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摘要：本文通過(guò)對(duì)目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)明裝式外遮陽(yáng)窗、Low-E中空玻璃窗和百葉中空玻璃窗三種遮陽(yáng)節(jié)能窗產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比。本文采納市場(chǎng)上主要的三種節(jié)能產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)對(duì)型材結(jié)構(gòu)和遮陽(yáng)裝置進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用密封排水系統(tǒng)和5+12A+5，5mm三層玻璃結(jié)構(gòu)，單片玻璃扇室內(nèi)側(cè)可開(kāi)啟的設(shè)計(jì)方式，研發(fā)出了設(shè)計(jì)新穎，成本較低，具有良好抗風(fēng)壓性能、氣密性、水密性能的新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞：百葉遮陽(yáng);隔熱;節(jié)能;成本低;平開(kāi)窗
1、研發(fā)背景
統(tǒng)計(jì)資料表明，建筑能耗約占全國(guó)總能耗的25%。為此，我國(guó)把建筑節(jié)能列為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的重要工作，隨著國(guó)家建筑節(jié)能政策的實(shí)施，人們充分認(rèn)識(shí)到建筑節(jié)能的重要性。門窗透光建筑構(gòu)件的能耗，在整個(gè)建筑物能耗中占相當(dāng)大的比例。我國(guó)大多數(shù)高耗能建筑中，門窗的能源消耗約占了50%，通過(guò)玻璃的能量損失約占門窗能耗的75～80%。因此門窗節(jié)能是建筑節(jié)能的重要組成部分和關(guān)鍵部位。為緩解能源矛盾，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《鋁中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》，要求逐步提高鋁環(huán)保型門窗的使用比率。根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排的發(fā)展方針政策，結(jié)合江蘇一帶夏熱冬冷地區(qū)的實(shí)際情況，研發(fā)適合夏熱冬冷地區(qū)使用的新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗產(chǎn)品，具有廣泛的市場(chǎng)需求。夏熱冬冷地區(qū)，在夏天需要采用遮陽(yáng)隔熱以達(dá)到節(jié)能的目的;在冬天則需要最大限度地利用太陽(yáng)能采暖，以實(shí)現(xiàn)降低能耗。
2、普遍的遮陽(yáng)節(jié)能產(chǎn)品特點(diǎn)分析
目前，市場(chǎng)上主要有傳統(tǒng)明裝式外遮陽(yáng)、Low-E中空玻璃和百葉中空玻璃三種遮陽(yáng)節(jié)能產(chǎn)品。三種遮陽(yáng)節(jié)能產(chǎn)品的特點(diǎn)如下。
2.1、傳統(tǒng)明裝式外遮陽(yáng)產(chǎn)品
傳統(tǒng)明裝式外遮陽(yáng)產(chǎn)品顧名思義就是將百葉等遮陽(yáng)物裝在玻璃窗的外側(cè)，通過(guò)調(diào)整遮陽(yáng)物高低或角度來(lái)達(dá)到遮陽(yáng)的目的。該產(chǎn)品的安裝、維修簡(jiǎn)單、成本低，遮陽(yáng)物易積塵、遮陽(yáng)物的材質(zhì)、安裝距離等對(duì)節(jié)能效果有影響，總體節(jié)能效果較差。國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)建筑大部分為高層建筑（詞條“高層建筑”由行業(yè)大百科提供），采用傳統(tǒng)明裝式外遮陽(yáng)產(chǎn)品還會(huì)給安裝、維修、清潔等都帶來(lái)了很大困難，而且影響建筑物的美觀。
2.2、Low-E中空玻璃
