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中国是一个幅员辽阔的国家,气候区域的复杂性相当于整个欧洲。从南到北共有5大气候分区,分别为严寒地区(以哈尔滨为代表)、寒冷地区(以北京为代表)、夏热冬冷地区(以上海为代表)、夏热冬暖地区(以三亚为代表)及温和地区(以昆明为代表)。针对各地区的气候条件,窗的热工性能要求也不一样,越靠北对传热系数的标准要求越高,也就是传热系数数值越低,德国的最新标准是0.9,瑞士0.8。
8 p, j" x }9 Y) U8 J目前,中国东北地区传热系数标准时2.0~2.2,北京地区是2.8,上海地区是3.5,三亚昆明地区是4.7。但按照节能70%计算,新的标准很快会出台,出台后,东北地区、北京地区、上海地区及三亚昆明地区的传热系数将分别提高到1.5、2.0、2.8及4.0。 ! e- N( _- T) b& t. N
根据节能公式分析Q=630×Sc+Uw×(T1-T2)。
2 G$ z3 Y, x- N注:Q—透过每平方米玻璃传递的总热功率Q ; g$ g2 p1 }4 w! T. @8 G; s
Sc—遮阳系数 9 S0 x7 d% \6 I
T1—窗内温度
; D; p+ x; z" P8 ^3 ~* _% ^9 f$ MT2—窗外温度 ; l" J, X: d0 M4 Q; a
Sc值是在0.25~0.9之间,Uw值在0.7~4.0之间。对于严寒地区与寒冷地区,由于室内外温差T1-T2较大,最大可达50℃,因此,对Uw值要求更高,期望Uw值越低越好,而期望Sc值不要太低,因为Sc值过低了,虽然节能但却遮挡了阳光,严寒及寒冷地区恰恰需要阳光;对于夏热冬冷,夏热冬暖及温和地区,室内外温差较小,Uw值对于节能影响不大,期望Sc值可以更低一些,不仅不会影响节能,而且这些地区阳光过于充足,需要适当遮挡。 ! y. z* c9 S7 @
窗是一个综合了各种材料的系统产品,整窗的传热系数Uw值的计算公式为Uw=(Af+Uf+Ag+Lg+Ψg)/(Af+Ag) , Uw值的大小和型材、玻璃及中空玻璃间隔条三个因素密切相关。 ! x# t& a% h& h8 Y/ b6 c- D
注:
3 ^" Z2 U* R! ?: G6 G; VUw — 整窗的传热系数W/㎡·K
$ O1 T% [' t2 K5 f ?' H& H' mUg — 玻璃的传热系数W/㎡·K + z7 m# f) M& \: d, ^
Ag — 玻璃的面积㎡ ' A; Q; Z6 U* L
Uf — 型材的传热系数W/㎡·K
+ P( H0 k! {5 A5 Y3 U$ p, aAf — 型材的面积㎡ - x5 ~3 i7 G* c- ]
Lg — 玻璃的周长m
; B5 ~# P7 _' \3 d FΨg — 玻璃周边的线性传热系数W/m·K
+ B' Z& A2 k' c' w根据型材的使用材料不同,可以将窗分为断桥铝合金窗、塑钢窗、木窗等几大类。其中断桥铝合金窗因其价格和性能曾一度受到节能市场的欢迎,但是人们很快发现断桥铝合金窗仍存在许多不足之处。 # F8 {/ s% ~: c, S( E4 N
首先,断桥铝合金窗的框体的传热系数Uf值很难做成较低的数值。正常情况下15毫米、20毫米、25毫米、35毫米的尼龙66隔热条的传热系数分别是3.6、3.0、2.6、2.0。一般的15毫米尼龙66隔热条配置普通Low-e中空玻璃,传热系数要达到2.6以上,这已经低于目前哈尔滨的标准了。即便是35毫米的铝合金框体再配置上普通的双玻Low-e中空玻璃(传热系数1.8),整窗的传热系数Uw数值也只能达到2.0。若要达到1.5,则必须配置三玻双Low-e,那样成本早已超过了木窗。 ' U, M p" v) Z( a g8 h: C
其次,断桥铝合金窗主要比较适合于夏热冬暖及温和地区,上述地区就是提高传热系数,标准也就是到达4.0的数值,目前中国生产的铝合金窗的传热系数Uw值都能达标。上述地区主要对遮阳系数提出了更高的要求,一般要求遮阳系数Sc值在0.35以下。对于夏热冬冷地区,隔热条较为宽松,断桥铝合金窗也可以使用。但对于寒冷及严寒地区在节能水平方面标准相对偏低。 7 L- ?! s& e& d
塑钢窗也是较为普遍的窗型材,相对于铝合金窗是比较适宜在寒冷及严寒地区使用的。塑料是较好的保温材料,如果做成入腔结构,传热系数可以达到1.1~1.3,但结果是成本会很高,因此在欧洲塑钢窗的价格和木窗的价格是差不多的,甚至高于木窗。国内由于技术原因,塑钢窗的框体传热系数Uf值一般只在2.2~2.7之间(指普通的两腔或三腔结构)。虽然可以在寒冷及严寒地区使用,但标准仍然过低。 + C- i" }: Z% v6 L
而木窗的框体传热系数Uf值一般在1.1~1.7,木材越硬传热系数越高,云杉木甚至可以达到1.1。如果把木材框体做成木材复合型框体,就更加节能。森鹰最新推出的thermo100就是采用复合型木材框体,配置上中国最好的中空玻璃,整窗传热系数达到了0.76,超过了欧洲最高标准。" Z& Y" {3 j# l: O1 x* a
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