案例分享|被动式超低能耗门窗内嵌式安装

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河北胜达智通新型建材有限公司

 张宝城  张秀亮

实现“双碳”目标是推动绿色低碳高质量发展的内在要求。实现绿色低碳的高质量发展，就要坚定不移贯彻新发展理念，坚持系统观念，以经济社会发展全面绿色转型为引领，以能源绿色低碳发展为关键，加快形成节约资源和保护环境的产业结构、生产方式、生活方式、空间格局，坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。

     作为控碳的八大行业（石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空）范围中所涉及的建材、有色金属、玻璃等领域，皆涵盖组成门窗的材料。据国外建筑热工数据统计，在建筑能源消耗中将近44%的热量损失来自于外维护结构的门窗部分（见图一）。

图一  围护结构的热量损失

 

    作为建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感的部位，门窗的节能成为建筑节能的关键。积极推动绿色低碳发展、践行社会责任，为实现“双碳”目标贡献力量。建筑设计师创新设计不同的墙体构造，门窗企业为实现不同形式的墙体构造，正在开发兼具高性能、方便安装使用的被动式超低能耗门窗系统。

下面通过一个案例，分享一些技术细节：

   郑州青年人才公寓荥泽苑项目位于荥阳市京城路街道办事处康砦村，规划建设用地面积183.71亩，规划总建筑面积47万平方米，建设18栋公寓楼及其配套设施，总户数3408户。建设单位：荥阳郑住青年人才公寓置业有限公司；设计单位：中国建筑科学研究院有限公司；监理单位：河南省育兴建设工程管理有限公司；施工单位：河南五建建设集团有限公司；建筑结构形式：剪力墙结构,基础采用独立基础+抗水板；墙体采用整体铝模支护系统浇筑。

   该项目全面落实国家“碳达峰、碳中和”的理念，采用最新的超低能耗技术设计施工，是中原地区首个成片超低能耗住区项目，对于探索超低能耗技术路线有积极作用，项目的成功规模化应用在人员密集的城市群体，为规模化推广和复制该技术体系提供了宝贵经验。2019年1月该项目被列为郑州市超低能耗建筑示范项目，2020年被列为河南省重点项目，2021年被列为河南省续建重点项目。项目建成后，将是省内首个民用住宅采用超低能耗建筑技术的项目，会对全市乃至全省超低能耗建筑技术的推广应用起到示范引领作用。

项目技术信息如下：

建筑墙体结构：剪力墙结构；建筑门窗洞口预留100*50mm企口（见图二、三、四）

图二 工地照片

   图 三 建筑整体外观        图四 详细洞口

 

外保温结构：采用200mm石墨聚苯板与50mm真空绝热板（厨房、卫生间部位）

被动式超低能耗门窗系统：河北胜达铝包塑门窗系统+钢制被动门系统+节能附框体系（图五）

 

图五（窗体安装）

 

新风系统：满足超低能耗建筑的新风系统。

重点分析建筑洞口部位门窗系统及无热桥安装优势：

一、节能附框

本项目结合现场实际情况，采用了门窗洞口企口嵌入式节能附框的安装方案。本方案优势在于：降低了洞口内门窗安装产生的边部线性热桥，减少了门窗周边的热量损失，避免了安装部位冷凝结露问题。本方案经过公司技术部门反复论证附框热工及安装热桥分析，以及安装工艺论证，最终设计了针对建筑门窗洞口带企口的专利节能附框（见图六）。该附框结构材料经国家检测机构检测验证导热系数为0.24 W/ (m•K)，安装工艺完全满足被动式超低能耗建筑安装热桥要求。

图六 河北胜达专利节能附框

 

二、被动式门窗系统

1、 型材选用优势（图七）

① 基本宽度92mm，型材传热系数k值0.9 W/(㎡•K)， 

② 壁厚为3.0mm，超越国标A类设计，型材自身刚度更高。

③ 型材为7腔结构，3道密封设计，保温隔声及水密性能佳。

④ 安装玻璃厚度47mm，玻璃嵌入深度22mm，实现更低的玻璃边缘线传热系数。

⑤ 环保不含铅钡配方，使建筑更加绿色环保。

⑥ 表面采用复合铝扣结构，门窗表面金属质感。

⑦ 拼接型材自带密封结构，提高拼接整窗气密性。

 

图七 胜达92铝包塑复合窗

 

2、保温填充材料的选用：B1级石墨聚苯板（部分安装）（图八）

 

防火性能好B1级耐火材料，导热系数为0.032 W/ (m•K)；表观密度：25kg/m³ 。

 

图八 局部节能设计

 

3、玻璃选用：

胜达92铝塑复合被动窗采用，三玻配置：5low-e+16A暖边+5low-e+16A暖边+5（6）防火，原片采用南玻low-e（图九）。

玻璃隔条采用进口阿鲁普暖边条，中空腔室16mm，传热系数K值0.92W/(㎡·K），可见光透射比0.68，遮阳系数SC≤0.45，耐火极限满足0.5小时与满足1.0小时。

