助力低碳建筑共享绿色生活——和平高性能门窗系统技术与应用

三河和平铝材厂有限公司技术研发部副

经理 王大勇

为积极促进“双碳”目标下的建筑行业绿色发展，7月27日，中国房地产采购平台联合住建部康居认证中心共同发起的“2021建筑产业‘碳中和’发展云论坛”第三季开播，论坛特邀被动式超低能耗建筑与建筑节能领域、门窗幕墙行业专家，以及探索碳中和的优秀企业技术总工，在线多路径探索“建筑碳中和”实现方法。

会上，三河和平铝材厂有限公司技术研发部副经理王大勇进行《助力低碳建筑共享绿色生活——和平高性能门窗系统技术与应用》演讲。

　　以下为演讲实录：

　　王大勇：今天和大家分享的内容是关于低碳、环保、绿色。

　　我们国家已经提出了二氧化碳排放到2030年达到碳峰值，到2060年争取实现碳中和。

被动房关键技术

　　从建筑上来说，被动房关键技术分五大部分：1.高效保温传热：建筑的墙体，墙体是建筑外立面的主要部分，达到0.15。2.高性能门窗：从窗的节能来说，要求从0.8~1.0的结构设计，安装完成以后达到0.85窗的安装结构。3.高效热回收新风系统：从建筑来说，要求热回收率达到75%。针对于整个建筑要求是满足气密性。4.极佳的气密性：说得比较多的是窗的气密达到8级也好、7级也好。从整个建筑来说，窗和墙之间的连接结构也是要求是整体考虑的因素。被动式建筑所要求整个建筑气密性在室内和室外50Pa压差的情况下，整个换气量不超过0.6次。5.无热桥设计：针对于窗在建筑中的洞口比较多，这些洞口是无热桥结构设计，不是一点热量没有，是要求小于0.01。这是针对整体被动房的建筑结构。

　　被动式超低能耗居住建筑，从最早窗满足于通风、采光要求，现在节能、安全、环保是基本要求。

　　断桥铝合金门窗，针对于门窗分为六大类型，对于窗已经很明确了，从普通型、隔声型、保温性、隔热型到保温隔热型和耐火型，是整个窗的六大类型。如果外门外窗最基本的“三性”，抗风压、水密、气密整体要求是需要保证的。针对不同类型的窗，比如隔音型，要求整窗达到35分贝以上，针对节能来说，保温和隔热各有要求，保温型门窗在2.5，隔热型是不超过0.44。保温隔热型门窗满足于保温不大于2.5，隔热不大于0.44。同时针对耐火型门窗，耐火在8478标准中已经明确，耐火完整性不小于30分钟的门窗。

整体门窗中结构设计思路

　　从所用到的门窗整体来说给大家做一个分析，我们所看到的整体门窗中结构设计思路：

　　一、密封。前面大量提到的门窗的节能，其实节能当中如果密封结构设计不到位，门窗严格意义上来说是失效的。门窗怎么能够达到密封？断桥铝合金，从门窗结构来说，一个是固定部分，一个是开启部分。固定部分基本是从胶和胶条的密封，开启部分是以胶条密封。胶条部分，整个门窗的密封主要是考虑到开启扇部分，如果达不到要求，整个门窗就是失效部分。

　　开启扇采用三道胶条，中间胶条起到从室内和室外分成两个腔体，室内是气密腔，室外是水密腔，室内气密腔当中就是保证门窗整体气密性。中间胶条从结构设计上有几点，一是保证胶条一圈是整体的连接结构；二是胶条和扇的搭建链，开启时保证扇不与胶条刮蹭。第二道胶条，室内测的密封胶条所起的作用是把气密腔和室内部分整体隔开，现在所看到的大部分门窗中这道胶条是断开的，一旦断开情况下，气密腔和室内侧其实会打通，如果等压胶条密封再不严情况下，室外侧一加压，就是窗户漏气。第三道胶条是系室外侧的胶条，在用时，有些人认为这道胶条可装可不装，如果单说这道胶条装与不装全都是对得，但在使用时这道胶条的窗户用在什么环境，用在广州还是用在北京，还是用在黑龙江等。

　　二、排水结构。在整个产品结构设计中，从排水结构来说，窗户做得再好，也不敢保证不漏水。从产品结构设计上来说，要做的是窗户可以进水，但怎么把水正常排出去，这是从窗户的设计、加工、制作考虑的事情。

　　窗户漏水基本上有三个因素：1.有水。2.有缝隙。3.有压差。从窗户的三个因素当中，有水是必然的，有缝隙是说气密，如果气密做不上去的情况下，跟水有直接影响。压差是水密腔和室外侧要形成零压差的结构，这个结构存在有压力时，一旦有水，水就会通过缝隙进入到室内，整个水密腔当中所看到的没有压差时，通过这道胶条，同时通过排水孔把水排到室外去。

　　三道密封胶条当中，从胶条结构上可以看到，正常如果窗户用在雨水比较大的时候，这道胶条需要装，就是考虑到整体结构设计的第一个因素，就是整个窗户当中进水量永远要小于出水量，进水少、出水多，这时候窗整个排水是良性的循环，胶条是必须安装的。但是装完以后，胶条上面要切开3~5cm的切口，这个切口是让上下形成贯通，上面可以进水，下面可以出水，形成积水腔和室外侧零压差的结构。

