提高PVC塑料门窗保温性能的一些措施

王成忠

齐齐哈尔齐翔集团翔宇建筑工程公司

提高PVC塑料门窗保温性能的一些措施

王成忠

齐齐哈尔齐翔集团翔宇建筑工程公司

建筑门窗是建筑外围护结构保温性能最薄弱的部位。本文通过建筑外窗的能耗方式及影响因素、门窗保温的必要性等的论述，指出了提高PVC塑料门窗保温性能的一些措施。

PVC塑料门窗 保温 能耗 节能

1 前言

目前，我国现有建筑中仍有一部分达不到节能标准，新增建筑中节能不达标的仍超过八成，单位建筑面积能耗是发达国家的2-3倍，给社会造成了沉重的能源负担和严重的环境污染。其中，建筑门窗是建筑外围护结构保温性能最薄弱的部位，它的长期使用能耗约占整个建筑物的50%。显然，提高门窗保温性能是降低建筑物长期使用能耗的重要途径。

2 建筑外窗的能耗方式及影响因素

要真正做好外窗节能，必须先清楚其能耗的方式和其影响因素，这样才能从根本上减少窗户耗能。按照能量的传递途径不同，外窗的能耗方式主要分为三种：传导、辐射和对流。

2.1 对流

对流传热是具有热能的气体或液体在移动时所进行的热交换现象。对于建筑外窗，主要由窗扇、窗框间缝隙的气体渗漏以及中空玻璃中间气体层的流动引起热量交换，因此，除采用合适窗体材料外，采取相应措施以增加窗户气密性显得尤为重要。

2.2 辐射

辐射是热量以波的形式由一个物体转到另一物体的现象。太阳辐射由可见光、红外线等光波组成，而普通玻璃是可见光和红外线的良好透明体，透过玻璃的太阳辐射在夏季非常可观，远比因温差产生的热传导大。因此对夏热冬冷地区，采取一定结构和设计措施将太阳辐射隔离于窗外是首要任务。

2.3 传导

传导是物体内部的热由高温侧向低温侧转移的现象，传热量的多少与物体的传热系数及物体体积（面积）有关。建筑外窗的热能传导主要通过窗框和玻璃进行，如若采用中空玻璃，则可通过玻璃间隔层材料进行。要减少外窗的热传导量，一是要求这些窗体材料均有较小的传热系数，二是窗户开口面积尽可能小。但随着人们对室内采光和居住环境要求的提高，控制窗墙比，缩小外窗面积已经不能满足人们的需求。因此，从材料上想办法，才是减少热传导量的根本出路。

表：各种材料的导热系数

3 门窗保温的必要性

窗户的传热系数是屋顶或外墙的4-5倍，即在同样的气候条件下，窗户的传热损失是屋顶或外墙的4-5倍。据统计，对于我国北方典型的建筑物围护结构，冬季热损耗中，窗的散热损失占40%-50%。在夏季，从窗户进入的辐射热占空调负荷20%-30%，而在南方则更大。窗户成为建筑物外围结构中隔热、保温最薄弱的环节。

所谓节能型建筑门窗是指达到现行节能建筑设计标准的门窗。从专业角度上解释，凡是门窗的保温隔热性能（传热系数）和空气渗透性能（气密性）两项物理性能指标达到（或高于）所在地区实施细则技术要求的建筑门窗统称为节能门窗。

节能门窗既让居住者享受更舒适、更方便、更健康的生活条件，又有利于保护生态环境、节约能源，而且在美化房屋外观的基础上，大大降低了房屋的能耗和噪声侵扰。用相对较少的能量让人感受冬暖夏凉的舒适惬意。

为实现建筑节能50%～65%的工作目标，新型节能建筑门窗行业必须实现技术创新、质量升级、综合配套、走产业化的发展道路。可以预见，今后在门窗的性质和功能上将主要向密闭、保温、隔热的节能型发展。

4 提高PVC塑料门窗保温性能的一些措施

门窗热损失致有三个途径：（1）门窗框扇与玻璃热传导；（2）门窗框扇之间、扇与玻璃之间、框与墙体之间的空气渗透热交换；（3）窗玻璃的热辐射。不论什么材料制成的窗，如能对上述三种热交换进行最有效的阻断，则可称为好的节能窗。

4.1 设计合理的窗框比

窗框比是窗框表面与窗面积之比。它与窗立面设计、窗框表面面积和窗面积有关。一般为25%-35%，有的超过40%。窗框的感热面和放热面是随窗框比变化而改变。对于框断面尺寸较大的金属型材，感热面和放热面的增加对窗保温性能会带来不利影响。在满足其它使用功能前提下，窗立面不宜分割太碎，不宜采用大断面的金属型材作小面积窗户。

4.2 增加一道密封，提高门窗的气密性

在传统两密封结构基础上，增加了一道密封，形成三密封结构的高档型材，将水密腔与气密腔完全隔离，提高了门窗的密封性能，大大降低了门窗缝隙渗透热量，使其保温性能远远高于两道密封。

