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1、纵观 国内 铝合金节 能门窗 的发 展，已经有 了长 足的进步。由于 我国 能源匮乏，国家及地方逐步制定、发布 新的节能标准，促使各门窗生产 厂纷纷研 发具有更 高节能指标 的门窗型材和相 关配 套方案，以求较 大幅 度的提高门窗的节能性能。但是，从门 窗市场的产品实际情况观察，门 窗企业往 往忽视门 窗各连接部 位的 性能设计和工艺 设计 及工艺控制，造 成整窗节能效果与预期希望形成较大差距，直接降低了节能 铝合金门窗 的市场影 响力。另外 开放 式等压腔 体在 北方地 区气 候干燥、风沙较 大的 情况下是 否也是一 个改进的方 向。 本文将从以下五 个方 面进行分析。一、铝合 金节能门窗
2、目前存在 的节能缺陷 ；二、节能 缺陷的控制 及优化设 计；三、节能 缺陷的工艺 设计及工 艺控制；开放 式等压腔的 缺陷及改 进；五、追求 高性能的铝 合金节能 门窗是门窗 企业的责 任；基于 上述 五个方面所进行 的以 下分析，恭请广大行业 人士 指正。谢 谢！一、铝合金节能门窗目前存在的节能缺陷1、节能 缺陷 分 布 . 节能缺陷主 要分 布在框、 扇的冷腔结 构的设计 ； . 框、扇角部 接合 ； . 中挺与 外框 的接 合部位； . 铰链合 叶部 位； . 框与开启扇 的密 闭； . 排水孔 及排 水导 流方式；2、节能 缺陷 部位分 析 . 框扇的冷腔 结构首先 框扇 的冷腔结构及
3、截 面间 隙的几何尺 寸，选取 多大才能够使空 气对流速 度最低，且空气 间隙也能 满足 要求（假设室 内外空气 温度 差为 20C）。按热工学原理得知，如果 腔室过大，空气 形成对流的速度就 大，腔室过小空 气间隔层保温节能能力下降，造成冷腔空气隔层及易穿 透形成短路，从而 形成快速传导，使节 能的效果大 幅降低。既 如此就应 有一个范围是上述两个因素的 最佳结构状态，而这个最佳结构状态也正 是铝 合金 节能 门窗 冷 腔设 计的 关键 所在 。 . 框、扇角部 接合 缺陷框扇均为承力杆件，其角部受连接方式的 影响，除应 满足角部强度 应用组角胶外，对接密闭是节能的 关键。现实中往往接缝难以
4、密封到位， 在加受成 本影响，国外成 熟的 技术因价格较高顾客大多难以接受。在此 情况下缺 陷便暴露 出来了，不但节 能效果大幅 下降，而且水 密、气密也 大打折扣。主要原因在于铝材接合面因材料、加工 工艺、组角或组装位 移误差造 成间隙，或整窗 承力后承 力杆 件产生 位移 错位，撕裂 组角 胶形 成局部空 气贯通形 成空气对流，严重 影响了整窗的 综合性能。此薄 弱环 节的 U 值也 是最 高 的。现有 条件 解决办法：a) .改进冷腔设计，增加过渡空气腔，使内外空气温度形成阶段过 渡， 提高 其保温隔 热性能。b) .改进角码截面设计，增加角部注胶，使组角后能够在腔体内注 入专用密 封胶
5、。c) .提高(型腔与角码配合)角码切割下料精度(控制在0.10.15 毫米 )， 使组角后同一平面最大误差不大于 0.15 毫米。d) .保证组角位置点，使一角单侧保证4个组角点，一个角共8个 组角 点， 增加 结构强度及抗变形能力。e) .改进组角定位(前后)精度，使误差减小到0.5毫米以下。f) .增加组角后固化时间，保证组角胶的完全固化。g) .保证正确的安装固定方式，是确保安装的整窗能否满足高性能 的关 键。 中挺(加强中挺)与外框的接合部位缺陷 目前中挺与外框的连接多采用单体铝角码横向固定后在纵向拉紧， 由此产生如下几个问题：a) . 一是由于硬质连接及型材悬臂轻微变形，造 成气密
6、和水密极难 满足 很高 的要 求。b) . 二是中挺与外框接合处形成贯通，造成空气的冷热传导，影响 节能 效果 。解决 办法 ：a).改进中挺与外框联接的角码连接形式，改进工艺使中挺与外框 的接合部紧密闭合，如设 计出过渡子口在腔体局部注入密封胶、或设计 接头密封 件，阻断 空气的冷热 传导 。b). 在目前情况下应在门窗小分格及框、扇内下角外侧 打胶密封。c) . 提高 外框与中挺 榫接 配合 精度( 0.1 0.15 毫米)，即可 满足 同一平面 最大误差 不大于 0.15 毫米 ，又可避 免中挺轴 向因 承加玻 璃荷 载后的扭 转。 铰链、合页部位铰链、合页 部位因其 开启 的方式所 限
