首页 > 新闻中心 > 11-12-01 节能新标准研报
皇家门窗系统隔热性能研究及节能介绍
 
        北京市新版 《居住建筑节能设计标准》 将于2012年实施，其节能设计标准相对于2006版节能65%的指标有较大提高，新标准提升为节能75%。门窗是建筑物节能的最薄弱环节，其能耗占建筑总能耗的45%～50%，提高门窗保温性能是提高建筑物节能水平的重要途径。
         目前执行的2006版 《居住建筑节能设计标准》，门窗U值要求为≤2.8 W/m2·k，（相当于欧洲上世纪80年代的水平），新版标准将节能水平提升为75%时，所对应的U值将提升为1.8～2.0 W/m2·k，（相当于欧洲本世纪初的水平）。新标准实施后，将对目前市场主流产品产生影响，现在大量使用的、节能不符合新标准的普通断桥铝合金门窗将被淘汰。作为业内唯一一家产品线涵盖塑窗、铝窗、木窗的外资品牌系统公司，皇家公司在北京（及周边市场），推出了全新系列的节能产品，以满足新标准及客户对高品质产品的需求。
 
一．通过门窗的热量流失及提高门窗保温性能的措施
         热量传递的三种方式：热传导、对流及热辐射。
         传导是通过直接接触的热量传递，其热量流量的大小与物体的导热系数、热量传导介质两侧的温度差及传热物体的厚度和截面积相关。
         对流发生在流体(气体、液体等)介质中，其热量流量的大小和发生对流的空间的大小及对流介质的温度差相关。
         热辐射是物体通过波的形式向外部传递热量的一种热量传递方式。温度大于绝对0度的物体均会以辐射的方式散发热量。热辐射的热量流量大小与物体温度的高低及物体表面的发射率相关。
         在通过门窗的热量传递中，大致可分为通过玻璃的热量传递、通过型材的热量传递及通过玻璃间隔条的热量传递三部分。玻璃面积占门窗面积的主要部分，以目前北京市节能标准的U值≤2.8 W/m2·k为例，塑窗、铝窗、木窗均需使用中空玻璃。对于使用中空玻璃的门窗，通过门窗流失的热量总量中，通过玻璃的热量流失占主要部分（约70%～75%左右，与窗型设计、窗框材质等均有关），其余为通过型材的热量流失（约15%～25%）及通过玻璃间隔条的热量流失（约5%～10%）。
         对中空玻璃而言，中空层可有效的降低热量的传导（中空层介质一般为空气或惰性气体，热导率低）。中空层内同时存在对流，通过调整中空层的厚度可以使中空玻璃的热传导和中空层的对流二者传递热量的组合达到小值，此厚度即为最佳的中空层厚度。通过模拟计算及实际检测，在使用惰性气体和不使用惰性气体的情况下，15mm近似为中空层的最佳厚度，因此ROYAL系列门窗标配玻璃中空层厚度均为15mm。现有标准下ROYAL系统使用的中空玻璃5mm+15A+5mm，其U值约为2.6W/m2·k。如需提高其隔热能力，可以采取中空层充惰性气体的方法和镀低辐射膜（Low-E膜）的方法。其中惰性气体热导率较空气更低且对流更弱，但由于通过中空层的热传导和对流流失的热量流量已经较小，故填充惰性气体对提高中空玻璃的隔热能力提高较小，5mm+15Ar+5mm充氩气中空玻璃的U值约为2.5 W/m2·k。低辐射镀膜（Low-E膜）则是通过发射室内物体的热辐射阻止热量以辐射形式透过玻璃流失。由于室内物体发出的红外辐射绝大多数均可以可过普通玻璃发射至室外，而Low-E膜可以有效反射90%以上的红外区域热辐射，故Low-E膜可大幅提高玻璃的保温能力。5mm+15A+5mm Low-E中空玻璃的U值约为1.8 W/m2·k。离线Low-E膜与空气接触时容易发生反应，影响Low-E膜的效果，所以离线Low-E玻璃一般不单独使用，而加工成中空玻璃使用，在使用镀膜面朝向中空层，且一般配合惰性气体使用，有利于Low-E膜效果的持久性且进一步提高中空玻璃的保温能力。5mm+15Ar+5mm Low-E充氩气中空玻璃的U值约为1.5 W/m2·k。
         对于通过玻璃间隔条的热量流失，可通过使用低热导率的暖边玻璃间隔条来减小热量的流失量。对标准内平开窗型（规格1500mm×1500mm，开启扇650mm×1500mm），使用暖边间隔条时，整窗的U值可降低0.1左右。当型材及玻璃的U值越小时，暖边间隔条带来的整窗保温能力提高越明显。由于暖边间隔条能同时减小玻璃边缘结露现象的发生，大大改善使用者对门窗产品的直观感受，提升用户对产品品质的认可感，故暖边间隔条在中高档项目中使用较为广泛。
 