4.3 框型材材性

4.3.1 型材材性是影响门窗保温性能的重要因素之一。框是门窗的支撑体系，由金属型材、非金属型材和复合型材等加工而成。金属与非金属的热工特性差别很大，与型材传热能力密切相关的材料导热系数见表。导热系数愈大传热能力越强，保温性能越差。

4.3.2 为了减少金属框的传热，可用非金属材料作断热桥对金属型材作断热处理，或者将带腔的金属和非金属型材复合构成复合型材。断热桥应有足够长度（指金属断开的距离），才能保证断热桥有足够大的热阻R。

4.3.3 对于复合型材，非金属型材应有足够厚度，才能保证其有足够大的热阻R，否则金属断热型材和复合型材传热能力降低效果不明显。

4.4 合理进行断面设计

从保温角度来看，型材断面最好为多腔型材，腔壁垂直于热流方向分布。型材截面由原来流行的三腔室增加到四腔室、五腔室结构。由于腔壁垂直于热流河方向分布，型材内的多道腔对通过的热流起到多重阻隔作用，腔内传热相应被削弱。特别是辐射传热强度随腔室数量增加而成倍减少。因此，腔体越多的型材传热系数K值越小，其保温隔热性能越好。

4.5 提高玻璃的保温性能

虽然玻璃的导热系数仅为0.8-1.0w/(m.k)，远远低于金属，但由于窗玻璃厚度一般为3-6mm，自身热阻R非常小，几乎可以忽略不计。而玻璃面积占窗户总面积的65%—75%，

其传热量十分可观。因此，提高窗玻璃保温性能是改善窗户保温性能的重要途径之一。

4.5.1 普通平板玻璃透光性很好，这也是它成为窗用材料的必要条件。但普通平板玻璃在太阳光谱的可见光的近红外线部分的透过率都很高，并且普通浮法玻璃的辐射系数很大（约为0.84），所以窗玻璃的热传递中辐射传热占很大比例。

4.5.2 当窗玻璃采用反射率高、发射率小的中空玻璃时，表面辐射热阻增大，能削弱炎热夏天太阳和室内辐射换热作用，因而中空玻璃成为目前广为采用的节能玻璃。空气中的水分子等活性分子的存在，是影响中空玻璃能量的传

导传递和对流传递性能的主要因素，因而提高中空玻璃的密封性能，是提高中空玻璃隔热性能的重要因素。

4.5.3 中空玻璃降低了热传导系数、真空玻璃进一步降低热传导系数和杜绝对流传热，但这都没有解决透过玻璃进行的热辐射所引起的热损失问题。中空玻璃和真空玻璃使用低辐（Low-E）玻璃或阳光反射玻璃后，减少热辐射和热透射才能进一步降低建筑外窗玻璃的热损失。用低辐射玻璃制成的中空玻璃或真空玻璃，把热传导和热辐射作用都降低下来，可以使窗玻璃的传热系数下降到2.5W/(m2·K)甚至0.5WW/(m2·K)以下，具有很好的蓄、保温作用，节能效果非常显著。而且由于热辐射减少，明显地提高了居室的舒适性，是严寒和寒冷地区建筑物最好的节能窗户玻璃。

4.5.4 当外墙传热系数值降低到1.1 W/(m2·K)以下时，再降低传热系数值对降低建筑能耗的效果已不明显，即通过外墙保温实现降低建筑能耗的潜力已经很小。因此，今后建筑节能的关键是建筑玻璃，大力发展和广泛应用传热系数低的新型节能窗玻璃，将是今后建筑节能的主要途径。

5 结论

PVC塑料门窗节能应着眼于减少热传导、太阳辐射和渗漏对流，从设计、选材、生产和使用及施工几方面同时展开。（1）设计上，应合理选择建筑朝向、外窗方位和窗型、设置统一的外遮阳结构。（2）选材时，应结合实际工程情况优先采用性价比高的节能型玻璃、框材及密封材料，减少热量传递。（3）在生产和使用上，应合理选择窗户类型，避免窗型的多移化、异型化。（4）施工上，应提高水平，严格把关，保证窗户的保温性能。同时，住户应养成正确的节能观念和习惯，使建筑节能达到事半功倍的效果。

Some measures of improving thermal-insulation performances of PVC plastic windows & doors

Wang Chengzhong
Xiangyu Construction Engineering Co.,Ltd.,a member of Qiqiha’er Qixiang Group

The windows and doors of a building are the weakest parts for thermal insulation in external building construction.This article discusses the power-consumption mode of external windows and the factors affecting power consumption,as well as necessity of thermal insulation,and on this basis points out some measures of improving thermal-insulation performances of PVC plastic windows & doors.

PVC plastic windows & doors；Thermal insulation；Power consumption；Energy-saving