一种近零能耗建筑用窗的制作方法

1.本发明涉及建筑门窗技术领域，具体涉及一种近零能耗建筑用窗。


背景技术：

2.近零能耗建筑，是指适应气候特征和自然条件，通过保温隔热性能和气密性更高的围护结构，采用高效热风热回收技术，最大程度地降低建筑供暖供冷需求，并充分利用可再生资源，以更少的能量消耗提供舒适的室内环境，并能满足绿色建筑基本要求的建筑。
3.建筑围护结构上存在裂纹，缝隙和细小的空洞；通过这些缝隙，大量的热能会流失掉，同时产生的气流导致不舒适感，甚至产生霉菌影响身心健康；近零能耗建筑的一个核心目标就是保证室内的舒适度与健康的环境，因此提高建筑气密性是保证建筑节能及舒适的重要前提。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述不足，本发明提供一种近零能耗建筑用窗；该近零能耗建筑用窗是专为近零能耗建筑设计而成，本方案具有极好的气密性能，可以很好的减少室内热能流失，保证室内的舒适度与健康的环境。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供的一种近零能耗建筑用窗，包括窗框、窗扇、压线和玻璃；
6.所述窗框包括第一连接铝型材、第二连接铝型材以及第一连接铝型材和第二连接铝型材之间设置的第一隔热条和第二隔热条；所述第一隔热条的外内两端分别采用第一胶线与第一连接铝型材和第二连接铝型材连接；
7.所述窗扇包括第三连接铝型材、第四连接铝型材以及第三连接铝型材和第四连接铝型材之间设置的第三隔热条和第四隔热条；所述第四隔热条的外内两端分别采用第二胶线与第三连接铝型材和第四连接铝型材连接；
8.所述第二隔热条和第三隔热条之间设置有等压胶条，等压胶条的右侧内端与第三隔热条的搭接量≥3mm；
9.所述第一连接铝型材、第三连接铝型材、等压胶条外侧和第三隔热条外侧围成气密腔；所述第二连接铝型材、第四连接铝型材、等压胶条内侧和第三隔热条内侧围成水密腔；
10.所述等压胶条的右侧设置有凸起，凸起与第三隔热条之间形成若干半封闭空腔。
11.本发明进一步的改进中，上述第一胶线和第二胶线采用穿条滚压处理。
12.通过上述设计，本方案可更便于提高气密性，第一胶线与第二胶线穿条滚压后融化粘连型材与隔热条，提升气密性。
13.本发明进一步的改进中，上述第一隔热条、第二隔热条、第三隔热条和第四隔热条均采用聚酰胺66加25％玻璃纤维制造而成。
14.通过上述设计，本方案可更便于降低室内外两侧热传导来提高保温性。
15.本发明进一步的改进中，上述玻璃的边沿上设置有玻璃暖边。
16.通过上述设计，本方案可更便于降低窗框和玻璃之间的线传热系数φ值，即通过降低玻璃的热传导来提高保温性。
17.本发明进一步的改进中，上述第一连接铝型材、第二连接铝型材、第一隔热条和第二隔热条围成第一热对流区；
18.所述第三连接铝型材、第四连接铝型材、第三隔热条、第四隔热条围成第二热对流区；
19.所述第三连接铝型材、压线、第四连接铝型材、第四隔热条和玻璃围成第三热对流区。
20.本发明进一步的改进中，上述第一热对流区内、第二热对流区内和第三热对流区内分别填充三元乙丙发泡材料或聚氨酯发泡材料。
21.通过上述设计，本方案可更便于通过降低热对流来提高保温性。
22.本发明进一步的改进中，室内面或室外面的窗框和窗扇的可视型材总宽度为137mm。
23.通过上述设计，本方案可更便于降低玻璃区域的边缘长度l
φ
，综合考虑通过降低l
φ
值来降低整窗传热系数u值的同时，考虑窗户采光面积，因此将室内面或室外面窗框和窗扇可视型材宽度取值为137mm。
24.本发明进一步的改进中，上述窗框与窗扇制造过程中均采用先穿条后喷涂处理流程。
25.通过上述设计，本方案可更便于使型材不可视表面无喷涂材料，减少因喷涂材料导致的辐射损失热量，从而提高保温性。
26.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
