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【技术分享】隔热条不只是字面上的隔热

隔热条在门窗中的体现:

● 为客户提供型材、门窗、幕墙产品的热传系数“U”值计算,优化客户门窗幕墙节能效果;

● 计算隔热型材有效惯性“lef”,判断型材安全性;

● 对隔热条和隔热型材进行高温持久荷载试验,计算残余变形量“∆h”,判断隔热条的韧性,分析其对整窗变形量影响的大小;

● 按照国家标准检测隔热条和隔热型材横向的抗拉强度“Q”,隔热型材纵向抗剪强度“T”,隔热型材弹性常数“C”;

● 检视分析隔热条内部结构,判断隔热条的优劣


遵循以下流程设计生产更符合市场需求的隔热条:

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今天我们就聊聊隔热条作为断桥铝门窗框扇的连接件更是隔热件,有哪些因素会影响隔热条在门窗中的应用呢?

一、门窗等温线

   门窗的等温线通常是通过热成像相机或温度计等设备来观察和测量的。我们也可以通过软件来进行模拟计算,门窗的设计和材料会影响等温线的位置和形状,玻璃和隔热材料在一条线上,等温线就越直;断桥型材对比普铝型材等温线也更密集。材料的低热导率,玻璃配置的提升,空腔部位的防对流辐射处理,都能起到改善等温线状态和提高热工性能的作用,具体如下:

1、材料热传导性:

门窗的材料热传导性能越差,等温线就会越密集,隔热效果也就越好。为了降低门窗的传热系数,框的材料可以选择一些隔热性能比较好的材料,例如木材、断桥铝型材等,这些材料可以减少热量的传递,从而改善门窗的等温线。

2、发泡填充:

隔热腔和玻璃四周是对流和辐射传热多发位置,在此类位置填充隔热材料,例如发泡胶、PE材料、PU材料等,可以有效地减少该区域热量的传递。

3、采用中空玻璃:

中空玻璃可以通过Low-E镀膜技术、惰性气体填充、真空技术和暖边条、间隔条的使用,可以减少热量的传递,从而改善门窗的热工性能。

4、门窗的设计结构:

除了材料的选择,合理的结构设计也会影响门窗保温隔热性能。

在设计时要尽量使等温线平直。等温线越平直,从结构角度讲,产生室内外能量交换的可能性越低,门窗保温隔热效果越好。

二、隔热条的形状

我们在市场上会看到一些同尺寸,不同结构的隔热条,就拿窄条做空腔结构来说,这样真的能提升隔热效果吗?从理论上讲,多了空腔结构设计,做到了热对流和热辐射的空间分割,还真是这么回事!可是经过实验数据对比,结果却发现大相径庭。

首先没有明确规定什么规格算窄条,现在做测试隔热条宽度在20mm及以下时,空腔设计对隔热性能的影响。

空腔隔热条的使用通常有两种设计:

1.只有与中间胶条搭接的隔热条(T条)使用空腔隔热条,如图中设计2所示;

2.所有隔热条均设计为空腔隔热条,如图中设计3所示。

3.图中设计1所有隔热条均为实心隔热条。

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我们分别以配置14.8mm隔热条的55系列模型、配置18.6mm隔热条的58系列模型和配置20mm隔热条的60系列模型,为大家展示空腔设计对于窄隔热条隔热型材的影响。

55系列 - 14.8mm隔热条

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从模拟结果可以看出,三种设计的Uf值几乎没有差异。将实心T条改为空腔T条后,框扇搭接部位的对流能量传输得到一定控制,Uf值下降仅0.008 W/m2K,而所有隔热条均改为空腔设计的第三个模型,并没有因为空腔设计而获得更优的型材隔热性能,反而是三者中隔热性能最差的一个。

这是因为在隔热条宽度较小时,在隔热区因对流和辐射形式传输的能量微乎其微,因此空腔隔热条设计并不会因为其可抑制对流和辐射形式的能量传输而产生更大隔热贡献,反而带来了更多传导形式的能量传输。


以下模拟展示的是对以上三个模型的隔热区填充发泡后的结果。

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在如此小的隔热条宽度,隔热区填充发泡带来的型材隔热性能改善微乎其微。

而将实心T条改为空腔T条后,框扇搭接部位的对流能量传输得到一定控制,Uf值下降0.007W/m2K,对于所有隔热条均改为空腔设计的第三个模型,Uf值则升至3.146 W/m2K,隔热性能仍为对比组中最差。

通过上两组测试对比我们可知,无论是采用隔热区发泡填充,还是全空腔隔热条设计,对整窗隔热性能提高并不明显,反而增加了整窗成本,家装做卖点,也要考虑合理的设计。


58系列 - 18.6mm隔热条

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将实心T条改为空腔T条后,Uf值下降了0.073 W/m2K,降幅高于55系列模型。而所有隔热条均改为空腔设计的第三个模型,对比只改T形条的模型,Uf值仍有上浮。

以下模拟展示的是对以上三个模型的隔热区填充发泡后的结果。

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随着隔热条宽度增大,在隔热区填充发泡的作用普遍变得明显。而将实心T条改为空腔T条后,Uf值下降0.07 W/m2K,对于所有隔热条均改为空腔设计的第三个模型,Uf值则升至2.848 W/m2K。

通过上面2个系列的对比,我们发现,T条改成空腔条后对框扇搭接处的对流腔体产生分割,Uf 值有所下降,但下降幅度并不大,往往不会超过0.1W/m2K。而使用全空腔条的方案,显然效果更不理想。

因此在隔热条宽度为20mm及以下的隔热型材中,不建议出于隔热考虑采用全空腔隔热条设计,只将实心T条改为空腔T条的意义也不大,性价比不高。

市场上也不难看到一些窄隔热条加厚,或是将其结构复杂化处理,以此来弥补原材料差,导致的隔热条强度不够的例子,所以要擦亮眼,多测试,看数据。

以上型号,只是隔热条中简单胡型号,隔热条形状市场中出现越来越多,这里就不得不补充一点“隔热条的质量”同样影响了整窗的性能,如果质量无法保证,则玻璃、型材、五金件没有任何意义,隔热条的投资占整窗不到5%,却直接影响整窗的质量,所以选择可靠的隔热条质量显得尤为重要。

文/高凤阳、杨丽