7、，在密封上 必然 产生一定 的缝隙，也直 接影响到 整窗的节能 效果 。解决 办法 ：a) 加强铝型材生产、加工和安装精度控制，保证材料基本参数的 稳定及密封胶 条完整与到 位。b) 采用隐藏式合页或铰链是最佳解决办法，可以使开启扇四周的 胶条形成 完整连续 的压接，减 少能 量损失。 .开启扇的密闭开启扇由于型材在生产挤出、复合过程中的变形和在加工及安装过 程中存在的误差积累，以及所采用五金件的不同，使胶条的密闭均匀程 度产生较大的差别，从而影响密闭效果，降低节能性能。虽然采用多点 锁(根据实际情况确定数量，避免 浪费)可以加强密闭程度，使性能有 较大幅度的提高， 但是由于增加成本较多，在使
8、用中受到限制。解决 办法 ：a) 较大开启扇采用多点锁均匀锁闭，使开启扇的四周压接量尽量 均匀，增 加密闭程 度。b). 锁点安装 要视开 启扇 大小和锁 点的数量确 定最佳位 置，在配合 安装胶条 时，转角 处的胶条能 够均 匀过度，使密闭 达到 最佳状态。c) . 同一型材所使用的密封胶条，应 针对不同形式的五金件鉴定其 适用性。 防止因五 金件不同造 成的 密封缺陷。 .排水孔及排水导流方式对能耗的影响内开 窗框 外侧虽然处于开 放状 态，由于有 等压 胶条的阻 隔，可以在 一定程度上减缓冷热空气的传导(损失也较大)。而窗框、扇排水方式 以直通式居多，少数 企业开启扇采用排水腔导流实现下
9、排水。尤其 是开 启扇直通式排水，由于铣通空气腔，致使 中空玻璃四周间隙处于开放状 态，造成冷热空气的直接传导到开启扇的内侧形成冷热空气的快速交 换，造成能量的消耗和节能效果的降低。解决 办法 ：a) . 阻断镶嵌中空玻璃槽口内的空气对流，使中 空玻璃两侧的冷热 空气直接 交换途径 中断，从而 提高 保温性能。b) . 设计多腔结构，使 排水腔独立于空气腔，对空气的流通形成较 大阻力， 从而提高 保温性能。二、节能缺陷的控制及优化设计节能缺陷的控制及优化设计，笔者认为应考虑以下几个问题：1、窗框的设计在外框设计时单独设计外框的排水腔、组角腔。形成多腔结构使气密性有-个较大的提高，从而进一步提高
10、节能性能。见图12、内开窗在设计开启扇外侧面时，应考虑两腔结构。即将空气腔（角码腔）和排水腔独立设计见图2开启扇外侧局部3、窗框和窗扇闭合后形成的开放式等压腔，由于目前国内门窗生产采用的铝合金挤出角码，型腔内无法注胶，必然形成角部缺陷。并且 开放式腔体在北方地区气候干燥、风沙较大的情况下，在窗框内沉积的 圬物难以清理。所以在门窗的等压腔增加一道密封，将能极大地增强门窗各项性能指标。见图3三、节能缺陷的工艺控制及工艺设计-个好的门窗产品体现在安装完成后的各项指标和参数,既满足国 家各项标准的要求。但是，有好的设计不一定是好的产品。而优秀的设 计是前提，产品的最终实现要靠好的工艺来实现。即通过好的
11、加工方式 及顺序来完成，也就是根据不同产品制定不同的工艺 工艺设计。要 考虑不同产品加工工艺标准的特殊性、差异性、同一性和相同产品差异 性，如，采用磨具加工等。尽量减少人为因素的影响。将加工和安装的 积累误差减至最小。就是生产和安装所需工艺控制。没有实质性的工艺 和工艺控制，这也是目前我国门窗行业的主要不足和缺憾。、开放式等压腔的缺陷及改进见图 3、图 4 由于等 压腔与外 界完 全开放 ，在华北 及西 北地区 使用 的实际情 况，可以看到使 用过程中 易形 成的积 尘和 污垢难以 清理。改进 的目的有两个：一是增加密闭式等压腔，以减 少尘垢淤积；二 是因密闭 式等压腔 的建立形 成了一个有
12、效的 过渡腔室，使内 外空气温 度形成阶段 过渡，提高其保温隔热性能。为了 极大地增强节能性能，将排水腔设置 为暗排水。我们 都知道塑 料平开窗 的节 能性能 高于 隔热铝断 桥门窗，就 其原因一 是塑料型 材固有的低 传导，二是 密闭 式等 压腔的存 在，将外界 的影响降到最低点，从而提高 节能性能。等压腔密闭后为了顺利排水， 必须设置 气压平衡 孔。气压平衡孔分 为暗通式 和直 通式，建议 均采 用暗 通式。在解决尘垢淤积的同时，门窗的节能性能必定也有所提高。从（图 4）可以看出由于增加了 -道密封，在冷空气袭来时大部分被阻挡于外， 只有少部分通过型材、排水孔、气压平衡孔、胶条 传导或经过缝隙进入 参与冷热交换，而这 种交换必须经过三个阶段才能完成（室内冷热空气 析出也需经历此过程），故而形成了几个不同的温度带，使冷热交换减 慢提高节能性能。 为了较大幅度提高保温性能应在以下几方面进行改 进。
