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利用对多层中空玻璃的隔热来优化 Uw

为什么窗户内部会起雾,怎样在建筑设计过程中避免出现这一问题

如今,建筑的能效越来越受到人们的重视。为了降低能源消耗量,除了采用现代化的供暖和设备技术,窗户、门和外立面的隔热性能也很重要。不管其框架采用何种材料,玻璃都必须真正地隔热。这对于窗户的 Uw 值非常重要。如今,暖边间隔条正在被应用于各层玻璃面板之间,从而将这个数值保持在尽可能低的程度。

中空玻璃有哪些部件组成?为什么需要使用间隔条?

中空玻璃由两层或三层玻璃片组成。根据所需的功能,玻璃片上带有不同的涂层。例如:内片玻璃额外配有 Low-E 隔热涂层。玻璃夹层空间内填充有惰性气体,从而在根本上改善隔热效果。为了保证中空玻璃长期使用的有效性,必须对其边缘部位进行严格地密封来封住玻璃面板之间的空间。既防止湿气的侵入,又避免气体的逸出。然而在其边缘部位处,热量是可以自由地流动的。因此,必须通过所谓的间隔条来实现玻璃片的隔热。正如其名字所体现的一样,这种间隔条使多层中空玻璃的玻璃片之间保持一定间距。这就阻断了与靠近窗框侧玻璃片之间的热传导,从而降低热传导率。分别根据不同的中空玻璃结构,间隔条通过紧贴两层或三层玻璃片的外侧边缘来组成一个中空玻璃单元,而这种间隔条的导热性能对于玻璃与窗框之间的线传热系数有着决定性的影响。间隔条的功能在于持久地保证每层玻璃片之间保持预先设定的玻璃夹层空间,并且沿间隔条周长打上由丁基胶制成的一道胶及二道胶,其能够可靠地将玻璃夹层空间与外界隔离。同时,在玻璃的整个使用寿命周期内,作用于中空玻璃的气候荷载将影响到其边缘部位。因此间隔条必须持久地承受这些负荷。

冷边导致窗户出现高 Uw 值(Uw 值越高门窗的保温性能越差)

传统的间隔条均为铝材,因而被称为“冷边”。这种材料的缺点是其导热率高。在中空玻璃边缘组合中,铝型材在内层玻璃片与外层玻璃片之间构成了一个高导热性连接。由此在窗户和外立面中形成明显的线性热桥。宝贵的供暖热量便从玻璃片的边缘区域向外传导。室内一侧的玻璃边缘冷却。露水便凝聚在玻璃边缘,从而可能形成霉菌。长期来看,特别对于木制门窗,露水将损坏其框架结构。

另外,对于配有空调设施的建筑而言,传统的中空玻璃间隔条将导致更多的制冷能源消耗。此外,铝的强大导热性能将导致出现高 Uw 值(整个窗户的 Uw 值由框架的 U 值,即 Uf、玻璃 Ug 和 Psi 值组成)。因此,无法达到最佳的玻璃隔热效果。这使得能源费用升高,对整个建筑的能源平衡具有负面影响。而暖边间隔条已被证明能够避免这一切。

采用暖边间隔条来减小 Uw

对于多层中空玻璃,在其玻璃片之间采用低导热率的间隔条,我们称之为“暖边”。例如由不锈钢、尼龙隔热材料复合不锈钢硅酮结构密封胶而制成的产品,可明显降低玻璃边缘的热量损耗。如此,室内一侧的边缘区域的表面温度将更高,玻璃也就有了一条“暖边”。这不仅可以节约供暖热量,提升房间舒适度,降低玻璃边缘产生露水带来的风险。同时,暖边间隔条还可以减少窗边的冷热反差感受。显著降低 Uw 值和 Ucw 值(外立面传热系数)。采用暖边后,窗户的隔热效果明显改善。Psi 值最多可降低 60 %,从而减小总体结构的 U 值。间隔条对于整个部件评估的影响程度,主要取决于中空玻璃的大小与样式。与银光闪闪的金属间隔条不同,复合材料制成的暖边间隔条在外观上与玻璃更相称。

玻璃边缘区域中由高性能塑料制成的暖边间隔条

“暖边”间隔条,例如德国合成材料专家恩欣格(Ensinger)的添益隔(Thermix®),由导热率仅为铝的约 1/700 的高级复合材料(特殊合成材料 TECATHERM® PP)组成。超薄不锈钢防扩散阻隔层的导热率不足铝的 1/10,可保证持久的气体密封性能。在玻璃边缘组合中采用这种间隔条,窗户的 Uw 值将比使用铝制间隔条改善 0.1 至 0.2 W/(m2K)。

暖边间隔条同时具有卓越的硬度和优异的折弯性能,可以良好适应各种常见的中空玻璃加工方式,无论是采用角部插件或是折弯加工。特制的角部和直角插件保证安全且适合的连接。其可以加快生产过程,提高生产效率和经济性。此外,添益隔(Thermix®)还适用于被动式节能屋。在非常规的设计和造型中,也可以使用暖边间隔条。

Wiener 分格条使设计尤为便捷,可以实现如同普通八格窗户的窗户外观。热工技术优化的空腔型材对紫外线具有耐受性,不会起雾,相比间隔条型材组成的双重方案更易加工。

结论:

为了有效降低 Uw 值和 Ucw 值,从而让整个建筑达到要求的能源效率,我们建议采用暖边间隔条。窗户制造商可借助暖边间隔条实现最佳的窗户 Uw 值。规划师、建筑师和业主可借助暖边间隔条保证建筑的长期品质和能源效率。热工技术参数、高性能和美学标准是挑选合适间隔条的决定因素。在此,诸如德国恩欣格(Ensinger)此类经验丰富的生产商提供了由高隔热性复合材料制成的暖边间隔条,该间隔条不仅经过了严格检测,并有多种型号和颜色可供选择,用于多层中空玻璃间的隔热,使建筑材料上出现冷凝水的风险降至最低程度。建议在规划中及早采用这种门窗隔热方式。

添益隔间隔条的图示

图 1:间隔条——出自德国恩欣格(Ensinger)公司的添益隔——使多层中空玻璃的三片玻璃之间保持一定间隔。(1)带涂层的浮法玻璃(2)间隔条(例如添益隔)(3)分子筛(4)一道胶(5)二道胶(6)中空玻璃边缘组合。

铝制间隔条热量损耗的图示

图 2:在玻璃边缘部位采用铝制间隔条导致热量损耗高。

采用暖边间隔条热量损耗的图示

图 3:在玻璃边缘部位采用暖边间隔条可实现低热量损耗。

Uw 值的计算 添益隔 (Thermix®) 的良好的热工特性图示

图 4 和图 5 :除了良好的热工特性、明显的节能效果和高品质以外,恩欣格(Ensinger)公司的添益隔(Thermix®)间隔条还具有一系列其他优势。

现代化窗格的建筑效果图

图 6:现代化的窗格给窗户和整个建筑带来一种特别的艺术效果。恩欣格(Ensinger)的添益隔(Thermix®)Wiener 分格条还能保证达到较高的能源效率。来源:virtua73 – Fotolia.com/Ensinger

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