【学员问题】节能塑钢门窗节能？
【解答】塑钢门窗是以氯乙烯（PVC）树脂为主要原料，加入一定比例的稳定剂、改性剂、紫外线吸收剂等助剂经挤出机挤出成型，然后通过切割、焊接等方式组装而成的门窗。为增加型材的强度，在型材的空腔里填加钢衬（加强筋），所以被称为塑钢门窗。与其它门窗相比，塑钢门窗有其独有的性能和特点，具体表现在以下几方面：
一、外观性能
塑钢窗造型美观，色泽明快，装饰性好，品种色彩各式各样。有平开窗、推拉窗、中悬窗以及多方位开启窗；有白色、棕色、古铜色等各种颜色。同时，塑钢门窗表面光滑，手感细腻，可增加居室的豪华性和艺术气氛，更进一步的满足人们日益增长的装饰需求。
二、物理性能
（1）耐候性：由于塑料型材的生产配方加有紫外线吸收剂及耐低温冲击的改性剂，从而提高了耐候性能；长期使用于温度剧变的环境中，不老化、变质；脆化、变色。塑钢窗在我国地跨热、亚热、温三带，以其优良的综合性能覆盖我国建筑门窗的全境，应用范围之宽也就不言而喻。
（2）耐腐蚀性：塑钢门窗耐酸、碱等化学成份的侵蚀，具有不锈、不霉烂等特性，特别适合于海洋性气候、湿度较大的地区以及污染杂质含量高的工业地区使用；是木、钢、铝门窗所不可比拟的。
（3）防火性、电绝缘性：塑钢门窗所用的PVC材料，能遇火自熄，不助燃，其防火性优于木窗。同时PVC材料又是良好的绝缘体，不导电，绝缘性优于钢铝窗；安全性高。
（4）抗风压强度：塑钢门窗组装中在主要的受力部位内部采用钢筋补强，所以其抗风压强度完全可满足建筑工程的需要。
以上各项指标远远超过普通木门窗，钢门窗及铝合金窗门窗，而塑钢门窗的节能、密封、保温性能也越来越得到广大消费者的关注，下面就此方面的问题作一初探。
塑料门窗节能主要有三方面：
一、是材质本身低的热传导系数；
二、是塑料型材结构的保温节能；
三、是玻璃的保温节能特性。
由于塑钢门窗所用的材质主要是聚氯乙烯树脂，其热传导系数仅为钢材的1/357，铝材的1/1250，其保温节能特点特别显著，除此以外塑料门窗的节能效果还与不同的型材结构有着密切的关系，塑料型材的设计为中空的多腔式结构，腔内静止的空气有很好的保温效果。由于塑钢门窗各缝隙处都装有橡塑密封条，较其它门窗能有效的减少缝隙渗透空气，对保温、隔音均有很大的提高。经测试，装有塑窗的比其它窗的房间，冬季温度可提高4-5℃。
从型材的断面来看，双腔型材由于密闭的空间多于单腔型材，其保温隔热性能优于单腔型材，而三腔型材的节能性能又优于双腔型材。同理单就窗的节能效果来看四腔型材优于三腔型材，但四腔型材设计较为复杂，挤出生产相对较为困难。例如在我国东北的严寒地区，主要以单框双玻璃（平开或推拉）形似居多，在长期的使用中，塑窗虽体现了优异性能一方面，也暴露出许多不足，其中单框双玻窗的双级密封系统不完善、双层玻璃保温效果欠佳、玻璃内表面易结露等等，都直接影响到用户的使用，且浪费能源。门窗是建筑物主要的能耗部分，门窗能耗占建筑物能耗的40%-50%.针对这些不良情况，根据严寒地区节能保温要求，窗的传热系数要求达到2.4w/㎡℃，而窗的节能保温功能是由窗框、玻璃的保温性能来完成的。原有的三腔结构型材是通过内封闭腔室中空气相对不流动原理来提高热传递阻力。那么沿热流方向增加隔热腔可以阻隔热流，使冷热对流速度相对减缓，可有效的降低型材自身传热系数，提高保温性能。通过理论计算：三腔结构型材：（60框）传热系数：2.206w/㎡℃；四腔结构型材：（66框）传热系数：1.52w/㎡℃。可以看出四腔结构框型材比三腔结构框型材的传热系数有所降低，有效的阻隔了塑窗的“冷桥”现象，非常适合东北严寒地区的节能保温要求。
