玻璃鋼門窗幕墻的節(jié)能機(jī)理和功能性

1、玻璃鋼門窗幕墻的節(jié)能機(jī)理和功能性【門窗幕墻】繼木窗、鋼窗而發(fā)展的鋁窗和塑窗，由于鋁窗的金屬導(dǎo)熱性好，保溫性能差，而塑窗強(qiáng)度和耐候性能差的弱點(diǎn)，不能夠滿足現(xiàn)在節(jié)能和使用壽命的需要，為此用隔熱鋁合金窗和鋁塑復(fù)合窗等來實(shí)現(xiàn)節(jié)能，但由于使用的是兩種不同材料經(jīng)機(jī)械復(fù)合，這樣復(fù)合強(qiáng)度又不能適應(yīng)建筑對門窗幕墻的需要，為此新型的玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)門窗幕墻(簡稱玻璃鋼門窗幕墻)應(yīng)運(yùn)而生。玻璃纖維增強(qiáng)塑料，是一種新型復(fù)合材料，它是基體樹脂和增強(qiáng)纖維構(gòu)成的類似于鋼筋混凝土的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)體，由于樹脂和纖維在性能上的“優(yōu)勢互補(bǔ)”，使其具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、防腐、絕緣、保溫、隔聲等優(yōu)良物理化學(xué)性能，在航空、航天的噴氣式

2、飛機(jī)上的油箱和管道、宇航員們背著的微型氧氣瓶、導(dǎo)彈和地面雷達(dá)站的雷達(dá)罩等尖端領(lǐng)域;在化工行業(yè)采用酚醛樹脂 代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備;在體育自從有撐竿跳高這項運(yùn)動以來，運(yùn)動員使用木制撐竿創(chuàng)造的最高紀(jì)錄是3.05米，后來使 用了竹竿提高到了4.77米，但自從新的玻璃鋼撐竿出現(xiàn)以后，撐桿跳高紀(jì)錄已經(jīng)超過了6米大關(guān)，還在澆注制品、木器涂層、衛(wèi)生潔具和工藝品等很多方面得到廣泛應(yīng)用，在建筑、化工防腐、交通運(yùn)輸、造船工業(yè)、電氣工業(yè)材料、娛樂工具、工藝雕塑、文體用品、宇航工具等各行各業(yè)中發(fā)揮了應(yīng)有的效用，它更是一種理想的新型建筑材料，更可在玻璃鋼門窗幕墻上廣泛應(yīng)用?！鹃T窗幕墻】玻璃鋼門窗幕墻是以玻璃纖維及其

3、制品為增強(qiáng)材料，以不飽和聚酯樹脂為基材，將玻璃纖維及織物浸透樹脂后經(jīng)牽引機(jī)牽引下通過加熱專用模具高溫固化成型，經(jīng)拉擠工藝生產(chǎn)出空腹異型材的高分子復(fù)合材料，形成表面光潔、尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度高的玻璃鋼型材;又經(jīng)特殊涂層表面處理切割下料后，使用專用角連件和粘接材料組裝成門窗幕墻框，再配上毛條、橡膠條及五金件等先進(jìn)工藝制成成品門窗幕墻，具有優(yōu)越的機(jī)械性能和化學(xué)性能，耐潮濕、耐腐蝕、抗老化，阻燃、絕熱，在高低溫作用下，仍能保持尺寸穩(wěn)定，在生產(chǎn)過程中不會造成公害。1、玻璃鋼門窗幕墻通過玻璃的不同配置來提高節(jié)能效果玻璃鋼門窗幕墻的玻璃品種可以選擇無色透明玻璃、Low-E玻璃、真空玻璃和其它玻璃，可加工成二玻中空

