一、前言

被动式房屋（Passive House）是欧洲倡导的一种新型节能建筑，在欧洲尤其是德国发展的较为迅速，这正是得益于德国政府重视节能。德国的门窗节能规范要求高，目前北京执行的75%节能标准规定为整窗（词条“窗”由行业大百科提供） 值小于2.0 W/（m ²·K），落后德国整整20年。在中国大力推行建筑节能工作的时候，“被动房”成为一个很总要的平台。被动房的研发和推广对我国建筑节能政策的推进和门（词条“门”由行业大百科提供）窗节能技术的提升有着非常重要的意义。

二、铝合金型材热工性能研究

1.隔热条宽度对型材热工性能影响

笔者采取不同隔热条截面宽度的隔热铝合金（词条“隔热铝合金”由行业大百科提供）型材，隔热条截面高度取为14.8mm、18.6mm、24mm、30.0mm、34mm、35.3.0mm、41.0mm、44mm、50mm、54mm、和64mm，热工性能计算结果见表2、表3：

从表2中可以看出，隔热条截面高度从14.8mm增加至24.0mm时，型材节点的传热系数从3.28w/㎡。k 降低至2.64w/㎡。k ，降低幅度为0.64 w/㎡。k ;若按框窗比30%计算，整窗的传热系数可降低约0.2 w/㎡。k 。因此，增加隔热条截面宽度可改有效善铝合金窗（词条“铝合金窗”由行业大百科提供）节能效果。

同时结合表3的折线图中可以看出：做近似计算，隔热条截面宽度每增加5mm，隔热条对型材传热系数降低的贡献大约为0.3 w/㎡。k，对整窗传热系数降低的贡献大约为0.1 w/㎡。k 。

2. 框扇多道密封对框扇节点热工性能影响研究

笔者对比了双道密封和三道密封的热工结果，对比结果如图1：

采用三道密封时，即框扇空腔内部多了鸭嘴胶条，而扇下侧隔热条设计为T形从上图可以看出，使用双道密封时模拟计算结果为2.923 w/㎡。k ;使用三道密封时模拟结果为2.729 w/㎡。k ，降低幅度0.194 w/㎡。k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.058 w/㎡。k 。

3.框玻胶条形式对型材热工性能影响

笔者对比了普通胶条和长尾胶条的热工结果，对比结果如图2：

使用普通胶条时模拟结果为2.923w/㎡。k ;使用长尾胶条时模拟结果为2.877w/㎡。k ，降低幅度0.046w/㎡。k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.014w/㎡。k 。

4.泡沫填充对型材热工性能影响

笔者对比了未填充泡沫和填充泡沫的热工结果，对比结果如下图3：

未使用泡沫填充时模拟结果为2.923 w/㎡。k ,使用泡沫填充时模拟结果为2.843 w/㎡。k ，降低幅度0.08 w/㎡。k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.024 w/㎡。k 。

5.玻璃垫块对型材热工性能影响

笔者对比了未填充泡沫和填充泡沫的热工结果，对比结果如图4：

未使用玻璃垫块时模拟结果为2.923w/㎡。k ,使用玻璃垫块时模拟结果为2.777 w/㎡。k ，降低幅度0.146w/㎡。k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.044w/㎡。k ）。

5.隔热条Low-e膜对型材热工性能影响

笔者对比了未使用Low-E隔热条和使用Low-E隔热条的热工结果，对比结果如图5：

未使用隔热条Low-E膜时模拟结果为2.923 w/㎡。k ,使用隔热条Low-E膜时模拟结果为2.795 w/㎡。k ，降低幅度0.128 w/㎡。k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.038 w/㎡。k ）。

6.综合方案对型材热工性能影响

最后，笔者对比了初始方案和使用上述所有优化方案的热工结果，对比结果如图6：

综合上述，使用24mm隔热条的隔热复合型材Uf值模拟结果为2.923 w/㎡。k ,使用上述5中优化方案后时模拟结果为2.451 w/㎡。k ，降低幅度0.472 w/㎡。k 。经热工计算，整窗传热系数降低约0.142 w/㎡。k ）。

二、暖边热工性能影响：

与铝（词条“铝”由行业大百科提供）间隔条相比，能有效改善中空玻璃边部导热性的间隔条就是暖边间隔条。暖边间隔条大多使用导热系数较低的材料替代传统铝条，有效降低玻璃边部的热量流失和提升玻璃边部内表面温度，提高居住舒适度。

依照JGJ/T 151-2008 ，整樘窗的传热系数计算公式为：

根据表4可以得出，常见窗型使用暖边间隔条后，整窗传热系数可以改善（降低）0.14——0.18w/㎡。k ，同时可以有效地提升外窗内表面（包括玻璃边缘）温度。笔者分别使用铝间隔条和暖边间隔条模拟同一个节点，比较温度曲线差异，结果如图7所示：

根据《被动式超低能耗技术导则》第30条可知：被动式超低能耗外窗为防止结露，外窗内表面温度（包括玻璃边缘）不应低于13°C,且平均大于17度。上图使用铝边间隔条的节点内表面温度为12.2°C，小于13°C，未能达到被动式超低能耗用窗的要求；而使用暖边间隔条的节点内表面温度为14.4°C，大于13°C，符合被动式超低能耗用窗的要求。

综上可知，使用暖边间隔条可以较大程度改善整窗的传热系数；并且可以提升外窗内表面温度，使用暖边间隔条的内表面温度比使用铝边间隔条的内表面温度高出2.2度，可以有效降低玻璃边缘结露的可能性，提升了居住的舒适性。可以有效降低玻璃边缘结露的可能性，提升了居住的舒适性；可以更好迎合四步节能的趋势，并且满足被动式用窗的相关指标要求。

三。超低能耗绿色建筑铝合金门窗解决方案

根据《被动式超低能耗绿色建筑应用技术导则》中的相关规定，对不同气候区外窗的传热系数有着严苛的规定。从图中我们可以看出，外窗的传热系数值为0.8 w/㎡。k 、1.2 w/㎡。k 、1.5 w/㎡。k 和2.0 w/㎡。k 这4个值是非常重要的“分水岭”。笔者针对不同气候区设计了不同的铝合金门窗配置的解决方案：

四、结论

（1）整窗U值小于0.8w/㎡。k 的外窗传热系数配置需要使用54mm以上的隔热条，并且64mm隔热条的解决方案已经应用在很多德国被动房门窗的认证中；（2）整窗U值小于1.0w/㎡。k 的外窗传热系数配置需要使用41mm以上的隔热条，同时需要配合真空玻璃，或者使用54mm隔热条，并配合高性能的中空玻璃；（3）整窗U值小于1.2w/㎡。k 的外窗传热系数配置需要使用34mm以上的隔热条，同时需要配合极高性能的中空玻璃或使用真空玻璃；（4）整窗U值小于1.5w/㎡。k 的外窗传热系数配置也需要使用34mm以上的隔热条，同时配合较高性能的中空玻璃；（5）整窗U值小于2.0w/㎡。k 的外窗传热系数配置需要使用24mm以上的隔热条，同时配合较高性能的中空玻璃。

五、结束语

目前我国的节能建筑发展蒸蒸日上，但在技术标准和产品性能方面和被动房还存在很大差距，随着被动式超低能耗绿色建筑在中国的迅速普及和大力推广，满足相关性能的外窗研发和推广也势在必行。伴随着国内陆续出现的铝合金门窗获取PHI被动房认证，铝合金（词条“合金”由行业大百科提供）门窗无法满足被动式超低能耗绿色建筑节能要求的言论也被打破，开创了节能建筑事业的新篇章。