李進(jìn) 劉軍 劉永亮

?

中國(guó)被動(dòng)式鋁合金用窗研發(fā)

李進(jìn) 劉軍 劉永亮

【摘要】本文分析了影響被動(dòng)式鋁合金窗熱工性能的因素，介紹了Rocky110+和Rocky110這兩款產(chǎn)品的研發(fā)歷程及其性能指標(biāo)，闡明了德國(guó)被動(dòng)研究所的節(jié)能性能分級(jí)體系和氣候區(qū)劃分規(guī)則。

【關(guān)鍵詞】被動(dòng)式鋁合金窗；被動(dòng)房；德國(guó)被動(dòng)房研究所；傳熱系數(shù)；熱工計(jì)算

1　前言

被動(dòng)式房屋（Passive House）是歐洲倡導(dǎo)的一種新型節(jié)能建筑，在歐洲尤其是德國(guó)的發(fā)展較為迅速，這正是得益于德國(guó)政府重視節(jié)能。德國(guó)的門(mén)窗節(jié)能規(guī)范要求高，目前北京執(zhí)行的75%節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為整窗Uw值小于2.0 W/（m2·K），落后德國(guó)整整20年。在中國(guó)大力推行建筑節(jié)能工作的時(shí)候，被動(dòng)房成為一個(gè)很重要的平臺(tái)。被動(dòng)房的研發(fā)和推廣對(duì)我國(guó)建筑節(jié)能政策的推進(jìn)和門(mén)窗節(jié)能技術(shù)的提升有著非常重要的意義。

2　被動(dòng)式鋁合金用窗的研發(fā)

2.1Rocky110+的研發(fā)

作為門(mén)窗幕墻行業(yè)的節(jié)能先鋒，泰諾風(fēng)公司很早就開(kāi)始關(guān)注被動(dòng)式鋁合金用窗的研發(fā)和應(yīng)用，并在歐洲參與了眾多企業(yè)的開(kāi)發(fā)研究等設(shè)計(jì)工作，積累了大量的工作經(jīng)驗(yàn)。2015年泰諾風(fēng)聯(lián)合德國(guó)諾托配合青島樂(lè)克來(lái)新型門(mén)窗有限公司共同開(kāi)發(fā)了中國(guó)第一款通過(guò)德國(guó)被動(dòng)房研究所認(rèn)證的被動(dòng)式鋁合金用窗，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)被動(dòng)式鋁合金用窗零的突破。

青島中德生態(tài)園是由中德兩國(guó)政府建設(shè)的首個(gè)可持續(xù)發(fā)展示范合作項(xiàng)目，其中被動(dòng)房項(xiàng)目意在建設(shè)被動(dòng)房中國(guó)技術(shù)中心，建立相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)基地。為此，泰諾風(fēng)和樂(lè)克來(lái)開(kāi)始了Rocky110+的研發(fā)之路。

開(kāi)始階段設(shè)計(jì)方案使用了Ug=0.5W/（m2·K）的中空玻璃，并搭配使用暖邊間隔條，型材復(fù)合了54mm的隔熱條，模擬計(jì)算后得到了整窗Uw值小于0.8 W/（m2·K）的結(jié)果。但是后期和PHI溝通中卻得知：PHI把全球劃分成了7個(gè)氣候區(qū)，每個(gè)氣候區(qū)都有規(guī)定的Ug值，青島對(duì)應(yīng)的氣候區(qū)只能采用Ug=0.7 W/（m2·K）配置的玻璃。所以想要Uw值小于0.8 W/（m2·K），Uf值也應(yīng)該小于0.8 W/（m2·K）才能達(dá)到PHI的認(rèn)證要求。

表1 PHI節(jié)能評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

最后，筆者研究了可視面高度的變化對(duì)Uf值的影響，135～168mm部分結(jié)果如下表：

表2 可視面高度的變化對(duì)Uf值得影響

最終，我們選用了168mm的可視面高度。它的Uf值達(dá)到了0.797 W/（m2·K），整窗Uw值達(dá)到了0.78 W/（m2·K），滿足德國(guó)被動(dòng)房研究所的要求。