4、、三玻中空，并可采用6mm、9mm、12mm、15mm，最大可達(dá)到30mm的中空隔離層，隔離材料可采用鋁隔條或暖邊隔條，隔離層內(nèi)可充隋性氣體，采用雙道密封，并可在中空層內(nèi)配置中空百葉，將玻璃的節(jié)能技術(shù)全部應(yīng)用到玻璃鋼門窗幕墻中。2、玻璃鋼型材的采用提高了門窗幕墻的保溫性能玻璃鋼型材的導(dǎo)熱系數(shù)與其它型材比較相對較低(見下表)，從導(dǎo)熱系數(shù)上比鋁合金降低了43%;比PVC塑料降低了30%;比鋼材降低了99.3%，玻璃鋼型材又采用了二腔或三腔的保溫空腔結(jié)構(gòu)，不用內(nèi)置鋼襯而影響玻璃鋼型材的導(dǎo)熱系數(shù)，所以玻璃鋼型材是最佳的門窗幕墻保溫材料。3、門窗幕墻框與玻璃之間的縫隙密封玻璃鋼門窗幕墻的玻璃與玻璃鋼框室

5、內(nèi)側(cè)采用了三元乙丙膠條進(jìn)行了密封，室外側(cè)采用中性密封膠進(jìn)行密封，三元乙丙膠條和中性密封膠具有較強(qiáng)耐候性，提高了其抗老化能力;玻璃周邊與玻璃鋼框間的空隙采用類似H型的包條式來實(shí)現(xiàn)二腔或三腔，提高其節(jié)能效果。4、玻璃鋼門窗幕墻的框扇之間的等壓膠條和內(nèi)外兩邊的三元乙丙密封膠條的使用，實(shí)現(xiàn)了三道密封和二腔結(jié)構(gòu)，提高了開啟部位的節(jié)能性能和氣密性。5、玻璃鋼門窗幕墻框與墻體采用金屬膨脹螺栓或自攻釘直接與墻體或附框固定，提高固定強(qiáng)度，窗框與墻體之間中間部位用聚氨脂發(fā)泡膠、兩側(cè)用建筑密封膠進(jìn)行密封，附框采用玻璃鋼專用附框，來提高其節(jié)能效果，保證與建筑結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度。由于玻璃鋼型材(7.3)與其結(jié)合的材料玻璃(

6、9)、磚(9.5)、混凝土和水泥(10-14)的線膨脹系數(shù)相近，用玻璃鋼型材制作的門窗幕墻，與玻璃和墻體配合良好，使門窗幕墻整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。6、玻璃鋼門窗幕墻由于具有獨(dú)特的性能可以滿足不同地區(qū)對門窗幕墻的功能要求 輕質(zhì)高強(qiáng)。玻璃鋼型材具有輕質(zhì)高強(qiáng)的優(yōu)良性能(詳見下表)，玻璃鋼門窗幕墻不需鋼框?yàn)楣羌埽耆孔陨砭湍苤?，抗壓、抗折、不變形、不彎曲。既?jié)省了鋼材，又達(dá)到了使用目的。彌補(bǔ)了塑鋼門窗幕墻強(qiáng)度低易變形的缺點(diǎn)?？稍谂_風(fēng)多發(fā)區(qū)使用。耐候性。玻璃鋼型材屬熱固性塑料，樹脂交聯(lián)后即形成三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，變成不熔不溶體，既使受熱也不會熔化，熱變形溫度為200，耐高溫。玻璃鋼型材隨著溫度的下降，分子

7、運(yùn)動減速，分子間距離縮小并逐步固定在一定的位置上，分子間引力加中，所以低溫不變形，并具有不吸水等特點(diǎn)(祥見下表)，在冷熱溫差變化較大環(huán)境下，不易與建筑物及玻璃之間產(chǎn)生縫隙，保證尺寸穩(wěn)定，可大大提高玻璃鋼門窗幕墻的密封性能，玻璃鋼門窗幕墻可在溫差變化較大的地區(qū)使用耐腐蝕、抗老化。玻璃鋼屬優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料，它對酸、堿、鹽、油等各種腐蝕介質(zhì)都有特殊的防止功能，且不會發(fā)生銹蝕，耐腐蝕。它還能抗老化，鋁合金門窗幕墻平均壽命為20年，普通的PVC壽命為15年，而玻璃鋼門窗幕墻的壽命可達(dá)50-60年。玻璃鋼門窗幕墻對無機(jī)酸、堿、鹽、大部分有機(jī)物、海水及潮濕環(huán)境都有較好的抵抗力，對于微生物也有抵抗作用，因此除適用