27.本发明一是设置等压胶条，使其与第三隔热条形成等压腔，且搭接量≥3mm，使气体渗透流动方向呈现“之”字形；二是在等压胶条右侧设置凸起，使其与第三隔热条形成半封闭空腔，凸起增加气密腔体的粗糙度；三是在型材隔热槽口与隔热条接触部分增加胶线，融化后起到粘连密封作用。
28.因此本技术具有极好的气密性能，可以很好的减少室内热能流失，保证室内的舒适度与健康的环境。
附图说明
29.为更清楚地说明背景技术或本发明的技术方案，下面对现有技术或具体实施方式中结合使用的附图作简单地介绍；显而易见地，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
30.图1是本发明具体实施方式的结构示意图。
31.图2是本发明具体实施方式窗框的结构示意图。
32.图3为本发明具体实施方式窗扇的结构示意图。
33.图4为本发明具体实施方式等压胶条的结构示意图。
34.图5为本发明具体实施方式玻璃暖边的结构示意图。
35.图6为本发明具体实施方式的尺寸示意图。
36.图7为本发明具体实施方式的窗型尺寸示意图。
37.图8为本发明具体实施方式的传热系数计算模型示意图。
38.图9为本发明具体实施方式的传热系数计算温度分布曲线示意图。
39.图10为整樘窗的传热系数计算公式。
40.图中所示：1-窗框；11-第一连接铝型材；12-第二连接铝型材；13-第一隔热条；14-第二隔热条；15-第一胶线；2-窗扇；21-第三连接铝型材； 22-第四连接铝型材；23-第三隔热条；24-第四隔热条；25-第二胶线；3
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压线；4-等压胶条；41-凸起；5-玻璃；51-玻璃暖边；6-气密腔；7-水密腔；8-第一热对流区；9-第二热对流区；10-第三热对流区。
具体实施方式
41.为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
42.同时，本说明书中所引用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
43.同时，在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.建筑围护结构上存在裂纹，缝隙和细小的空洞；通过这些缝隙，大量的热能会流失掉，同时产生的气流导致不舒适感，甚至产生霉菌影响身心健康。近零能耗建筑的一个核心目标就是保证室内的舒适度与健康的环境，因此提高建筑气密性是保证建筑节能及舒适的重要前提。
45.外窗是建筑外围护结构中比较薄弱的部分，冷空气从窗的缝隙渗入室内，会使室温剧烈波动，影响室内环境卫生并消耗大量的热量，这种现象我们称之为“冷风渗透”。
46.当外窗受到正风压的作用，冷空气通过门窗缝隙渗进室内，而外窗被风面受到负压的作用，室内的热空气又从门窗缝隙渗向室外，这样，室内相对静止的空气加快了流速，有人说：“针尖大的孔，斗大的风”指的就是这种现象，为了维持舒适的室内环境，寒冷地区要冬季采暖，炎热地区要夏季制冷，这都需要消耗大量的能量，因此建筑用窗的气密性效果成为了近零能耗建筑用窗的主要功能之一。
47.而建筑用窗只有在其两侧存在压力差时才会产生空气渗透现象，形成压力差的动力为风力和空气浮升力，它们分别构成风压和热压，由于风的随机性强，室内的热压相对稳定，但建筑用窗的风压处于非稳定状态，根据建筑门窗环境工学的理论，要想提高建筑用窗的气密性效果，必须要减少建筑用窗两侧的压力差及提高空气渗透的阻力。
48.框和扇之间采用等压胶条，形成等压腔，可以平衡建筑用窗内外侧的气压，确保框扇配合空间间隙的气压与室外腔气压一致，通过等压胶条起主要密封作用，在采取减少被动窗两侧的压力差的前提下，必须提高空气渗透进室内腔室的空气阻力，空气进入腔体后，主要受到两种阻力：摩擦阻力和形状阻力，摩擦阻力跟腔室四周的粗糙度有关，而形状阻力当腔室由小变大和由大变小时，都会形成压力损失，一般结论是，空气流入和流出腔体时，缝隙越窄渗透阻力越大，由此，根据上述原理，设计密封腔室，气体渗透流动方向设计阶段基本为“之”字形。