　　在正常使用时，从排水孔来说，如果从验收角度开启一个排水孔、两个排水孔，能满足使用需求，但是排水孔不是为了验收而开的，而是为了整个项目在正常使用时满足于生活当中窗户的正常排水。排水孔数量根据这个窗户用在哪个地区，是南方地区还是北方地区，雨量多少，原则上考虑的是整个窗户用水量小于出水量，这时候窗户进水和出水是良性的循环。

　　三、窗户的节能，目前选择的是断桥铝配套结构，铝的特点是强度高、耐腐蚀性能好，同时断桥铝可以满足室内和室外两种不同的颜色处理。根据结构设计，热的传递分为三部分：传导、对流、辐射。在整个产品热的传导中，通过中间隔热条来解决热的绝大部分传递。在型材中，腔体部分会填充低导热保温材料，主要满足型材部分的空气对流。

　　从窗户中，窗户型材和玻璃，即非透明和透明部分型材占30%左右，玻璃占70%左右，玻璃是节能的主要部分。目前用到的玻璃，从品种来说是中空和真空，市面上都在用，同时从玻璃传热系数，三玻基本是从1.1、0.9、0.7不同的方案，从这些配置方案来满足整窗的节能。同时在玻璃周边采用暖边结构，能够有效解决在玻璃周边热的传递。玻璃中空部分主要采用亚气结构，既能保护膜，同时还保证在空气热的传递中，通过亚气来解决。

　　四、不同结构节点模拟计算：通过数值和模拟来看产品节能、保温、隔热的效果。非断桥产品、14.8产品、宽条被动房的配套产品可通过这三款产品看从小到大的结构。从颜色中，室内侧是红色，就是被动房配套的产品侧，保温效果非常好；中间颜色从黄色到型材的绿色，绿色已经到5度的区间。非断桥，型材已经是在-5度，这时候是材料部分结霜、结冰的问题。

　　五、被动窗安装模拟。被动房基本采用外挑式安装，为什么采用外挑式安装？主要考虑到无热桥结构设计，考虑到整体洞口部分的保温。做一个对比，现在所做的75节能、80节能，窗洞口内安装，其特点是成本低，同时安装效率高，从分析节能这一点来说，整体窗的节能线没有变，但是从窗到建筑结构颜色已经变了，从红色、黄色到绿色整体变化，保温效果要差于整个窗的悬挑的安装结构。

　　六、外墙保温。图1，普通保温结构；图2，通过节能改造，整个建筑节能提升上去。如果没有两张图片，上面两张图片无非就是颜色不同，没有看出对节能本质的提高。通过热成像仪分析，下面两张图片可以明显分析出来，第二行图1的颜色是绿色、红色、黄色三种颜色，红色大部分都是在窗的洞口周边，通过节能改造，包括墙体的改造和玻璃整窗节能改造以后，红色完全取消，整体颜色是由绿色和蓝色组成，证明改造完以后是真正有效的，对建筑起到了节能的效果。

　　七、隔声性能。现在所用到的门窗当中，8478当中，如果是隔音性门窗达到35分贝，窗户中所用到的型材非透明部分，还有玻璃，在型材方面如果采用85、80、90，这些对隔音没有直接改变。针对隔音，从目前来说主要是玻璃，玻璃当中的透明部分，从玻璃的厚度、合片形式、中空、真空、夹角和玻璃当中的间隔条宽度不同，来满足整个门窗的隔音性能。

　　同时我们选择这些材料是从材料结构上选择，更重要的一项是窗的密封，如果窗的密封达不到气密7级、8级，整个窗的隔音直接下降，包括建筑气密性，被动房建筑气密性要求在室内和室外压差是50Pa情况下，换气量不超过0.6次，针对于隔音也是一个整体的要求。窗的密封和建筑的密封达不到要求时，针对于隔音也是整体的影响。

　　八、整个门窗开启形式，从内开窗、外开窗、推拉窗、中悬窗、被动门、商务门等，满足建筑配套使用，同时可以满足客户甲方业主专项的定向开发，因为我们现在有自己整体产品的研发售后团队。

　　九、门窗产品认证，满足节能标识的认证，65到85，满足从3.0到0.8的节能标识的认证；针对于被动式低能耗建筑做到满足1.0以下的采用的是95配套的产品，这些产品已经做了整体康居认证；满足于0.8整窗产品，现在已经研发完成，投放市场，项目上已经在使用；满足于产品105的配套产品。现在看到被动门的产品，市场上见得也不少，但从整体来说，从铝合金的被动门满足1.0的市场上还不是很多，现在这套产品已经研发完成，工程上方案已经处在设计阶段。    

　　今天给大家介绍的是被动房和被动窗产品应用于各个项目上，包括北京设计院的二次改造和雄安配套的建筑当中已经在应用。

　　欢迎大家到北京住博会和平铝业展位参观考察，感谢张处给我们这次交流的平台。谢谢大家！