8、于干燥地區(qū)外，同樣適用于多雨、潮濕地區(qū)，沿海地區(qū)和化工場所?！鹃T窗幕墻】健康綠色環(huán)保。經(jīng)有關(guān)部門檢測，優(yōu)質(zhì)玻璃鋼門窗幕墻型材符合國家規(guī)定的各項有害物質(zhì)限量指標(biāo)，達(dá)到A類裝修材料要求，是綠色環(huán)保型建材。導(dǎo)電絕緣性。玻璃鋼型材是良好的不導(dǎo)電絕緣材料，它不受電磁波影響，不反射無線電波，透微波性好，能夠承受高電壓而不損壞，所以玻璃鋼門窗幕墻不用象金屬門窗幕墻一樣做防雷和防靜電處理。色澤豐富。玻璃鋼型材硬度高，可涂裝各種涂料，以適應(yīng)不同風(fēng)格及檔次的建筑物外立面效果，顏色豐富并經(jīng)過特殊工藝進(jìn)行表面處理后不會褪色，表面處理涂料與玻璃鋼同屬樹脂，所以相融性極佳。隔音。玻璃鋼的樹脂與玻璃纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的振動阻尼很

9、高，對聲音的阻隔可達(dá)2630分貝，經(jīng)實(shí)測效果可達(dá)36分貝，目前國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定隔音35分貝就可以稱為隔音門窗幕墻。減震。玻璃鋼型材的彈性模量為20900，用它制成的門窗幕墻具有較高的減震頻率，玻璃鋼型材中的樹脂與纖維界面的結(jié)合，具有吸震和抗震能力，避免了結(jié)構(gòu)件在工作狀態(tài)下共振引起的早期破壞。玻璃鋼門窗幕墻具有這些優(yōu)良的特性和美麗的外觀，是建筑門窗幕墻的綠色產(chǎn)品和節(jié)能減排的先鋒，可為不同典型地區(qū)門窗幕墻提供全方位的一站式解決方案。四、玻璃鋼門窗幕墻的創(chuàng)新(一)玻璃鋼型材拉擠工藝的研發(fā)創(chuàng)新和組合式模具實(shí)行了內(nèi)加熱和外保溫結(jié)構(gòu)，減少了電力的消耗，做到了有效的節(jié)能。玻璃鋼門窗幕墻的研發(fā)首先是玻璃鋼型材的研

10、發(fā)，原材料的選擇和處理，型材的成型工藝，模具的選擇與設(shè)計，玻璃鋼的工藝配方，設(shè)備運(yùn)行做為玻璃鋼型材生產(chǎn)的五大要素缺一不可，經(jīng)過上百次的各種試驗(yàn)和得失，使五個要素達(dá)到了有機(jī)的結(jié)合，現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)可以拉擠門窗和幕墻所需要的任何異型材，對玻璃鋼門窗幕墻的開發(fā)應(yīng)用起到關(guān)鍵作用，使玻璃鋼型材擠壓登上了新臺階，經(jīng)檢測玻璃鋼型材的縱向彎曲強(qiáng)度達(dá)到388Mpa，橫向彎曲強(qiáng)度達(dá)到68.7 Mpa，縱向彎曲彈性模量達(dá)到20900 Mpa，縱向拉伸彈性模量達(dá)到360 Mpa，線膨脹系數(shù)達(dá)到0.73×10-6/,比國外性能有較大的提高,能夠滿足玻璃鋼門窗幕墻的需要。(二)以節(jié)能為己任，不斷創(chuàng)新門窗幕墻新體系，實(shí)現(xiàn)