 
二．新《居住建筑节能设计标准》实施后的皇家门窗系统配置及成本变化
         1.皇家铝木复合门窗系统
         由于木窗材质天然独特的纹理与质感，及其良好得装饰效果和极佳的保温能力，一直以来都是高端市场的最佳选择。木材导热系数极低，相对其它类型的窗来说更容做到较小的整窗U值。木窗的U值大部分取决于玻璃的U值。对应于旧版节能标准中U≤2.8W/m2·k，标准窗型的木窗配置普通5mm+15A+5mm普通中空玻璃，使用铝间隔条即可满足要求。新标准将U值要求提升后，原有的玻璃U值2.6 W/m2·k，配合暖边间隔条，整窗已无法满足新标准U值在2.0 W/m2·k以下的要求。为满足新的标准要求，木窗配置的玻璃需使用5mm+15A+5mm Low-E中空玻璃或5mm+15Ar+5mm Low-E充氩气中空玻璃。
 
以RAW68铝包木复合窗为例，新旧标准下配置及成本变化如下表所示
RWA68系列铝包木复合窗新旧标准下配置及成本对比
对比内容
原节能标准
新标准
成本变化（元/㎡）
材料变化
木材
RWA68系列配套
RWA68系列配套
无变化
铝型材
RWA68系列配套
RWA68系列配套
无变化
玻璃
5+15Ar+5
5+15Ar+5Low-E
+80～100元
玻璃间隔条
普通铝隔条
暖边间隔条
+约20元
五金
通用
通用
无变化
密封胶条
ROYAL配套
ROYAL配套
无变化
辅助配件
ROYAL配套
ROYAL配套
无变化
其它
加工成本
80元/㎡
80元/㎡
无变化
包装运输费
20元/㎡
20元/㎡
无变化
安装费
50元/㎡
50元/㎡
无变化
标准窗型整窗U值
2.5 W/m2·k
1.7 W/m2·k
 
