鋁合金節能門窗的節能缺陷分析
發布時間：2010-01-14 共2頁
一、鋁合金節能門窗目前存在的節能缺陷
1、節能缺陷分布
①. 節能缺陷主要分布在框、扇的冷腔結構的設計；
②. 框、扇角部接合；
③. 中挺與外框的接合部位；
④. 鉸鏈合葉部位；
⑤. 框與開啟扇的密閉；
⑥. 排水孔及排水導流方式；
2、節能缺陷部位分析
①. 框扇的冷腔結構
首先框扇的冷腔結構及截面間隙的幾何尺寸，選取多大才能夠使空氣對流速度最低，且空氣間隙也能滿足要求（假設室內外空氣溫度差為±20oC）。按熱工學原理得知，如果腔室過大，空氣形成對流的速度就大，腔室過小空氣間隔層保溫節能能力下降，造成冷腔空氣隔層及易穿透形成短路，從而形成快速傳導，使節能的效果大幅降低。既如此就應有一個范圍是上述兩個因素的最佳結構狀態，而這個最佳結構狀態也正是鋁合金節能門窗冷腔設計的關鍵所在。
②. 框、扇角部接合缺陷
框扇均為承力桿件，其角部受連接方式的影響，除應滿足角部強度應用組角膠外，對接密閉是節能的關鍵。現實中往往接縫難以密封到位，在加受成本影響，國外成熟的技術因價格較高顧客大多難以接受。在此情況下缺陷便暴露出來了，不但節能效果大幅下降，而且水密、氣密也大打折扣。主要原因在于鋁材接合面因材料、加工工藝、擠角或組裝位移誤差造成間隙，或整窗承力后承力桿件產生位移錯位，撕裂組角膠形成局部空氣貫通形成空氣對流，嚴重影響了整窗的綜合性能。此薄弱環節的U值也是最高的。
現有條件解決辦法：
a).改進冷腔設計，增加過渡空氣腔，使內外空氣溫度形成階段過渡，提高其保溫隔熱性能。
b).改進角碼截面設計，增加角部注膠，使擠角后能夠在腔體內注入專用密封膠。
c).提高（型腔與角碼配合）角碼切割下料精度（控制在0.05—0.15毫米），使擠角后同一平面最大誤差不大于0.15毫米。
d).保證擠角位置點，使一角單側保證4個擠角點，一個角共8個擠角點，增加結構強度及抗變形能力。
e).改進擠角定位（前后）精度，使誤差減小到0.5毫米以下。
f).增加擠角后固化時間，保證組角膠的完全固化。
g).保證正確的安裝固定方式，是確保安裝的整窗能否滿足高性能的關鍵。
③.中挺（加強中挺）與外框的接合部位缺陷
目前中挺與外框的連接多采用單體鋁角碼橫向固定后在縱向拉緊，由此產生如下幾個問題：
a). 一是由于硬質連接及型材懸臂輕微變形，造成氣密和水密極難滿足很高的要求。
b). 二是中挺與外框接合處形成貫通，造成空氣的冷熱傳導，影響節能效果。
解決辦法：
a).改進中挺與外框聯接的角碼連接形式，改進工藝使中挺與外框的接合部緊密閉合，如設計出過渡子口在腔體局部注入密封膠、或設計接頭密封件，阻斷空氣的冷熱傳導。
b). 在目前情況下應在門窗小分格及框、扇內下角外側打膠密封。
c). 提高外框與中挺榫接配合精度（0.05—0.15毫米），即可滿足同一平面最大誤差不大于0.15毫米，又可避免中挺軸向因承加玻璃荷載后的扭轉。
④.鉸鏈、合頁部位
鉸鏈、合頁部位因其開啟的方式所限，在密封上必然產生一定的縫隙，也直接影響到整窗的節能效果。
解決辦法：