Low-E 玻璃是在玻璃基片上鍍制功能性金屬或者金屬化合物膜層以及其它非功能性介質(zhì)層，使其具有高可見(jiàn)光透過(guò)率（詞條“可見(jiàn)光透過(guò)率”由行業(yè)大百科提供），較高的熱輻射反射率，阻止因溫差引起的熱輻射的傳遞。Low-E 玻璃即低輻射鍍膜玻璃，一種對(duì)波長(zhǎng)范圍在4.5μm ～ 25μm 的遠(yuǎn)紅外線具有較高反射比的鍍膜玻璃。由輻射率表示對(duì)紅外熱反射能力的高低，物體的輻射率等于物體在一定溫度下輻射的能量與同一溫度下黑體輻射能量之比。輻射率越低，表示其反射的輻射熱越大。
中空玻璃就是由兩片玻璃用灌滿分子篩的鋁間隔框?qū)⑵渲苓叿珠_(kāi)并用密封膠條密封，在玻璃層間形成干燥氣體空間或灌入惰性氣體的產(chǎn)品。中空玻璃的另一大使用功能就是能大幅度減低噪音的分貝數(shù)。一般的中空玻璃可減低噪音30-45dB。其隔音原理是:中空玻璃的密封空間內(nèi)的空氣，由于鋁框內(nèi)灌充的高效分子篩的吸附作用，成為導(dǎo)聲系數(shù)很低的干燥氣體，從而構(gòu)成一道隔音屏障。中空玻璃密封空間內(nèi)若是惰性氣體，還可以進(jìn)一步提高其隔音效果。
Low-E中空玻璃就是Low-E玻璃和中空玻璃相結(jié)合的產(chǎn)物。因此使用Low-E中空玻璃既能有效減少夏季太陽(yáng)的熱輻射進(jìn)入室內(nèi)，冬季有效抑制室內(nèi)的采暖熱向室外傳導(dǎo)，可以節(jié)約夏季空調(diào)制冷和冬季室內(nèi)采暖的費(fèi)用，從而達(dá)到節(jié)能的目的;也可以達(dá)到很好的隔音效果。
這種涉及高端節(jié)能技術(shù)玻璃，其性能較好的 Low-E中空玻璃價(jià)格昂貴。Low-E中空玻璃雖然夏天可遮擋太陽(yáng)輻射熱，但是冬天也遮擋部分可采暖的熱能，達(dá)不到主動(dòng)利用太陽(yáng)熱能的目的，并且Low- E玻璃的隔熱功能幾年后會(huì)慢慢退化。
2.3、百葉中空玻璃
百葉中空玻璃窗就是百葉片固定設(shè)于中空玻璃中間的一種新型節(jié)能型產(chǎn)品。把傳統(tǒng)的百葉窗簾與中空玻璃結(jié)合為一體。因中空玻璃內(nèi)的氣體是干燥的，因而具有隔熱、隔音、防結(jié)霜、降低冷輻射及增強(qiáng)玻璃安全性等功能。而百葉中空玻璃技術(shù)是將百葉安裝在中空玻璃內(nèi)，在保持中空玻璃各項(xiàng)技術(shù)要求基礎(chǔ)上，增加了百葉的功能，通過(guò)磁力控制閉合裝置和升降裝置，完成百葉升降和翻轉(zhuǎn)的功能動(dòng)作。即節(jié)省了使用空間與不便，可實(shí)現(xiàn)百葉的升降、翻轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)便，又實(shí)現(xiàn)中空玻璃保溫和百葉窗簾遮陽(yáng)綜合性能。該產(chǎn)品集保溫、隔熱、隔聲、安全和裝飾性于一身，具有良好的遮陽(yáng)性能，提高了中空玻璃保溫性能，改善了室內(nèi)光環(huán)境，特別是通過(guò)調(diào)整百葉角度實(shí)現(xiàn)傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)（詞條“遮陽(yáng)系數(shù)”由行業(yè)大百科提供）可控的目的，保溫性能和遮陽(yáng)性能廣泛適用于我國(guó)各地。在使用相同厚度原片玻璃的情況下，中空玻璃的抗風(fēng)壓強(qiáng)度是普通單片玻璃的1.5倍，百葉中空玻璃則采用鋼化玻璃，更具有安全性。
但是該產(chǎn)品的不足之處是當(dāng)太陽(yáng)輻射熱穿過(guò)玻璃外層，在中空玻璃內(nèi)的百葉上會(huì)產(chǎn)生二次輻射熱，同時(shí)影響室內(nèi)通風(fēng)，舒適度不高，造價(jià)和維護(hù)成本較高。
根據(jù)以上三種遮陽(yáng)節(jié)能產(chǎn)品的分析，立足于國(guó)家的發(fā)展方針政策，結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)的實(shí)際情況，進(jìn)行研發(fā)一套適合夏熱冬冷地區(qū)使用的新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗產(chǎn)品是順應(yīng)市場(chǎng)需求和必需的。
3、總體思路
本項(xiàng)目主要是針對(duì)夏熱冬冷地區(qū)的氣候特征，開(kāi)發(fā)具有良好的氣密性、水密性能、保溫性能和遮陽(yáng)性能的夏熱冬冷地區(qū)用建筑窗新系統(tǒng)產(chǎn)品。