成本增加合计
约100～120元
 
 
         2.皇家断桥隔热铝合金门窗系统
         断桥隔热铝合金窗具有强度高、耐久性好、表面处理效果多样化，以及成本适中，经济性好等优点，在众多中高档项目中广泛使用。
         金属是热的良导体，断桥隔热铝合金型材的隔热能力源于室内外两侧型材间的隔热条。隔热条材质为玻璃纤维增加尼龙（PA66GF25），热导率低。断桥隔热铝合金窗型材部分隔热能力的大小取决于使用隔热条的宽度及隔热条的形状。
         在现有标准U≤2.8W/m2·k条件下，ROYAL RA55系列16mm C/CU/CT形隔热条铝合金型材配5mm+15Ar+5mm普通中空玻璃即可满足要求。
         新标准实施后，整窗U值要求已远远高于普通中空玻璃的U值，故玻璃必须使用U值更低的5mm+15Ar+5mm Low-E中空玻璃，或三玻两中空玻璃5+12Ar+4+12Ar+5中空玻璃（其U值约为1.8左右，与5mm+15A+5mm Low-E中空玻璃相当）。由于两种玻璃价格相差不大，而Low-E中空玻璃的保温能力甚至略好于三玻两中空玻璃，且使用Low-E玻璃是可避免玻璃重量增加引起的开启扇五金系列变化增加的五金成本、扇变形量大增加的维护成本等一系列问题，故应优先选用Low-E中空玻璃。
         除玻璃外，ROYAL系统现有16mmC/CU/CT形隔热条的RA55及21mm C/CU/CT形隔热条的RA60将无法满足新标准的要求，需要使用更大隔热条的RA65（26mm C/CU/CT形隔热条）、RA65E(26mm C+T/CU+T/CT+T形隔热条)及RA70（31mm C/CU/CT形隔热条）系统。在使用大隔热条降低热传导的同时，由于隔热条中间空腔的加大，相同室内外环境下隔热条两侧温差更大，隔热条空腔两侧型材对流及辐射作用的加强。因此大尺寸的隔热条一般均为异型隔热条，以降低室内外型材之间的辐射和隔热条腔体内的对流。大隔热条型材同时配合高保温型玻璃胶条及玻璃周边泡沫隔热材料的使用，降低玻璃四周与型材间隙的热对流和热辐射，进一步提高型材的隔热能力。
 
使用Low-E玻璃时，新旧标准下断桥隔热铝合金窗配置及成本变化如下表所示
RA系列断桥隔热铝合金窗新旧标准下配置及成本对比（一）
对比内容
原节能标准
新标准
成本变化（元/㎡）
材料变化
铝型材
RA55/RA60系列
RA65/65E/RA70系列
+60～70元型材加工费
+30～40元铝材重量费用
玻璃
5+15Ar+5
5+15Ar+5Low-E
+80～100元
玻璃间隔条
普通铝隔条
暖边间隔条
+约20元
五金
通用
通用
无变化
密封胶条
ROYAL配套
ROYAL配套高保温胶条
+30元
辅助配件
ROYAL配套
ROYAL配套
+20元（附件系列变化）
其它
加工成本
50元/㎡
60元/㎡
+10元
包装运输费
20元/㎡
25元/㎡
+5元
安装费
50元/㎡
55元/㎡
+5元
标准窗型整窗U值
2.8 W/m2·k
1.9 W/m2·k
 
成本增加合计（使用Low-E中空玻璃时）
约260～300元
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
         由于隔热条宽度系列的增加，使型材的总宽度增加。型材宽度的增加为使用更大厚度的玻璃提供了条件。RA65、RA65E和RA70系统除使用Low-E玻璃外，还可以使用三玻两中空玻璃，配合暖边间隔条使用，也可达到新标准的要求。
 
使用三玻两中空玻璃时，新旧标准下断桥隔热铝合金窗配置及成本变化如下表所示
RA系列断桥隔热铝合金窗新旧标准下配置及成本对比（二）
对比内容
原节能标准
新标准
成本变化（元/㎡）
材料变化
铝型材
RA55/RA60系列
RA65/65E/RA70系列
+60～70元型材加工费
+30～40元铝材重量费用
玻璃
5+15Ar+5
5+12Ar+4+12Ar+5
+70～80元
玻璃间隔条
普通铝隔条
暖边间隔条
+约30元
五金
通用
通用
无变化（或将增加，扇重改变）
密封胶条
ROYAL配套
ROYAL配套高保温胶条
+30元
辅助配件
ROYAL配套
ROYAL配套
+20元（附件系列变化）
其它
加工成本
50元/㎡
60元/㎡
+10元
包装运输费
20元/㎡
30元/㎡
+10元
安装费
50元/㎡
55元/㎡
+5元
标准窗型整窗U值
2.8 W/m2·k
1.9 W/m2·k
 