表3 熱工計(jì)算報(bào)告1

表4 熱工計(jì)算報(bào)告2

注：圖片來(lái)自德國(guó)被動(dòng)方研究所（PHI）圖1 德國(guó)被動(dòng)房部件認(rèn)證書(shū)截圖

2.2被動(dòng)房用窗標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)還沒(méi)有全國(guó)或氣候區(qū)性的被動(dòng)房窗標(biāo)準(zhǔn)可以執(zhí)行，僅有河北省制定了被動(dòng)房地方標(biāo)準(zhǔn)。而我國(guó)有嚴(yán)寒、寒冷、夏熱冬冷、夏熱冬暖、溫和5個(gè)氣候區(qū)域，每個(gè)氣候區(qū)的溫度、濕度、風(fēng)速、日照等因素存在較大差異。被動(dòng)窗的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)因地制宜，參考現(xiàn)行的中國(guó)節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行分區(qū)域制定。

筆者研究了德國(guó)被動(dòng)房研究所給出的氣候分區(qū)，PHI主要把中國(guó)分成了三大氣候區(qū)：

嚴(yán)寒地區(qū)：黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古、寧夏、青海

寒冷地區(qū)：北京、天津、遼寧、河北、山西、陜西、甘肅、新疆、西藏

溫暖地區(qū)：山東、河南、江蘇、安徽、浙江、江西、湖南、湖北、四川、貴州、廣西

注：圖片來(lái)自德國(guó)被動(dòng)方研究所（PHI）圖2 被動(dòng)房的氣候分區(qū)

表5 被動(dòng)房性能要求

根據(jù)表5可知：按照PHI的劃分，我國(guó)除東北三省、內(nèi)蒙古和青海，我國(guó)主要被動(dòng)房使用的是Uw值為0.8 W/（m2·K）和1.0 W/（m2·K）這兩種配置的被動(dòng)窗，前文主要討論了0.8 W/（m2·K）配置的被動(dòng)窗，下文筆者簡(jiǎn)述1.0 W/（m2·K）配置的被動(dòng)窗。

2.3Rocky110系列的開(kāi)發(fā)

適用在寒冷地區(qū)的Uw值為0.8 W/（m2·K）的被動(dòng)窗通過(guò)PHI認(rèn)證后，青島樂(lè)克來(lái)新型門(mén)窗有限公司又提出了開(kāi)發(fā)適用在溫暖地區(qū)的Uw值為1.0 W/（m2·K）的被動(dòng)窗。我們?cè)囉们拔奶峒暗?35mm 可視面高度的方案。它的Uf值達(dá)到了0.888 W/（m2·K），配上Ug值為0.9 W/（m2·K）的玻璃，整窗Uw值達(dá)到了0.94 W/ （m2·K），輕松地滿足德國(guó)被動(dòng)房研究所的要求，并且達(dá)到了phB級(jí)別的節(jié)能評(píng)級(jí)認(rèn)證。

注：圖片來(lái)自德國(guó)被動(dòng)方研究所（PHI）圖3 德國(guó)被動(dòng)房部件認(rèn)證書(shū)截圖

3　結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)的節(jié)能建筑發(fā)展蒸蒸日上，但是在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品性能方面和被動(dòng)房還存在很大差距。隨著被動(dòng)房在中國(guó)的迅速普及和大力推廣，被動(dòng)窗的研發(fā)和推廣也勢(shì)在必行。Rocky110+被動(dòng)用窗的研發(fā)打破了國(guó)產(chǎn)鋁合金窗無(wú)法滿足被動(dòng)房需求的言論，減少房建項(xiàng)目碳排放，開(kāi)創(chuàng)了節(jié)能建筑事業(yè)的新篇章。

【作者單位：1.泰諾風(fēng)保泰（蘇州）隔熱材料有限公司2.青島樂(lè)克來(lái)新型門(mén)窗有限公司】

【中圖分類號(hào)】TU228

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-3362（2016）04-0054-03