高效节能隔热窗的制作方法

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高效节能隔热窗的制作方法

本发明涉及一种用于闭合开口的窗扇、门扇或类似构件,特别是涉及一种高效节能隔热窗。



背景技术:

我国的建筑外窗节能技术和要求正在逐步提高,以北京为例,从2012年起,国家规范要求的建筑外窗传热系数已经从过去的2.8W/(m2K)降低到了2.0W/(m2K)。即便如此,我国与欧美发达国家的差距仍然十分明显,德国1994年的建筑外窗传热系数已经达到了1.8W/(m2K),2012年更是进一步降低到了1.3W/(m2K)。根据住建部建筑门窗节能标识的统计,2013年中,相关的门窗节能标识产品共1787个,但90%以上都是传热系数为2.0-3.2W/(m2K)的产品,低于2.0W/(m2K)的门窗产品仍以国外产品为主。因此,如何进一步降低传热系数、改善国产门窗节能效果,成了业内亟待解决的问题。

以断桥铝窗为例,在确定了基本建筑外窗窗型后,为降低整窗的传热系数Ut,现有的技术方案有:1)采用三玻两腔中空玻璃或真空中空玻璃;2)采用高性能的双银或三银Low-e玻璃;3)将中空玻璃中传统的铝合金间隔条改为暖边间隔条;4)在中空玻璃的中空腔内填充惰性气体。

从工程设计角度来看,上述技术方案分别存在以下不足:

方案1):窗玻璃造价大幅增加。目前窗玻璃的配置大都为双玻中空玻璃,其厚度一般为22mm、24mm、28mm等;三玻两腔中空玻璃的厚度一般为33mm、36mm、39mm等;真空中空玻璃的厚度一般为27mm、35mm等,现有的窗框型材断面需要修改以适应窗玻璃的厚度变化,这就使得现有窗框型材的适应性降低,大幅增加了型材用量以及的型材开模的成本。

方案3):大量使用暖边间隔条,由于暖边间隔条的技术含量较高,基本依赖进口,大量使用不但采购环节复杂,周期长,影响施工进度,而且成本也高。同时暖边间隔条的使用只能部分降低玻璃传热的边部效应,因此,对整窗的传热系数下降的贡献率较低。

方案4):中空玻璃填充惰性气体存在泄露问题,而且实际检测传热系数的方法也较为复杂、实际操作难度较大,同时,行业内对中空玻璃填充惰性气体后的耐久性一直存疑,不适合大面积推广使用。

方案2):如图1所示,现有的采用双玻双银Low-e中空玻璃的铝窗,包括窗玻璃10、室外窗框20、室内窗框30、隔热条40、室外胶条50、室内胶条60。其中窗玻璃10通过室外胶条50和室内胶条60被固定在室外窗框20和室内窗框30之间,室外窗框20和室内窗框30之间通过隔热条40连接。该铝窗主要依靠隔热条40(解决型材的隔热)和中空Low-e玻璃(解决窗玻璃10的隔热)解决热传导问题。经美国LBNL的Window7,Therm7热工分析软件分析,采用双玻双银Low-e中空玻璃后,整窗传热系数为2.1W/(m2K)。可见,本方案采用了双玻双银Low-e玻璃,在一定程度上降低了玻璃窗的传热系数,但对改善整窗隔热效果的贡献仍不理想。这是因为,根据理论研究和对大量不同配置的窗系统进行热工计算后发现,窗框的面积虽然只占整窗的20%-25%,但通过窗框的传热量却占整窗的50%以上,而窗玻璃的面积虽然占整窗的75%-80%,传热量却只占整窗的50%以下。因此,该方案在提高了窗玻璃的隔热性能后,被阻挡的大部分热量会经窗玻璃边部及其与窗框之间的缝隙传递,导致整窗传热系数下降不明显,并可能出现窗框表面结露的现象,而且整窗传热系数也不能满足日益严苛的节能设计要求。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、施工便捷、成本低,并且能大幅度提高整窗节能效果的高效节能隔热窗。

本发明高效节能隔热窗,包括外框、由室内窗框和室外窗框组成的内框及窗玻璃,其特征在于:在所述内框和窗玻璃之间装设有气凝胶隔热毯制成的密封条。

本发明高效节能隔热窗,其中所述气凝胶隔热毯制成的密封条为断面呈“凹”形或“L”形的密封条。

本发明高效节能隔热窗,其中所述窗玻璃为双层或三层玻璃,相邻两层玻璃之间设置有暖边间隔条。

本发明高效节能隔热窗,其中所述断面呈“凹”形或“L”形的密封条与所述内框之间装设有气凝胶隔热毯制成的“一”字形密封条。

本发明高效节能隔热窗,其中所述断面呈“凹”形或“L”形的密封条为一整条首尾相接的密封条。

本发明高效节能隔热窗,其中所述断面呈“凹”形的密封条由四条首尾相接的“凹”形子密封条组成,其中一对端头封口的“凹”形子密封条分别包覆窗玻璃的两个相对的玻璃边及两个玻璃角,另一对端头开口的“凹”形子密封条包覆窗玻璃的其余两个相对的玻璃边。