蒙西型材正是根据这一原理针对高寒地区，对保温性能要求高的建筑推出了蒙西66系列三玻三密封型材，其框、扇均为四腔结构，隔热保温性能更加突出；真正的三密封结构，气密腔与水密腔完全隔离，更能体现出整窗优良的气密性和水密性；专用玻璃压条设计，用户可根据所需制作成双玻或三玻窗；独特的玻璃压条立面设计，使安装、拆卸更加方便；门窗各要素采用标准化设计，可使用市场上通用的各种门窗辅件；蒙西型材外型采用大圆弧过渡，美观、实用、结构合理。
其次塑料门窗的节能保温隔热的效果还取决于整个窗户结构和窗户与墙体的连接密封状况。通过窗户的热量传递，主要介质是玻璃和窗框，其次是空气渗透。空气渗透主要在窗框与窗扇之间，扇框与玻璃之间，窗框与墙体之间进行。为了取得塑料窗最佳保温效果必须减少传热介质的导热系数和提高密封性。在窗框型材的规格结构确定的前提下，选择密封材料和提高玻璃的热阻隔性能是实现塑料窗最佳保温节能效果的有效途径。
采用理想的密封条可以最大限度减少框与扇之间、框与玻璃之间的空气渗透。国家早已颁布了有关塑料门窗用密封条的标准，标准规定塑料门窗可用改性PVC密封条或橡胶弹性密封条。但市场上流行的基本上都是PVC密封条。而这类密封条目前存在的主要问题就是用过一段时间后便失去弹性和产生严重收缩。所谓改性PVC密封条，是用与PVC相容性较好的橡胶材料对经过增塑的软质PVC共混改性而得，比较理想的改性材料是丁腈橡胶。经过改型的材料既有较好的弹性，又有与塑料门窗同步的老化寿命，因此用丁腈橡胶改性软质PVC应该是密封条厂家所采用的技术路线。在丁腈橡胶的选用上一般都选用P83，这是美国固特异国际有限公司用于PVC改性的加工助剂。这是一种丁二烯和丙烯腈的共聚物，一种呈松散粉末的新型丁腈胶。含有特种热稳剂、隔离剂和其他成分。表面并经过PVC乳液处理，因此与PVC有极好的相容性。能全面的改善PVC的性能，提高加工性、热稳定性、柔韧性、耐低温性和耐磨性等。为了获得密封条低温下的柔韧弹性和稳定收缩尺寸，除了使用改性外，PVC树脂最好选用聚合度为2500的PVC.在增塑剂方面要选用效率高，耐焊性好，挥发性小，力学性能好的高效耐寒增塑剂。但在实际生产中，少数厂家只考虑成本和眼前利益，是不用丁腈橡胶的。增塑剂也没有得到重视，最终导致密封条中的增塑剂高温时挥发，低温时失去弹性，并产生严重的尺寸收缩，造成门窗失去密封功能。
在《建筑塑料门窗安装及验收规程》中规定，塑料门窗框与墙体洞口的伸缩缝应用泡沫塑料条和丝麻等弹性材料填充塞。实践表明用丝麻材料填充不仅方式落后，而且材料成本并不低，密封效果根本谈不上，采用聚氯乙烯、聚苯乙烯或者聚乙烯泡沫塑料条填充虽然比较实际，但仅仅是起填充作用，密封效果也并不理想。用玻璃胶填充虽然密封性能好，但因其用量太大，成本太高，实不可取。国外通常采用聚氨酯发泡进行填充。此类填充材料不仅有填充作用，而且还有很好的密封效果和缓冲效果，其用量因发泡倍率较高而相对降低。操作时也很方便，对不规则的缝隙很容易填充。填充还可以对泡沫的表面进行铲平修整或进行其他表面处理，胶体固化后并有一定的粘结强度，有助于门窗进一步固定。此类填充材料商品形式有两种：单组分和双组分。单组分的商品犹如市售的发胶喷灌，使用时只需套上专用喷枪，将罐体导致摇晃即可对准缝隙喷射填充，喷射量可调，操作十分方便。德国、美国等国家已在我国销售此类产品。国内也有厂家研制生产。双组分聚氨酯填充胶是将固化剂和聚氨酯胶进行分装，使用时在由管路压入同一喷射枪。双组分胶使用时虽然比单组分胶麻烦一点，但价格上便宜。