49.常规提高建筑用窗密封性能的措施包括：提高铝合金窗型材规格尺寸和装配精度、改进型材断面的几何形状、加设合理的密封胶条以及在框扇杆件拼接部位和五金装配部位采用密封处理等，在此基础之上，本发明提出以下技术方案。
50.1.等压胶条与第三隔热条形成等压腔，且搭接量≥3mm，使气体渗透流动方向呈现“之”字形。
51.2.等压胶条凸起与第三隔热条形成半封闭空腔，凸起增加气密腔体的粗糙度。
52.3.在型材隔热槽口与隔热条接触部分增加胶线，可融化起到粘连密封作用。
53.如图1-图6所示，一种近零能耗建筑用窗，包括窗框1、窗扇2、压线 3和玻璃5；
54.所述窗框1包括第一连接铝型材11、第二连接铝型材12以及第一连接铝型材11和第二连接铝型材12之间设置的第一隔热条13和第二隔热条 14；所述第一隔热条13的外内两端分别采用第一胶线15与第一连接铝型材11和第二连接铝型材12连接；
55.所述窗扇2包括第三连接铝型材21、第四连接铝型材22以及第三连接铝型材21和第四连接铝型材22之间设置的第三隔热条23和第四隔热条 24；所述第四隔热条24的外内两端分别采用第二胶线25与第三连接铝型材21和第四连接铝型材22连接；
56.所述第二隔热条14和第三隔热条23之间设置有等压胶条4，等压胶条 4的右侧内端与第三隔热条23的搭接量≥3mm；所述第三隔热条23与等压胶条4搭接量不小于3mm，同时将气密腔6和水密腔7隔绝，使气体渗透流动方向基本呈“之”字形，提升气密性；
57.所述第一连接铝型材11、第三连接铝型材21、等压胶条4外侧和第三隔热条23外侧围成气密腔6；所述第二连接铝型材12、第四连接铝型材22、等压胶条4内侧和第三隔热条23内侧围成水密腔7；
58.所述等压胶条4的右侧设置有凸起41，凸起41与第三隔热条23之间形成若干半封闭空腔；凸起增加气密腔体的粗糙度，减少空气流动，提升气密性。
59.其中，所述第一胶线15和第二胶线25采用穿条滚压处理，所述第一胶线15与第二胶线25穿条滚压后可融化粘连型材与隔热条，提升气密性。
60.保温性能也是衡量近零能耗建筑用窗非常重要的指标，相对于塑钢和木制建筑用窗，铝合金建筑用窗在保温性能方面劣势比较明显，衡量近零能耗建筑用窗节能的三个要素，分别是热传导、热对流和热辐射，本发明的技术方案也是从上述三个要素入手，具体技术方案包括。
61.1.加大第一隔热条、第二隔热条、第三隔热条和第四隔热条宽度，同时隔热条材质采用聚酰胺66加25％玻璃纤维(pa66gf25)；喷涂铝型材的传热系数约为160w/(m
·
k)，而隔热条材质采用聚酰胺66加25％玻璃纤维 (pa66gf25)，传热系数仅为0.3w/(m
·
k)，两者相差约530多倍；由此可见，加大隔热条的宽度，是阻止型材快速热传导的最有效的方法。
62.2.玻璃采用暖边技术提高玻璃镶嵌区域的线传热系数，有效阻止玻璃热传导造成的热量损失。
63.整樘窗的传热系数计算公式如图10；根据图10上的公式，通过玻璃采用暖边技术，可有效降低窗框和玻璃之间的线传热系数φ的数值，从而降低整窗传热系数u值。
64.3.根据热量传递的对流特性，在型材结构中较大的腔体内易形成对流从而造成热量的流失，因此在各个大的腔室内填充相应的填充材料以保证在该区域内不会造成热量损失；一般根据需要分别填充三元乙丙发泡材料或聚氨酯发泡材料。
65.4.根据图10(2.2.1)整樘窗的传热系数计算公式，降低玻璃区域的边缘长度l
φ
，可有效降低整窗传热系数u值，而降低l
φ
值的同时窗框面积 af会增大，从而导致整窗传热系数u值变大。
66.所以在综合考虑通过降低l
φ
值来降低整窗传热系数u值的同时，考虑窗户采光面积，取窗框宽度(室内面或室外面可视型材宽度)为137mm。
