一、前言:
随着人们生活质量的不断提高,
建筑能耗所占社会总能耗的比例在逐渐增大,已达到近30%,目前
建筑节能已经引起国家、各级政府、房地产行业及设计单位的高度重视。在整个建筑能耗中,由一般建筑物的主要
围护结构――
门窗的
传导、
辐射和
空气渗透等的
热损失,约占整个建筑能耗的一半,因此改善
门窗保温隔热性能,是提高建筑节能水平和满足国家相关节能标准要求的重要环节。
二、完善的门窗
隔热系统
1.整窗
传热系数Uw的定义:门窗内外温差是1K时,每平方米面积门窗上所流失的能量值,国际上通用的计算公式如下:
其中:Uw是窗的
热传导系数W/M
2K
Ug是
玻璃板的热传导系数W/M
2K
Ag是
玻璃的面积M
2
Uf是窗框的传热系数W/M
2K
Af是窗框的面积M
2
Lg
中空玻璃间隔条的周长
ψg
中空玻璃边缘线性传热系数
2.完整的隔热
门窗系统的概念:由以上公式和图例不难看出整窗的传热系数由三部分组成,玻璃,
型材以及
中空玻璃边缘线性传热系数,其中中空玻璃边缘线性传热系数Ψ值经常被忽略,实际上作为一个完善的隔热门窗系统,除了选用隔热性能优良的玻璃和型材以外,一个相对较低的Ψ值对整窗的隔热性能的提高也是非常关键的,同时它也是一个完善的隔热门窗系统不可获缺的一部分。
三、中空玻璃边缘线性传热系数Ψ值
1.中空玻璃线性传热系数Ψ值的定义:
Ψ值描述的是通过中空玻璃边缘的能量损失,
Ψ值越大则表示通过中空玻璃边缘的热量损失会增大见图例
2. 使用TGI
暖边间
隔条和
铝间隔条在不同
型材门窗上的Ψ值对比:
|
木窗 |
塑窗 |
铝窗 |
窗框热传导系数Uf |
1.40W/m2K |
1.90W/m2K |
2.00W/m2K |
玻璃热传导系数Ug |
1.10W/m2K |
1.10W/m2K |
1.10W/m2K |
|
铝间隔条 |
TGI间隔条 |
铝间隔条 |
TGI间隔条 |
铝间隔条 |
TGI间隔条 |
玻璃边缘的Ψ值 |
0.070W/mK |
0.040W/mK |
0.070W/mK |
0.037W/mK |
0.106W/mK |
0.051W/mK |
整窗导热系数UW值 |
1.36W/m2K |
1.29W/m2K |
1.51W/m2K |
1.43W/m2K |
1.63W/m2K |
1.50W/m2K |
温度系数fRsi |
0.51 |
0.63 |
0.55 |
0.66 |
0.55 |
0.68 |
Toiat -10℃
+20℃
中空玻璃内部的表面温度 |
5.3℃ |
8.9℃ |
6.5℃ |
9.8℃ |
6.5℃ |
10.4℃ |
由上个图表中我们可以看到无论是在铝窗,塑窗还是木窗中如果使用TGI暖边间隔条的Ψ值会大大低于使用常用铝间隔条,这说明使用暖边系统后,由中空玻璃边缘散失的热量会明显减少,隔热性能会明显改善,同时也大大降低了
结露的可能性。
四、中空玻璃内表面温度
1.定义:中空玻璃内部表面温度描述的是室内玻璃和型材连接处边角部的温度,根据欧洲标准10211-2,2001,我们计算当室外-10°C和室内20°C时的中空玻璃表面温度提高中空玻璃内表面温度能够防止玻璃边缘结露,同时温度的均匀分布也降低了玻璃
热应力炸裂的可能性。
2.计算公式:Formula:Toi=Tla+fRSi(Tli-Tla)
Toi=Temperature of inner surface 中空玻璃内表面温度
Tla=Temperature of air outside -10°C 室外空气温度