成本增加合计（使用三玻两中空玻璃时）
约265～295元
 
 
         3.皇家彩色双面共挤塑窗系统
         由于塑料具有极低的热导率（是铝材的千分之一），塑料型材很容易达到良好得保温性能，塑钢窗能以较低的价格达到较高的保温性能，可作为经济型的门窗解决方案，在中档项目及经济型住宅中用量较大。
         在现有标准U≤2.8W/m2·k条件下，RP60塑钢系统配合5mm+12A+5mm普通中空玻璃即可达到要求。新标准实施后，RP60系统配合5mm+12Ar+5mm Low-E中空玻璃，配合暖边间隔条使用，可达到要求。由于塑钢型材由于型材总厚度的限制，RP60系统最大可用玻璃为22mm，若想使用厚度更大的玻璃，以获得更高得保温效果，则需要使用更高系列的型材。RP66高保温系统为最大可用玻璃厚度为28mm。配合5mm+15Ar+5mmLow-E中空玻璃时，需使用RP66高保温塑钢系统。
RP60系列型材新旧标准下配置及成本变化如下表所示
RP60系列塑钢窗新旧标准下成本对比
对比内容
原节能标准
新标准
成本变化（元/㎡）
材料变化
型材
RP60系列
RP60系列
无变化
玻璃
5mm+12A+5mm
5+12Ar+5Low-E
+80～100元
玻璃间隔条
普通铝隔条
暖边间隔条
+约20元
五金
通用
通用
无变化
密封胶条
ROYAL配套
ROYAL配套
无变化
辅助配件
ROYAL配套
ROYAL配套
无变化
其它
加工成本
50元/㎡
50元/㎡
无变化
包装运输费
20元/㎡
20元/㎡
无变化
安装费
50元/㎡
50元/㎡
无变化
标准窗型整窗U值
2.6 W/m2·k
1.9 W/m2·k
 
成本增加合计（使用Low-E中空玻璃时）
约100～120元
 
 
RP66高保温塑钢系统配合5mm+15Ar+5mm Low-E中空玻璃时，新旧标准下配置及成本变化如下表所示
RP60/66系列塑钢窗新旧标准下成本对比
对比内容
原节能标准
新标准
成本变化（元/㎡）
材料变化
型材
RP60系列
RP66高保温系列
+20～25元
玻璃
5mm+12A+5mm
5+15Ar+5Low-E
+80～100元
玻璃间隔条
普通铝隔条
普通铝隔条
无变化
五金
通用
通用
无变化
密封胶条
ROYAL配套
ROYAL配套
无变化
辅助配件
ROYAL配套
ROYAL配套
+10元（附件系列变化）
其它
加工成本
50元/㎡
55元/㎡
+5元
包装运输费
20元/㎡
20元/㎡
无变化
安装费
50元/㎡
55元/㎡
+5元
标准窗型整窗U值
2.6 W/m2·k
1.7 W/m2·k
 
成本增加合计（使用Low-E中空玻璃时双）
约120～125元
 
三.综述
         当下经济发展与资源紧张和环境破坏的矛盾日趋尖锐，环境污染及能源危机等问题对生活的影响日益显现，节能与环保不可避免的成为必须的生活方式。建筑的节能、门窗产品节能的重要性已逐渐被认知。主动选用高品质高节能型门窗产品的项目日益增加，且驰名的系统门窗也成为住宅项目重要的宣传点之一。对最终用户来说，使用节能门窗的节能效果也会随着时间的推移愈加显现出来。用户会在长期的使用中逐渐了解和认同以高的价格购买高标准高品质的节能窗是短期投入换来长期的节约和享受优质产品的过程，这也将有利于节能门窗的进一步推广和使用。
         随着时间段的推移，国内《居住建筑节能设计标准》在今后必将持续的更新，节能要求的百分比及对门窗的U值要求亦将不断提高。国内的节能水平与发达国家的差距将逐渐缩小直至同步。门窗的U值要求日益提高使门窗的节能配置要求不断的更新，ROYAL幕墙门窗系列产品将不断推出新的产品以适用节能标准的要求及市场发展的需要。
 
 
 
 
                              ROYAL幕墙门窗系统技术研发中心
                                        2011/12/1