針對(duì)上述目的和要求，本項(xiàng)目的總體思路為：技術(shù)環(huán)境與市場(chǎng)調(diào)研→用料選擇的調(diào)研→單元鋁合金型材（詞條“鋁合金型材”由行業(yè)大百科提供）的研發(fā)設(shè)計(jì)→鋁合金窗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究與試驗(yàn)、產(chǎn)品試制→技術(shù)性能指標(biāo)測(cè)試→實(shí)施應(yīng)用研究→工藝技術(shù)性能試驗(yàn)→產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
4、技術(shù)方案和特點(diǎn)分析
4.1、技術(shù)方案
本項(xiàng)目的具體實(shí)施方案和實(shí)施步驟為：鋁合金窗型材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)→遮陽(yáng)裝置設(shè)計(jì)→隔熱條的選擇→玻璃的選用→密封膠條的選用配置→五金配件（詞條“五金配件”由行業(yè)大百科提供）的選擇→加工組裝→產(chǎn)品檢驗(yàn)→安裝應(yīng)用。
本項(xiàng)目的技術(shù)方案，針對(duì)夏熱冬冷地區(qū)的實(shí)際情況，采用新的技術(shù)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)：
4.1.1在型材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用密封排水系統(tǒng)，排水腔設(shè)計(jì)在外側(cè)，其具有獨(dú)立的腔體與其他功能的腔體分隔，避免了雨水的滲透，利用壓力平衡原理，窗框和窗扇之間采用三道彈性（詞條“彈性”由行業(yè)大百科提供）密封條鑲嵌密封，顯著提高窗的水密性和氣密性;
4.1.2在遮陽(yáng)裝置設(shè)計(jì)方面：采用5+12A+5，5mm三層玻璃結(jié)構(gòu)，將百葉置于中空玻璃和單片玻璃扇之間;單片玻璃扇室內(nèi)側(cè)采用可開(kāi)啟的設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)新穎，生產(chǎn)安裝便捷，且便于對(duì)里面的遮陽(yáng)金屬百葉片進(jìn)行清洗和維修;維修更換成本低。產(chǎn)品節(jié)點(diǎn)圖見(jiàn)下圖1。
圖1 新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗(拉珠)的節(jié)點(diǎn)（詞條“節(jié)點(diǎn)”由行業(yè)大百科提供）圖
4.2、技術(shù)特點(diǎn)分析
(1)開(kāi)啟扇組合是由中空玻璃(5+12A+5)mm、遮陽(yáng)百葉和單片玻璃扇(5mm)通過(guò)不銹鋼合頁(yè)（詞條“合頁(yè)”由行業(yè)大百科提供）和卡扣合并組成，再用歐標(biāo)合頁(yè)直接安裝在窗框上。單片玻璃扇室內(nèi)側(cè)可開(kāi)啟的設(shè)計(jì)方式，設(shè)計(jì)新穎，生產(chǎn)安裝便捷�？奢p松地對(duì)里面的遮陽(yáng)金屬百葉片進(jìn)行清洗和維修。
(2)固定扇是由中空玻璃(5+12A+5)mm、遮陽(yáng)百葉和單片玻璃扇(5mm)用可拆卸的扣條固定。室內(nèi)側(cè)中空玻璃可輕松拆卸，以便對(duì)里面的遮陽(yáng)金屬百葉片進(jìn)行清洗和維修。
(3)遮陽(yáng)百葉簾收納和伸展的操作采用電動(dòng)和拉珠兩種方式，適用任何窗型組合與安裝高度，葉片可在0-180度范圍內(nèi)任意旋轉(zhuǎn)，滿足不同的遮陽(yáng)和采光（詞條“采光”由行業(yè)大百科提供）需求。其價(jià)格適宜，最為廣大家庭用戶接受，顏色可與鋁型材表面顏色相匹配。
(4)五金配件槽口為歐標(biāo)20C槽，可選擇國(guó)產(chǎn)、合資或進(jìn)口品牌的配件。配件通用，可以減少庫(kù)存。根據(jù)不同窗型可選擇不同開(kāi)啟方式的五金配件，取得適宜的室內(nèi)通風(fēng)效果，多點(diǎn)鎖緊五金配件，啟閉操作靈活，堅(jiān)固耐用。
(5)采用20mm的“T”型隔熱條，室內(nèi)與室外型材采用合理的多腔結(jié)構(gòu)，多道密封，節(jié)能密封效果非常好，保證隔熱窗的中空玻璃、窗扇型材、窗框型材的隔熱部分處于同一接口上，杜絕了冷熱室的導(dǎo)熱現(xiàn)象，提高了窗的保溫性和隔聲性。
(6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用密封排水系統(tǒng)，利用壓力平衡原理，窗框和窗扇之間采用三道彈性密封條鑲嵌密封，密封材料（詞條“密封材料”由行業(yè)大百科提供）為三元乙丙膠條，使整窗具有良好的氣密性和水密性能。