a). 加強鋁型材生產、加工和安裝精度控制，保證材料基本參數的穩定及密封膠條完整與到位。
b). 采用隱藏式合頁或鉸鏈是最佳解決辦法，可以使開啟扇四周的膠條形成完整連續的壓接，減少能量損失。
⑤. 開啟扇的密閉
開啟扇由于型材在生產擠出、復合過程中的變形和在加工及安裝過程中存在的誤差積累，以及所采用五金件的不同，使膠條的密閉均勻程度產生較大的差別，從而影響密閉效果，降低節能性能。雖然采用多點鎖（根據實際情況確定數量，避免浪費）可以加強密閉程度，使性能有較大幅度的提高，但是由于增加成本較多，在使用中受到限制。
解決辦法：
a). 較大開啟扇采用多點鎖均勻鎖閉，使開啟扇的四周壓接量盡量均勻，增加密閉程度。
b). 鎖點安裝要視開啟扇大小和鎖點的數量確定最佳位置，在配合安裝膠條時，轉角處的膠條能夠均勻過度，使密閉達到最佳狀態。
c). 同一型材所使用的密封膠條，應針對不同形式的五金件鑒定其適用性。防止因五金件不同造成的密封缺陷。
⑥.排水孔及排水導流方式對能耗的影響
內開窗框外側雖然處于開放狀態，由于有等壓膠條的阻隔，可以在一定程度上減緩冷熱空氣的傳導（損失也較大）。而窗框、扇排水方式以直通式居多，少數企業開啟扇采用排水腔導流實現下排水。尤其是開啟扇直通式排水，由于銑通空氣腔，致使中空玻璃四周間隙處于開放狀態，造成冷熱空氣的直接傳導到開啟扇的內側形成冷熱空氣的快速交換，造成能量的消耗和節能效果的降低。
解決辦法：
a). 阻斷鑲嵌中空玻璃槽口內的空氣對流，使中空玻璃兩側的冷熱空氣直接交換途徑中斷，從而提高保溫性能。
b). 設計多腔結構，使排水腔獨立于空氣腔，對空氣的流通形成較大阻力，從而提高保溫性能。
1、節能缺陷分布
①. 節能缺陷主要分布在框、扇的冷腔結構的設計；
②. 框、扇角部接合；
③. 中挺與外框的接合部位；
④. 鉸鏈合葉部位；
⑤. 框與開啟扇的密閉；
⑥. 排水孔及排水導流方式；
2、節能缺陷部位分析
①. 框扇的冷腔結構
首先框扇的冷腔結構及截面間隙的幾何尺寸，選取多大才能夠使空氣對流速度最低，且空氣間隙也能滿足要求（假設室內外空氣溫度差為±20oC）。按熱工學原理得知，如果腔室過大，空氣形成對流的速度就大，腔室過小空氣間隔層保溫節能能力下降，造成冷腔空氣隔層及易穿透形成短路，從而形成快速傳導，使節能的效果大幅降低。既如此就應有一個范圍是上述兩個因素的最佳結構狀態，而這個最佳結構狀態也正是鋁合金節能門窗冷腔設計的關鍵所在。
②. 框、扇角部接合缺陷
框扇均為承力桿件，其角部受連接方式的影響，除應滿足角部強度應用組角膠外，對接密閉是節能的關鍵。現實中往往接縫難以密封到位，在加受成本影響，國外成熟的技術因價格較高顧客大多難以接受。在此情況下缺陷便暴露出來了，不但節能效果大幅下降，而且水密、氣密也大打折扣。主要原因在于鋁材接合面因材料、加工工藝、擠角或組裝位移誤差造成間隙，或整窗承力后承力桿件產生位移錯位，撕裂組角膠形成局部空氣貫通形成空氣對流，嚴重影響了整窗的綜合性能。此薄弱環節的U值也是最高的。
現有條件解決辦法：
a).改進冷腔設計，增加過渡空氣腔，使內外空氣溫度形成階段過渡，提高其保溫隔熱性能。
