫填充時模擬結果為2.923 w/㎡.k ,使用泡沫填充時模擬結果為2.843 w/㎡.k ，降低幅度0.08 w/㎡.k 。經熱工計算，整窗傳熱系數降低約0.024 w/㎡.k 。
5.玻璃墊塊對型材熱工性能影響
筆者對比了未填充泡沫和填充泡沫的熱工結果，對比結果如圖4：
未使用玻璃墊塊時模擬結果為2.923w/㎡.k ,使用玻璃墊塊時模擬結果為2.777 w/㎡.k ，降低幅度0.146w/㎡.k 。經熱工計算，整窗傳熱系數降低約0.044w/㎡.k ).
5.隔熱條Low-e膜對型材熱工性能影響
筆者對比了未使用Low-E隔熱條和使用Low-E隔熱條的熱工結果，對比結果如圖5：
未使用隔熱條Low-E膜時模擬結果為2.923 w/㎡.k ,使用隔熱條Low-E膜時模擬結果為2.795 w/㎡.k ，降低幅度0.128 w/㎡.k 。經熱工計算，整窗傳熱系數降低約0.038 w/㎡.k ).
6.綜合方案對型材熱工性能影響
最后，筆者對比了初始方案和使用上述所有優化方案的熱工結果，對比結果如圖6：
綜合上述，使用24mm隔熱條的隔熱復合型材Uf值模擬結果為2.923 w/㎡.k ,使用上述5中優化方案后時模擬結果為2.451 w/㎡.k ，降低幅度0.472 w/㎡.k 。經熱工計算，整窗傳熱系數降低約0.142 w/㎡.k ).
二、暖邊（詞條“暖邊”由行業大百科提供）熱工性能影響：
與鋁間隔條相比，能有效改善中空玻璃邊部導熱性的間隔條就是暖邊間隔條。暖邊間隔條大多使用導熱系數較低的材料替代傳統鋁條，有效降低玻璃邊部的熱量流失和提升玻璃邊部內表面溫度，提高居住舒適度。
依照JGJ/T 151-2008 ，整樘窗的傳熱系數計算公式為：
根據表4可以得出，常見窗型使用暖邊間隔條后，整窗傳熱系數可以改善(降低)0.14~0.18w/㎡.k ，同時可以有效地提升外窗內表面(包括玻璃邊緣)溫度。筆者分別使用鋁間隔條和暖邊間隔條模擬同一個節點，比較溫度曲線差異，結果如圖7所示：
根據《被動式超低能耗技術導則》第30條可知：被動式超低能耗外窗為防止結露，外窗內表面溫度(包括玻璃邊緣)不應低于13°C,且平均大于17度。上圖使用鋁邊間隔條的節點內表面溫度為12.2°C，小于13°C，未能達到被動式超低能耗用窗的要求;而使用暖邊間隔條的節點內表面溫度為14.4°C，大于13°C，符合被動式超低能耗用窗的要求。
綜上可知,使用暖邊間隔條可以較大程度改善整窗的傳熱系數;并且可以提升外窗內表面溫度，使用暖邊間隔條的內表面溫度比使用鋁邊間隔條的內表面溫度高出2.2度，可以有效降低玻璃邊緣結露的可能性，提升了居住的舒適性。可以有效降低玻璃邊緣結露的可能性，提升了居住的舒適性;可以更好迎合四步節能的趨勢，并且滿足被動式用窗的相關指標要求。
根據《被動式超低能耗綠色建筑應用技術導則》中的相關規定，對不同氣候區外窗的傳熱系數有著嚴苛的規定。從圖中我們可以看出，外窗的傳熱系數值為0.8 w/㎡.k 、1.2 w/㎡.k 、1.5 w/㎡.k 和2.0 w/㎡.k 這4個值是非常重要的“分水嶺”。筆者針對不同氣候區設計了不同的鋁合金門窗配置的解決方案：
四、結論
(1)整窗U值小于0.8w/㎡.k 的外窗傳熱系數配置需要使用54mm以上的隔熱條，并且64mm隔熱條的解決方案已經應用在很多德國被動房門窗的認證中;
(2)整窗U值小于1.0w/㎡.k 的外窗傳熱系數配置需要使用41mm以上的隔熱條，同時需要配合真空玻璃（詞條“真空玻璃”由行業大百科提供），或者使用54mm隔熱條，并配合高性能的中空玻璃;
(3)整窗U值小于1.2w/㎡.k 的外窗傳熱系數配置需要使用34mm以上的隔熱條，同時需要配合極高性能的中空玻璃或使用真空玻璃;
(4)整窗U值小于1.5w/㎡.k 的外窗傳熱系數配置也需要使用34mm以上的隔熱條，同時配合較高性能的中空玻璃;
(5)整窗U值小于2.0w/㎡.k 的外窗傳熱系數配置需要使用24mm以上的隔熱條，同時配合較高性能的中空玻璃。
五、結束語
目前我國的節能建筑發展蒸蒸日上，但在技術標（詞條“技術標”由行業大百科提供）準和產品性能方面和被動房還存在很大差距，隨著被動式超低能耗綠色建筑在中國的迅速普及和大力推廣，滿足相關性能的外窗研發和推廣也勢在必行。伴隨著國內陸續出現的鋁合金（詞條“鋁合金”由行業大百科提供）門窗獲取PHI被動房認證，鋁合金（詞條“合金”由行業大百科提供）門窗無法滿足被動式超低能耗綠色建筑節能要求的言論也被打破，開創了節能建筑事業的新篇章。