Tli=Temperature of air inside+20°C 室内空气温度
fRsi=Temperature factor at RSi=0.20m2K/W
(当室内空气
热阻是0,20 m?K/W时的温度因素)
3.举例说明:Tla=-10°C,Tli=+20°C,fRsi=0.68
(
铝型材使用TGI间隔条时)
Toi=-10°C+0.68*(20°C-(-10°C))
Toi=10.4°C
4.使用不同间隔条的表面温度对比:
从上图中可以看到在不同型材的门窗上,使用TGI暖边间隔条能够明显提高中空玻璃内表面温度(对比常用铝间隔条)。
五、使用TGI暖边和铝间隔条的综合对比:
下表是在欧洲标准测试窗上使用铝间隔条和TGI暖边间隔条的热功数据对比,不难看出在任何型材的窗型上使用暖边间隔条的隔热性能都会明显优于使用常用铝间隔条的门窗。
六、暖边的定义:
根据德国标准 DIN V 4108-4: 2002-02 对暖边的定义如下:
:∑(dxλ)=d1xλ1+d2xλ2+……+dnxλn必须≤0.007W/K
其中d为所用材料的厚度,λ值是所用材料的
导热率。
根据EN10077,材料的
导热率如下:
聚丙烯: 0,22W/mK
不锈钢: 17W/mK
铝: 160W/mK
将以上数据带入公式得出TGI的计算结果为0.0020 W/K小于0.007,因此定义为暖边,铝间隔条的计算结果是0.1120W/K,远远大于0.007,所以定义为
冷边间隔条。这个定义将马上成为欧洲标准EN10077的要求
七、TGI暖边间隔条的设计理念
右图是TGI暖边间隔条的
截面,无论是材料的选择还是形状的设计和铝间隔条都有一定的差异,其设计理念主要有以下几点:
1.0.1mm厚的不锈钢
薄膜在保证低导热率的同时,更能成就卓越的
气密和
水密性能。
2.高质量的聚丙烯材料保证优良的隔热性能。
3.TGI间隔条
金属膜层的特殊设计实现可在常温下折弯(标准
生产线)。
4.波浪式设计保证好的折弯角部同时角部高度不变从而能够实现与
丁基胶完整的粘结。
5.角部
金属膜层的几何设计提高了
强度。
八、TGI暖边间隔条在
玻璃深加工中体现的优势
1.便于客户在现有
设备上折弯加工
2.标准框和特殊框均可折弯
3.便于加工过程中和铝间隔条实现互换
4.标准的
干燥剂灌充,
丁基胶涂布和将间隔条框放在玻璃上的标准流程
九、TGI暖边在门窗中体现的优势总结
1.低导热率成就卓越的隔热性能
2.明显的改善了Uw值
3.提高中空玻璃内部边缘的温度
4.强力的抗结露和抗霉菌功能
5.有效的减缓窗户附近的空气流通
6.产品的金属表面保证了间隔条和丁基胶以及
密封材料的紧密粘合
7.卓越的抗紫外线能力
8.减少热量流失
9.六种颜色的选择造就美观的视觉效果
十、综述
目前国内的中空玻璃的应用率在不断提高,其中玻璃间隔条大多使用的是传统的铝条,由于铝具有良好的热传导性能,导致玻璃边部的热阻降低,易造成中空玻璃边部产生水气的冷凝,同时也降低了中空玻璃以及整窗的隔热性能。而使用暖边间隔条可以明显改善中空玻璃边缘的热传导,从而达到防结露,降低玻璃热
应力炸裂和提高隔热性能的目的,目前在欧美很多地区,暖边间隔条的使用已经相当广泛,已经成为中空玻璃间隔条的主流产品,相信随着国内节能标准的不断提高和完善以及通过所有致力于门窗节能的同仁们的不懈努力,我们完全有理由看好暖边间隔条在国内工程上运用的广阔前景!
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