67.5.热辐射主要是以射线形式直接传递导致的热量流失；通过改变常规隔热型材加工流程，采用先穿条后喷涂的方式，使型材不可视表面无喷涂材料，减少因喷涂材料导致的辐射损失热量。
68.无热桥设计：
69.通过热桥，一方面会有大量的热能散发出去，或者从室外大量得热，加重建筑采暖或制冷的负荷，另一方面，也存在冷凝发霉的风险，进一步破坏建筑构件，因此在本设计近零能耗建筑用窗时，不在设计热桥。
70.如图1、图5-图6所示，其中，所述第一隔热条13、第二隔热条14、第三隔热条23和第四隔热条24均采用聚酰胺66加25％玻璃纤维制造而成；使用时，加大上述各隔热条的宽度，并采用聚酰胺66加25％玻璃纤维 (pa66gf25)材质制造，降低室内外两侧热传导来提高保温性。
71.其中，所述玻璃5的边沿上设置有玻璃暖边51；通过采用玻璃暖边(51) 降低窗框和玻璃之间的线传热系数φ值，通过降低玻璃(5)的热传导来提高保温性。
72.其中，所述第一连接铝型材11、第二连接铝型材12、第一隔热条13 和第二隔热条14围成第一热对流区8；所述第三连接铝型材21、第四连接铝型材22、第三隔热条23、第四隔热条24围成第二热对流区9；所述第三连接铝型材21、压线3、第四连接铝型材22、第四隔热条24和玻璃5围成第三热对流区10。
73.其中，所述第一热对流区8内、第二热对流区9内和第三热对流区10 内分别填充三元乙丙发泡材料或聚氨酯发泡材料；热对流区填充发泡或其他保温材料，可降低热对流，达到提高保温性的目的。
74.其中，室内面或室外面的窗框和窗扇的可视型材总宽度为137mm，综合考虑通过降低l
φ
值来降低整窗传热系数u值的同时，考虑窗户采光面积，因此室内面或室外面窗框和窗扇可视型材宽度取值为137mm。
75.其中，所述窗框1与窗扇2制造过程中均采用先穿条后喷涂处理流程，所述窗框1与窗扇2在加工过程中，遵循先穿条后喷涂流程，使型材不可视表面无喷涂材料，减少因喷涂材料导致的辐射损失热量，从而提高保温性。
76.本技术无热桥设计，保证玻璃5与第一隔热条11、第二隔热条12、第三隔热条23和第四隔热条24的等气温线顺直。
77.实施例
78.根据上述所述一种近零能耗建筑用窗技术方案，设计近零能耗建筑用窗的实例，如图6所示，分别满足等压胶条与第三隔热条形成等压腔，且搭接量≥3mm，使气体渗透流动方向呈现“之”字形；等压胶条凸起与第三隔热条形成半封闭空腔，凸起增加气密腔体的粗糙度；在型材隔热槽口与隔热条接触部分增加胶线，融化起到粘连密封作用。
79.采用64mm大型隔热条，同时材质采用聚酰胺66加25％玻璃纤维 (pa66gf25)材质，有效降低热传导造成的热量损失；玻璃采用暖边技术降低窗框和玻璃之间的线传热系数φ值，减少玻璃热传导造成的热量损失；在第一热对流区、第二热对流区、第三热对流区内填充发泡材料以降低热对流造成的热量损失；综合考虑通过降低l
φ
值来降低整窗传热系数u值的同时，考虑窗户采光面积，取窗框宽度(室内面或室外面窗框和窗扇可视型材宽度)为137mm；通过改变常规隔热型材加工流程，采用先穿条后喷涂的方式，使型材不可视表面无喷涂材料，减少因喷涂材料导致的辐射损失热量；采用无热桥设计，同时保证玻璃与隔热条的等温线顺直。
80.上述实施例，基于欧标关于门窗传热系数计算标准(en 10077 thermalperformance of windows,doors and shutters
–
calculation of thermaltransmittance)，设计整窗尺寸为1.23m
×
1.48m，如图7所示，所得计算模型与温度分布计算分别如图8和图9所示；该设计实例最终计算结果得到整窗传热系数u值为0.80w/(m2
·
k)，有效地降低整窗传热系数，达到降低建筑能耗的目的。
81.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此，在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。