本发明高效节能隔热窗,其中所述断面呈“L”形的密封条由四条首尾相接的“L”形子密封条组成,其中一对端头封口的“L”形子密封条分别包覆窗玻璃的两个相对的玻璃边及两个玻璃角,另一对端头开口的“L”形子密封条包覆窗玻璃的其余两个相对的玻璃边,所述断面呈“L”形的密封条的一个边包覆在所述窗玻璃的室外面上。

本发明高效节能隔热窗,其中所述“一”字形密封条为一整条或由四条“一”字形子密封条首尾相接而成。

本发明高效节能隔热窗,在位于所述窗玻璃底部的“一”字形密封条内间隔镶嵌至少两个玻璃垫块。

本发明高效节能隔热窗在窗框与窗玻璃之间设置气凝胶隔热毯制成的密封条,密封条结构简单,安装方便、快捷,不需改变现有窗结构,节省了型材开模成本。而且,密封条从根本上阻断了热量从窗框与窗玻璃之间的缝隙处泄漏,有效地解决了窗框的热传导问题,显著降低了整窗的传热系数,大幅度增强了节能效果。

下面结合附图对本发明的高效节能隔热窗作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术的采用双玻Low-e中空玻璃的铝窗结构示意图;

图2为本发明高效节能隔热窗实施例一中右窗框处的局部剖视图;

图3为本发明高效节能隔热窗实施例一中下窗框处的局部剖视图;

图4为图3沿A向剖切之后的B向视图;

图5为本发明高效节能隔热窗实施例一中下“凹”形条展开后的平面示意图;

图6为本发明高效节能隔热窗实施例一中左“凹”形条展开后的平面示意图;

图7为本发明高效节能隔热窗实施例二中右窗框处的局部剖视图;

图8为本发明高效节能隔热窗实施例二中下窗框处的局部剖视图;

图9为图8沿C向剖切之后的D向视图;

图10为本发明高效节能隔热窗实施例二中下“L”形条展开后的平面示意图;

图11为本发明高效节能隔热窗实施例二中左“L”形条展开后的平面示意图;

图12为本发明高效节能隔热窗传热平均系数计算部位示意图。

具体实施方式

实施例一:

如图2、图3所示,本发明的高效节能隔热窗,包括外框1、由室内窗框2和室外窗框3组成的内框4及窗玻璃5,窗玻璃5为两层,相邻两层玻璃之间设置有暖边间隔条7,用以降低窗玻璃5的传热量。其中窗玻璃5通过室外胶条101和室内胶条102被固定在室外窗框3和室内窗框2之间。室外窗框3和室内窗框2之间通过隔热条103连接。在内框4和窗玻璃5之间装设有气凝胶隔热毯制成的断面呈“凹”形的密封条6。断面呈“凹”形的密封条6和内框4之间装设有气凝胶隔热毯制成的“一”字形密封条9。断面呈“凹”形的密封条6、“一”字形密封条9均为一整条首尾相接的密封条。

如图4至图6所示(图5、图6中的虚线为折叠线),断面呈“凹”形的密封条6由依次包覆在窗玻璃5的上、左、下、右四个窗玻璃边且首尾相接的上“凹”形条(图中未示出)、左“凹”形条62、下“凹”形条63、右“凹”形条64四条子密封条组成。上“凹”形条、下“凹”形条63结构相同且沿各自长度D方向的左右两端端头封口。上“凹”形条、下“凹”形条63分别包覆窗玻璃5的两个上下相对的玻璃边及上、下两对玻璃角。具体地,上“凹”形条包覆窗玻璃5的上边缘处的顶、前(室外面)、后(室内面)、左、右5个侧面,下“凹”形条63包覆窗玻璃5的下边缘处的底、前(室外面)、后(室内面)、左、右5个侧面。两端端头开口的左“凹”形条62、右“凹”形条64结构相同且与上“凹”形条、下“凹”形条63对接。具体地,左“凹”形条62包覆窗玻璃5左边缘处的左、前(室外面)、后(室内面)3个侧面。右“凹”形条64包覆窗玻璃5右边缘处的右、前(室外面)、后(室内面)3个侧面。断面呈“凹”形的密封条6、”一”字形密封条9均可通过粘结剂或机械固定的方式固定在窗玻璃5与内框4之间。与断面呈“凹”形的密封条6同理,“一”字形密封条9也可由上“一”字条(图中未示出)、左“一”字条92、下“一”字条93、右“一”字条94四条子密封条首尾依次相接而成。为了便于支撑窗玻璃5,如图3、图4所示,下“一”字条93上间隔镶嵌有至少两个玻璃垫块12,本实施例中,内框4的内孔(即窗玻璃5的安装口)的长度为L,两个玻璃垫块12的中心点与内框4两端点处的距离M、N分别为1/4L。当然,上述玻璃垫块12的数量及设置位置和方式可以根据实际玻璃支撑需求调整,此处不一一列举。

实施例二:

如图7、图8所示,本发明的高效节能隔热窗,包括外框1'、由室内窗框2'和室外窗框3'组成的内框4'及窗玻璃5',窗玻璃5'为两层,相邻两层玻璃之间设置有暖边间隔条7',用以降低窗玻璃5'的传热量。其中窗玻璃5'通过室外胶条101'和室内胶条102'被固定在室外窗框3'和室内窗框2'之间。室外窗框3'和室内窗框2'之间通过隔热条103'连接。在内框4'和窗玻璃5'之间装设有气凝胶隔热毯制成的断面呈“L”形的密封条6'。断面呈“L”形的密封条6'和内框4'之间装设有气凝胶隔热毯制成的“一”字形密封条9'。断面呈“L”形的密封条6'和“一”字形密封条9'均为一整条首尾相接的密封条。如图9至图11所示(图10、图11中的虚线为折叠线),断面呈“L”形的密封条6'由依次包覆在窗玻璃5'的上、左、下、右四个窗玻璃边且首尾相接的上“L”形条(图中未示出)、左“L”形条62'、下“L”形条63'、右“L”形条64'四条子密封条组成。上“L”形条、下“L”形条63'结构相同且沿各自长度D'方向的两端端头封口。上“L”形条、下“L”形条63'分别包覆窗玻璃5'的上下两个相对的玻璃边及上下两对玻璃角。具体地,上“L”形条(图中未示出)包覆窗玻璃5'的上边缘处的顶、前(室外面)、左、右4个侧面,下“L”形条63'包覆窗玻璃5'下边缘处的底、前(室外面)、左、右4个侧面。两端端头开口的左“L”形条62'、右“L”形条64'结构相同且与上“L”形条、下“L”形条63'的端头对接。具体地,左“L”形条62'包覆窗玻璃5'的左边缘处的左、前(室外面)2个侧面,右“L”形条64'包覆窗玻璃5'右边缘处的右、前(室外面)2个侧面。与实施例一相同,“一”字形密封条9'也可由上“一”字条(图中未示出)、左“一”字条92'、下“一”字条93'、右“一”字条94'四条子密封条首尾依次相接而成。断面呈“L”形的密封条6'、“一”字形密封条9'均可通过粘结剂或机械固定的方式固定在窗玻璃5'与内框4'之间。同时,如图8、图9所示,为了便于支撑窗玻璃5',下“一”字条93'上间隔镶嵌有至少两个玻璃垫块12',该玻璃垫块12'的设置方式与实施例一相同,此处不再赘述。

下面通过现有技术与本发明高效节能隔热窗的计算、测试数据的对比说明本发明高效节能隔热窗的热传导效果。

本隔热窗平均传热系数Ut(单位为瓦/(平方米·度),即W/(m2K))计算公式如下(参考美国门窗热效评级委员会(即National Fenestration Rating Council)的计算方法):

如图2、图12所示,其中:

A为窗玻璃5可视部位宽与高的乘积;

Uf为内框4、外框1的室内可视部分的上、下、左、右四个边部41处的传热系数;

Af为内框4、外框1的室内可视部分的上、下、左、右四个边部41的面积之和;

Ueg为窗玻璃5的上、下、左、右四个边部52处的传热系数;

Aeg为窗玻璃5的上、下、左、右四个边部52的面积之和,其中,每个边部52的宽度S均为65mm;

Ucog为窗玻璃5的中心部位51处的传热系数;

Acog为A减去Af和Aeg之后的面积。

如下表1所示,现有技术和本发明高效节能隔热窗中选用的窗玻璃的参数如下:

表1:

表2、表3为现有技术中铝窗传热系数的相关计算数据。表2:

表:3:

表4、表5为本发明高效节能隔热窗传热系数的相关计算数据。

表4:

表5:

综上所述,本发明的高效节能隔热窗,由于在窗玻璃、室外窗框和室内窗框之间设置了导热系数较低(一般不高于0.021W/(m·K))的气凝胶隔热毯制成的密封条,该密封条的隔热性能比空气的导热系数还低,相比传统的门窗隔热断桥材料,其材料导热系数更是降低了10倍以上,传热系数(即整窗U值)可达到1.7-1.8W/(m2K),较现有技术的双玻铝窗下降了15%,显著增强了节能效果。采用三玻Low-e中空玻璃时,整窗传热系数甚至可降至1.5-1.6W/(m2K),隔热效果突出。而且,本密封条使用时不需改变现有窗的构造,既不影响其水密性、气密性和结构变形性能,又大幅提高了整窗的隔热性能,确保窗框室内侧不产生结露问题,大大减少了高节能建筑外窗的综合成本。同时,气凝胶隔热毯便于安装,能很好地适应窗玻璃、室外窗框和室内窗框之间的复杂截面形状,形成同一材质且连续、整体的隔热条。另外,由于气凝胶隔热毯是燃烧性能A级的无机隔热材料,故还可避免使用有机隔热材料燃烧性能差的问题。还有,采用密封条后,暖边间隔条可在必要的时候选用,一定程度上降低了其使用几率,有利于缩短工期、节省开支。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

工业实用性

本发明节能隔热窗结构简单、施工便捷、成本低,并且能大幅度提高整窗节能效果,整窗传热系数较现有技术的双玻铝窗下降了15%。

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