11、節(jié)能減排經(jīng)過近十年全過程的理論與實(shí)踐相結(jié)合的經(jīng)驗(yàn)積累，根據(jù)節(jié)能減排的客觀要求，型材系列發(fā)生了根本性的變化，由過去的50、58平開系列，66、75推拉系列，新增了55、60系列保證了推拉和平開斷面寬度的一致性，新增65系列三玻三道密封門窗幕墻，適應(yīng)了建筑節(jié)能的不同需要，主要表現(xiàn)在：一是型材外觀更加美觀，外視面減小，與墻體安裝面增大，提高了整窗的抗風(fēng)壓強(qiáng)度和安全系數(shù);二是主型材由二腔變?yōu)槿?，密封由二道密封變?yōu)槿烂芊?，提高了門窗幕墻的保溫性，更加適應(yīng)不同地區(qū)的需求;三是在窗框中增加了獨(dú)立的排水腔，解決了因建筑施工導(dǎo)致排水【門窗幕墻】口被堵塞現(xiàn)象;四是可以適應(yīng)不同厚度玻璃的安裝，解決了三玻和內(nèi)置百

12、葉的問題，提高了門窗幕墻適應(yīng)嚴(yán)寒地區(qū)和遮陽的需求;五是開發(fā)了附框，解決了安裝鋼附框的熱橋問題;六是開發(fā)百葉窗型材和遮陽型材，形成完整的玻璃鋼門窗系統(tǒng)。玻璃鋼幕墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的建立，主要應(yīng)解決：一是與主體建筑結(jié)構(gòu)的有效連接，在層間主梃之間采用鋼管做為加強(qiáng)插芯，既保證連接件與建筑結(jié)構(gòu)的有效連接，又保證了主梃的伸縮變形能力;二是幕墻各構(gòu)件之間的有效連接，在連接處采用鋼襯管和鋼帶有效的解決了連接強(qiáng)度，并對明框扣板等采用了槽口掛接方式;三是隱框玻璃結(jié)構(gòu)性粘接，繼續(xù)實(shí)行硅硐結(jié)構(gòu)膠將玻璃與鋁合金附框的粘接工藝;四是幕墻新技術(shù)的集成，采用了現(xiàn)在幕墻所有新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)幕墻系統(tǒng)的先進(jìn)性、節(jié)能性和抗變形能力，解決了金屬之

13、間的電位腐蝕;五是引進(jìn)玻璃鋼型材的加工新工藝，采用阻燃樹脂，提高幕墻的防火能力;六是新型裝飾板材建立，玻璃鋼裝飾板有效的解決了石材的減重和色差、鋁板的耐腐蝕;總之玻璃鋼幕墻系統(tǒng)的發(fā)展隨著玻璃鋼型材拉擠技術(shù)的完善，已經(jīng)勢在必行。(三)采用了現(xiàn)代先進(jìn)的型材表面前處理工藝，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，改善了工作環(huán)境，達(dá)到了環(huán)境零污染，也提高了漆膜的覆著力。(四)不同顏色和木紋的先進(jìn)涂漆工藝，使門窗幕墻色彩多樣化，并達(dá)到牢固耐久。(五)鋼板和尼龍組合的襯件，并經(jīng)機(jī)械連接和膠接，提高了組角和連接的精度及強(qiáng)度，并在連接方式上實(shí)現(xiàn)了連接螺釘在裝飾面和開啟后的可見飾面的不外露。五、玻璃鋼門窗幕墻節(jié)能減排效果分析現(xiàn)

14、對北京地區(qū)按節(jié)能達(dá)到65%的保溫K值2.8 W/(·K)時，而采用5+12A+5無色透明中空玻璃配置的玻璃鋼門窗K值2.2 W/(·K)和5+12A+5暖邊無色透明中空玻璃配置的玻璃鋼門窗K值1.9 W/(·K)時，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排進(jìn)行效果分析。1、每平米節(jié)能量計算公式Q= 0.58(K1·1n- K2·2n)+0.42(K1·1b- K2·2b)×(tn-twp)×t×R×10-3 式中：Q年節(jié)能量(KW·h/a) 0.58：0.42南向窗和北向窗的面積比K1、 K2對比窗的

