铝合金窗高性能的突破
时间：2020-12-28 00:00:30 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：“十一五”“十二五”省课题高性能外平开铝合金窗的自主研发，论述窗几项主要重要性能的的研发设计及其性能值的突破，其中着重介绍了等压腔原理在外平开窗中应用的突破。
关键词：等压腔原理应用突破、高性能
1 引言
建筑门窗、幕墙节能是建筑发展的重要趋势，我国在国民经济和社会发展的“十一五” “十二五”规划也强调了节能减排的重要性及一系列措施。针对我国南方的夏热冬暖、夏热冬冷地区，由广东省建筑科学研究院为主，广州铝质装饰工程有限公司等联合，进行了省课题高性能外平开铝合金窗的自主研发。
2 高性能外平开窗自主研发重点
针对我国的夏热冬暖、夏热冬冷地区，研发要解决的重点：
（1）窗的遮阳、保温高性能。
（2）窗的气密性能高性能。
（3）窗的水密性高性能。
3 针对重点研发设计的解决方法与创新
3.1 高性能窗的遮阳、保温
型材设计采用了遮阳型100系列隔热断桥用于主要用于夏热冬冷地区，而夏热冬暖地区则主要可以采用遮阳型80系列普通铝合金型材。
近年来内置百叶中空玻璃异军突起，在玻璃面板上给建筑节能提供了很好的材料选择。内置百叶中空玻璃，是将铝制百叶帘安装于中空玻璃的中空腔体内，通过磁力或电动控制，来实现内置百叶帘的收拢、展开及调光功能。
高性能窗根据不同的功能与经济条件，可选择采用：Low-E中空玻璃、内置手动百叶中空玻璃;内置电动百叶中空玻璃。
3.2 高性能窗的气密性能
为了提高铝合金窗的高性能窗的气密性能，关键在于减少室内和室外之间窗的缝隙，窗通过室内外的缝隙主要在于两大部分：玻璃的固定部位和窗扇开启部位。
3.2.1 玻璃的固定部位
玻璃的固定部位通过室内外的缝隙主要是：玻璃压条铝合金型材间的配合间隙、玻璃四周与铝合金型材间的构造尺寸。设计针对玻璃四周与铝合金型材间采用聚氨酯泡沫填缝剂填缝，使得通过室内外的缝隙几近致密，大大提高了窗固定部位的气密性能。
3.2.2 窗扇开启部位
目前工程铝合金门窗、幕墙采用多为两道密封胶条单腔，本设计采用阶梯形双腔三道密封构造，如图2所示。
3.3 高性能窗的水密性能
我国南方雨水多，且大多地区还处于台风地区，所以南方建筑门窗、幕墙工程的防水设计和施工是一个重要环节。
3.3.1 外平开窗工程的现状和分析
目前建筑门窗工程应用的平开窗的水密性能多为300Pa～500Pa，很少超过500Pa，即使超过，幅度也不大。试验和工程应用中都表明，漏水的部位几乎都在窗扇的开启部位。室内边铝合金的挡水边高度在此区间的水密性能中起了关键作用，适当提高挡水边高度，可以提高窗的水密性能，但由于通过玻璃的透光率、视觉、美观等关系，挡水边不可能提高太大。
3.3.2 高性能窗的水密性能提高解决方法
防水措施归结到底就是对水的堵和排。如何利用堵和排，便是解决方法的思路。从事门窗、幕墙的设计者都知道，最好的防水措施就等压腔原理的应用。但目前工程采用的门窗都是采用了等压腔原理的应用，但为何水密性能试验值都为300Pa～500Pa，难以提高？如何改变窗的构造和方法去利用等压腔原理，便是对这窗的水密性能提高解决方法的思路。
3.3.3 等压腔原理在外平开窗中的突破应用
在针对窗的玻璃的不同部位：固定部位和窗扇开启部位，设计分别采用了以下途径，使窗的构造形成双空腔：
（1）固定部位：在玻璃四周与铝合金型材间采用聚氨酯泡沫填缝剂填缝，这既能提高了窗的气密性能，也提高了固定部位的水密性能。在室外侧的铝合金固定转换框开排水孔，在固定转换框与玻璃、泡沫填缝剂间形成一空腔，与室外形成等压腔。而玻璃、泡沫填与室内侧铝合金压条则形成另一空腔（如图1）。
（2）窗扇开启部位：目前普遍的窗采用两道密封胶条单腔的等压腔原理的密封结构，为单腔半封闭腔体。当水灌入腔体时，由于内侧胶条封闭，一方面阻挡了风或水由内外窗轨间的缝隙进入内窗軌中，另一方面，形成一等压腔体，借助室内侧铝合金挡水边的高度差，避免了积水积聚于腔体内，使得水由其开口端向外流出。
但是这种构造在压力差达到室内侧挡水高度H后，由于腔体与室内侧存在压力差，所以当水灌入腔体时，室内侧密封胶条不可能完全致密，存在一定缝隙，这时窗就会开始漏水，这也是目前普通窗水密性能值一直不能大幅度超过500Pa的主要原因。
本设计窗窗扇开启密封胶条采用三道密封形成双腔（如图2）。
而重要的解决手段在于开启密封胶条一下部切一段，密封胶条二也切断部分，使得空气一、空腔二都与室外侧等压，形成了两个等压腔，当压力差使水灌入腔体一时，一部分的水从密封胶条断口处流出，一部分则由于压力作用留住空腔一内，但由于空腔一与空腔二是等压腔，没有压力差即使密封胶条二有些微的缝隙，水也很难进入空腔二，密封胶条三隔绝室内外密封。
在检测站的试验中，总共试验9樘窗，只有1樘窗在高压力下从开启部位漏水，其余都在固定部位处漏水，且几乎空腔二中都只是出现少量的水珠。如此可证明这样的构造，使得等压腔原理在平开窗中被充分的利用成功，这正是一次门窗构造应用等压腔原理的突破。
4 高性能外平开窗的性能指标值突破
“十二五”课题高性能外平开窗试验送检三个系列各3樘窗，共试验9樘窗，窗的主要性能数值均超过了现行规范标准分级的最高级。