b).改進角碼截面設計，增加角部注膠，使擠角后能夠在腔體內注入專用密封膠。
c).提高（型腔與角碼配合）角碼切割下料精度（控制在0.05—0.15毫米），使擠角后同一平面最大誤差不大于0.15毫米。
d).保證擠角位置點，使一角單側保證4個擠角點，一個角共8個擠角點，增加結構強度及抗變形能力。
e).改進擠角定位（前后）精度，使誤差減小到0.5毫米以下。
f).增加擠角后固化時間，保證組角膠的完全固化。
g).保證正確的安裝固定方式，是確保安裝的整窗能否滿足高性能的關鍵。
③.中挺（加強中挺）與外框的接合部位缺陷
目前中挺與外框的連接多采用單體鋁角碼橫向固定后在縱向拉緊，由此產生如下幾個問題：
a). 一是由于硬質連接及型材懸臂輕微變形，造成氣密和水密極難滿足很高的要求。
b). 二是中挺與外框接合處形成貫通，造成空氣的冷熱傳導，影響節能效果。
解決辦法：
a).改進中挺與外框聯接的角碼連接形式，改進工藝使中挺與外框的接合部緊密閉合，如設計出過渡子口在腔體局部注入密封膠、或設計接頭密封件，阻斷空氣的冷熱傳導。
b). 在目前情況下應在門窗小分格及框、扇內下角外側打膠密封。
c). 提高外框與中挺榫接配合精度（0.05—0.15毫米），即可滿足同一平面最大誤差不大于0.15毫米，又可避免中挺軸向因承加玻璃荷載后的扭轉。
④.鉸鏈、合頁部位
鉸鏈、合頁部位因其開啟的方式所限，在密封上必然產生一定的縫隙，也直接影響到整窗的節能效果。
解決辦法：
a). 加強鋁型材生產、加工和安裝精度控制，保證材料基本參數的穩定及密封膠條完整與到位。
b). 采用隱藏式合頁或鉸鏈是最佳解決辦法，可以使開啟扇四周的膠條形成完整連續的壓接，減少能量損失。
⑤. 開啟扇的密閉
開啟扇由于型材在生產擠出、復合過程中的變形和在加工及安裝過程中存在的誤差積累，以及所采用五金件的不同，使膠條的密閉均勻程度產生較大的差別，從而影響密閉效果，降低節能性能。雖然采用多點鎖（根據實際情況確定數量，避免浪費）可以加強密閉程度，使性能有較大幅度的提高，但是由于增加成本較多，在使用中受到限制。
解決辦法：
a). 較大開啟扇采用多點鎖均勻鎖閉，使開啟扇的四周壓接量盡量均勻，增加密閉程度。
b). 鎖點安裝要視開啟扇大小和鎖點的數量確定最佳位置，在配合安裝膠條時，轉角處的膠條能夠均勻過度，使密閉達到最佳狀態。
c). 同一型材所使用的密封膠條，應針對不同形式的五金件鑒定其適用性。防止因五金件不同造成的密封缺陷。
⑥.排水孔及排水導流方式對能耗的影響
內開窗框外側雖然處于開放狀態，由于有等壓膠條的阻隔，可以在一定程度上減緩冷熱空氣的傳導（損失也較大）。而窗框、扇排水方式以直通式居多，少數企業開啟扇采用排水腔導流實現下排水。尤其是開啟扇直通式排水，由于銑通空氣腔，致使中空玻璃四周間隙處于開放狀態，造成冷熱空氣的直接傳導到開啟扇的內側形成冷熱空氣的快速交換，造成能量的消耗和節能效果的降低。
解決辦法：
a). 阻斷鑲嵌中空玻璃槽口內的空氣對流，使中空玻璃兩側的冷熱空氣直接交換途徑中斷，從而提高保溫性能。
b). 設計多腔結構，使排水腔獨立于空氣腔，對空氣的流通形成較大阻力，從而提高保溫性能。