15、傳熱系數(shù)1n、2n南向修正系數(shù)0.67，0.65 1b、2b北向修正系數(shù)0.91，0.90tn、twp分別為采暖期(制冷期)室內(nèi)和室外平均溫度 t每天供暖(制冷)時間 R當(dāng)?shù)夭膳?制冷)期天數(shù)2、當(dāng)采用5+12A+5中空玻璃的玻璃鋼窗與按北京節(jié)能K值達(dá)到2.8 W/(·K)時比(1)全年每平方米建筑節(jié)電計算冬季采暖，當(dāng)室內(nèi)溫度：18，室外平均溫度：1.3，采暖期為120天，24小時供暖的節(jié)能量：Q=0.58(2.8×0.67- 2.2×0.65)+0.42(2.8×0.91- 2.2×0.90)×(18-1.3)×24

16、15;120×10-3=23.1 KW·h/夏季制冷，當(dāng)室內(nèi)溫度：22，室外平均溫度：30，制冷天數(shù)：90天，12小時制冷的節(jié)能量：Q=0.58(2.8×0.67- 2.2×0.65)+0.42(2.8×0.91- 2.2×0.90)×(30-22)×12×90×10-3=4.1 KW·h KW·h/總節(jié)電量23.1 +4.1 =27.2KW·h/ (2)每戶每年節(jié)約電費(fèi)當(dāng)建筑面積為100，北京電價為0.50元時 M=27.2×100*0.50=1360元

17、(3)建筑面積50萬全年可節(jié)電及減排27.2KW·h×500000=13600000 KW·h×0.50=680萬元 當(dāng)采用燃煤發(fā)電時，1 KW·h的電需煤平均0.35Kg，則消耗煤 13600000 KW·h×0.35Kg=4760噸標(biāo)準(zhǔn)煤根據(jù)發(fā)電廠的有關(guān)資料計算,這些煤的燃燒要排出大約如下數(shù)量的有害物： CO2：6901噸 NO2：43.8噸 CO：104.7噸 SO2：118.9噸 懸浮物：7.5噸 灰渣：808.8噸結(jié)論：當(dāng)采用5+12A+5無色透明中空玻璃的玻璃鋼窗與按北京節(jié)能K值達(dá)到2.8 W/(·K)

18、時比，每年每100建筑節(jié)約能源消耗1360元;每50萬節(jié)約能源消耗680萬元、同時可節(jié)煤4760噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同時減少CO2：6901噸、NO2：43.8噸、CO：104.7噸、SO2：118.9噸 、懸浮物：7.5噸、灰渣：808.8噸的有害物排放。3、當(dāng)采用5+12A+5無色透明暖邊中空玻璃的玻璃鋼窗與按北京節(jié)能K值達(dá)到2.8 W/(·K)時比(1)全年每平方米建筑節(jié)電計算【門窗幕墻】冬季采暖，當(dāng)室內(nèi)溫度：18，室外平均溫度：1.3，采暖期為120天，24小時供暖的節(jié)能量：Q=0.58(2.8×0.67- 1.9×0.65)+0.42(2.8×0.91-

19、 1.9×0.90)×(18-1.3)×24×120×10-3=34.8 KW·h/夏季制冷，當(dāng)室內(nèi)溫度：22，室外平均溫度：30，制冷天數(shù)：90天，12小時制冷的節(jié)能量：Q=0.58(2.8×0.67- 1.9×0.65)+0.42(2.8×0.91- 1.9×0.90)×(30-22)×12×90×10-3=6.3 KW·h KW·h/總節(jié)電量34.8 +6.3 =41.1KW·h/ (2)每戶每年節(jié)約電費(fèi)當(dāng)建筑面積為100，北京電價為0.50元時 M=41.1×100*0.50=2055元(3)建筑面積50萬全年可節(jié)電及減排41.1KW·h×500000=20550000 KW·h×0.50=1027.5萬元 當(dāng)采用燃煤發(fā)電時，1 KW·h的電需煤平均0.35Kg，則消耗煤 20550000 KW·h×0.35Kg=7192.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤根據(jù)發(fā)電廠的有關(guān)資料計算,這些煤的燃燒要排出大約