除了上述两个方面以外，玻璃的节能是最不能忽视的一个方面。作为塑料门窗来说，窗框仅占窗面积的20%左右，窗户越大所占比例越小，因此玻璃才是保温的关键。70年代初期第一次石油危机以来，西方一些政府就开始考虑如何立法推进玻璃窗的更新换代，能源危机的美国曾试图通过减小窗户面积来降低新建筑的耗能，窗户面积减小1/4，能耗可惜才降低10%，而大面积玻璃即采光、减重又明亮洁净的优点却无从发挥。中空玻璃则不然，它既隔热，又保温可节约大量能源。以德国政府为例，70年代后期立法，没有中空玻璃的新楼房不批准建设。近来根据技术发展，颁布了新的法令。1995年1月1日开始实施的节能新条例对现有楼房和新楼房外窗的导热率做出了规定。其目的就是强制使用镀膜中空玻璃，不仅如此欧洲联盟也依据德国的节能新条例，从1997年起在全欧洲实施新的节能条例。下面是采用法国圣戈班玻璃公司生产的镀膜玻璃，小屋居住面积12.6㎡，南窗面积5.6 ㎡，东窗面积2.1 ㎡，西窗面积2.1 ㎡，北窗面积2.8㎡，遮阳系数0.9，在采暖期间，其热平衡参数引人注目。
中空玻璃如何节能？
首先了解一下光波与玻璃的相互作用。光波到达玻璃板上，一部分透射过去，一部分反射掉，一部分被吸收，被吸收部分在玻璃板内转换成热量。夏天阳光透过玻璃窗直接射入室内，短波长光线被吸收，转换成波长的热辐射。热辐射既不能穿透窗户，又不能从墙壁传导出去，从而使室内温度升高。冬天玻璃窗则起了散热的作用。室内玻璃通过对流和辐射传到玻璃上，玻璃热量通过传导、对流和辐射传到室外。普通中空玻璃的使用，使对流传热大大减轻，但对份量很大的辐射传热的减少却无能为力。这就需要借助镀膜玻璃了。普通玻璃的发射率大达0.82，设法在玻璃上镀一层保暖膜，便可使玻璃的发射率减小到0.1，这就是低发射率玻璃，可有效减轻冬天室内向外辐射的热量。在欧洲，镀膜玻璃较为普及，尤其是三玻密封镀膜玻璃的塑钢门窗的使用，使节能功能发挥到极致。在第二面镀遮阳膜，在第三面镀保护膜，夏天挡住炎热的太阳，冬天防止室内热量散失，进入冬暖夏凉的佳境。既节省制冷费用，又减少采暖费用，但两片镀膜玻璃合在一起，其价格不菲，寻常建筑是无法承受的。正是这个原因三层镀膜玻璃在国内扩广相对滞后和缓慢。其实除阳光镀膜玻璃可以节能外，中空玻璃及低辐射玻璃同样可以节能，现将节能的中空玻璃及低辐射玻璃简单介绍如下：
中空玻璃是以两片或多片玻璃，以有效的支撑均匀隔开，周边黏结密封，使玻璃层间形成干燥气体腔室的产品。这种产品具有隔音、隔热、防结露和降低能耗的作用，被广泛应用于建筑门窗和玻璃幕墙、交通、冷藏等行业。作为中空玻璃，其隔热性能主要因其内部气体处于一个封闭的空间，气体不产生对流，而且空气的导热系数为0.028W/㎡.k是玻璃的导热系数为0.77W/㎡.k的1/27，除中空玻璃四边的密封胶导热，对流传热和传导传热在中空玻璃的能量传递中，占较小比例，要提高中空玻璃的隔热性能，一般来讲是增大空间的厚度，和使用导热系数低的气体置换中空玻璃内部的空气，这样可减少传导传热，但空间层不易过大，合理的空间层间隙应该是12mm左右；要降低辐射传热，一般是通过使用镀膜玻璃或低辐射玻璃，来控制各种射线透过，达到降低辐射传热的目的。中空玻璃的制作一般常用胶接法，用这种方法制作中空玻璃均应二次密封。