图九 玻璃选择及安装

4、密封胶条：汽车级阻燃海绵发泡三元乙丙胶条。门窗拼接部位采用专用共挤密封条，开启部位三密封（中间密封）胶条采用焊接组环工艺（图十）：

图十 密封体系

 

5、五金系统（图十一）

采用我公司与德国五金公司合作开发的防撬平开五金，多锁点配置。

图十一 多点锁闭五金系统

 

6、整窗气密性保障

A、密封胶条系统工厂内组装（胶条系统只有一个断点），中间密封胶条系统组环焊接；

B、五金系统及窗扇在工厂内安装完成，并调试合格；

C、拼接部位在工厂内密封并拼接完成；

D、现场针对附框与窗框体安装编制完善的工艺，并严格执行；

E、玻璃安装独特气密构造；

窗扇自带专利技术软硬共挤密封胶条，窗框采用后嵌入密封胶条，两处玻下密封胶条的设计使用，大大减少了空气对流，增加了整窗气密性能。

 

三、独特的安装结构形式分享

1、内嵌式安装卧室、阳台-外墙石墨聚苯板（图十二、图十三）

 

图十二 窗框安装完成（上侧）节点图

图十三 窗框安装完成（下侧）节点图

 

2、内嵌式安装厨房、卫生间-外墙保温真空绝热板（图十四、十五）

图十四 窗框安装完成（上侧）节点图

图十五 窗框安装完成（下侧）节点图

 

四、本项目与普通外挂式安装优势分析

降低安装热桥：墙体特殊企口与专利节能附框结合，减少了德国被动房研究所“PHI”重点指出的被动式门窗洞口内安装产生的热量损失。

缩短工期：特殊结构节能附框可以提前进场安装，安装完成后外墙保温直接施工，缩短工期。

提高门窗安全性：首先，门窗安装在室内进行，无外挂吊篮高空作业风险；其次门窗安装在洞口内，整窗重量由混凝土墙体承担，无使用外挂钢制件安装部位锈蚀造成门窗整体脱落的安全问题。

减少环境污染：首先降低了被动窗提前安装整窗保护产品寿命要求，再次，避免了外墙表面涂料施工对门窗的二次污染和破坏。

利于门窗更换：不安装附框，外墙保温与门窗框直接接触，更换门窗会破坏外墙保温层；有附框结构，可直接换窗。

 

     河北胜达门窗系统部分项目，建筑气密性检测结果：

河北胜达被动式超低能耗门窗安装后建筑气密性统计
序号	项目名称	开发商名称	门窗类型	安装形式	安装形式	K值w/（m2k）及耐火要求	建筑气密性能
1	曲港高速博野服务区	河北交投	被动式低能耗铝包塑门、窗、被动式超低能耗幕墙	外挂式	框与玻璃分体安装	K值1.0	0.26
2	远洋万和学府	远洋安联	被动式超低能耗铝包塑门、窗	外挂式	框与玻璃分体安装	K值1.0，耐火0.5小时	0.42
3	北京第二实验小学	秦皇岛教育局	被动式超低能耗铝包塑窗、被动式低能耗聚氨酯断桥铝合金门	内嵌式	框与玻璃分体安装	K值1.0	0.2
4	风筝缘小区	世纪阳光置业	被动式超低能耗铝包塑窗	外挂式	框与玻璃分体安装	K值0.8	0.23
5	宝塔花园二期	东升地产	被动式超低能耗铝包塑窗、被动式超低能耗门	外挂式	框与玻璃分体安装	K值1.0，耐火1.0小时	0.54
6	颐和雅园二期	卓正地产	被动式超低能耗铝包塑门、窗	外挂式	框与玻璃分体安装	K值1.0，耐火1.0小时	0.32
7	梧桐大道	保利、蓝光	被动式低能耗铝包塑窗、被动式低能耗聚氨酯断桥铝合金门	外挂式	框与玻璃分体安装	K值0.85	0.38

    “节能及减碳”成为未来建筑领域的重要发展方向，对门窗系统及配套组件提出了更高要求；建筑形式及门窗洞口结构正在转变，这里笔者只是用这个项目抛砖引玉，希冀于广大门窗系统研发人员，开发出更多创新产品，服务于不同类型的节能建筑。

                                                                              2022年5月5日

 

作者简介：

张宝成 男 ，河北胜达低碳被动窗运营总监 ，德国PHI认证咨询师 ， 注册建造师 ，中国建筑装饰装修材料协会门窗幕墙分会 专家，研究方向：建筑门窗系统低碳成果应用。

 

张秀亮 男，工程师，PHI认证建筑设计师，塑料门窗委员会专家。研究方向：建筑门窗系统研发，门窗系统推广。

 

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