(7)固定、開(kāi)啟扇玻璃均為干式密封鑲嵌美觀大方，為更換玻璃和百葉提供方便。玻璃嵌裝時(shí)，有可調(diào)高度的玻璃墊塊將玻璃邊緣與型材槽底間隙擠牢，可保證窗扇不會(huì)掉角下沉。
(8)排水腔設(shè)計(jì)在外側(cè)，其具有獨(dú)立的腔體與其他功能的腔體分隔，避免了高風(fēng)壓雨水的滲透。對(duì)于內(nèi)平開(kāi)窗，在雨水沖擊時(shí)，內(nèi)等壓腔壓力小于外等壓腔壓力，這樣，連接內(nèi)、外等壓腔的鴨嘴型密封膠條在外壓力的作用下將更加貼緊，使得雨水無(wú)法進(jìn)入內(nèi)等壓腔體，并且在負(fù)壓的作用下迅速?gòu)耐獾葔呵慌潘谂懦�。所以，整窗具有�?yōu)異的排水性能。
這種遮陽(yáng)節(jié)能一體化的解決策略是中空玻璃居于室外側(cè)，實(shí)現(xiàn)保溫隔音功能，可調(diào)節(jié)遮陽(yáng)百葉居于中央，起到遮陽(yáng)和調(diào)光的作用，單片玻璃靠?jī)?nèi)側(cè)，兩層窗中間可以打開(kāi)，可以隨時(shí)打開(kāi)便于清潔、維修遮陽(yáng)百葉。
5、產(chǎn)品性能實(shí)測(cè)
對(duì)新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗的相關(guān)性能進(jìn)行測(cè)試，具體結(jié)果如下。
5.1、抗風(fēng)壓性能
采用(5+12A+5)mm中空玻璃普通窗型抗風(fēng)壓性能測(cè)試結(jié)果可達(dá)到GB/T7106-2008，第9級(jí)。
5.2、氣密性能
普通窗型氣密性能測(cè)試結(jié)果均可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7106-2008 第6級(jí)。
5.3、水密性能
普通窗型水密性能測(cè)試結(jié)果均可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T7106-2008第5級(jí)。
5.4、隔音性
新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗采用(5+12A+5)mm+5mm的中空玻璃，其隔聲性能測(cè)試結(jié)果均可達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8485-2008第5級(jí)。
5.5、傳熱系數(shù)
新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗采用(5+12A+5)mm+5mm的透明白片中空玻璃時(shí)，整樘(1.5mX1.5m)窗的傳熱系數(shù)K值可達(dá)(2.0w/cm2.k)。
6、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，根據(jù)國(guó)家發(fā)展方針政策，結(jié)合夏熱冬冷地區(qū)的實(shí)際情況，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)上主要的三種遮陽(yáng)節(jié)能窗產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行分析對(duì)比，總結(jié)吸取好的優(yōu)點(diǎn)，專門對(duì)型材結(jié)構(gòu)和遮陽(yáng)裝置進(jìn)行創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，研發(fā)出具有良好抗風(fēng)壓性、氣密性、水密性、隔音性的新型遮陽(yáng)節(jié)能一體窗產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上遵循標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系統(tǒng)化原則，使型材和配件通用，密封膠條、連接角碼的統(tǒng)一化，可減少庫(kù)存，降低成本。產(chǎn)品具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用、應(yīng)用市場(chǎng)廣泛等特點(diǎn)。
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作者單位：廣東偉業(yè)鋁廠集團(tuán)有限公司