一次密封用于丁基胶填缝性能好，但强度极差。二道密封，如用于窗或有框玻璃幕墙，则用聚硫胶，聚硫胶怕长期强烈的紫外线照射，用于窗和有框幕墙，有铝框可以遮住太阳，以免直接照射胶缝。衡量中空玻璃性能好坏的指标为隔音、隔热性能，耐老化性能和产品使用寿命的长短。中空玻璃的性能取决于选用的原材料性能和中空玻璃结构形式，尤其是密封剂和干燥剂的性能好坏是关键的因素，密封剂的性能好坏，干燥剂的吸潮能力强，都能提高中空玻璃的性能和延长中空玻璃的使用寿命，而空间层及其内部气体的合理选用，能够提高中空玻璃的隔音、隔热性能。
除了用胶接法制作中空玻璃以外，还有一种叫暖边中空玻璃。是用一种特殊的胶条，放在两片的清洁干净玻璃的四周，热压成中空玻璃。这种特殊条的名称叫实唯高胶条。实唯高胶条是一种经过验证、由100%固体挤压成型的高质量热塑性连续带状材料，由密封剂、干燥剂和整体波浪形铝隔片；密封剂采用湿气透过率极低的丁基胶，并加入其他化学成分，可很好的保持中空玻璃内部气体不泄漏和不被湿气侵蚀；干燥剂采用定向吸附水及挥发气体的专用分子筛，保证中空玻璃内部干燥，延长中空玻璃的使用寿命；整体波浪形铝隔片嵌入到密封剂和干燥剂组成的制剂中，以控制两片玻璃，保持规定的空隙厚度和对湿气安全阻挡，隔片的波良形或凹槽也会增加与玻璃的有效接触面积控制中空玻璃的空隙尺寸。实唯高胶条是一种柔性材料，在拐角处容易成型和弯曲成任意形状，从而提高了生产效率，简化了生产程序，更适合于工业化生产。
1978年，美国的英特佩成功地将低辐射玻璃应用到建筑物上，低辐射玻璃由于它独特的优越性，从1990年开始在欧洲、美洲得到一些业主和铝门窗公司的重视，尤其在节能门窗上的使用。而在我国涉及该领域还非常少。中空玻璃、低辐射中空玻璃及阳光镀膜玻璃都匀有不同的节能特点，根据建筑整体设计要求，用于不同的部位，要达到什么样的效果，来选用不同类型的节能玻璃。
关于塑料门窗采用的中空玻璃应该引起我们的重视。建设部叶如棠副部长在全国节能工作座谈会上指出：“窗用玻璃尽快一步到位，全面采用中空玻璃。”中空玻璃专业委员会秘书长徐桂芝指出：“在我国，窗户的热损耗约占建筑维护结构热损失的50%，而玻璃又占窗户热损耗的60%以上，由此可见，提高窗户性能是提高建筑节能水平最简捷、最有效的途径，窗用玻璃尽快一步到位，全面采用中空玻璃。”这一观点不仅是正确的，而且是科学的。在发达国家，如在北欧国家，已在法律上规定在建筑上必须使用中空玻璃，我国出于经济条件的限制，尚未完成普及使用，但近期国家和地区均已相继出台了对建筑门窗的节能要求，中空玻璃正在和必将越来越多地被广泛应用。相对单层玻璃来说，中空玻璃的造价要高一些，但它所增加的建筑投资将会从采暖、空调降低能耗所节省的各项支出中带来经济效益，比如以普通双层中空玻璃可节省30%的效果计算，所增加的投资费用在5年左右便可收回。
随着中国加入了WTO，石油危机带来的能源紧张，给我国造成的影响越来越大，房屋中最不御寒的门窗成了消耗能源的主要构建而被关注，而且在建筑中首先考虑节能问题。塑钢门窗进入我国市场已有一段时间，该产品日渐完善。根据国家有关产业政策，到本世纪末我国建筑材料要求比现在节能50%，这就要求门窗的导热系数低于2.3w/㎡.K国家标准，目前只有塑钢门窗能达到这个标准。现在塑钢门窗在建筑装饰领域，正逐渐被大力推广，具有巨大的市场潜力，前景看好。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
