门窗设计 | ψ值,你关注了吗?

图1

下图是以铝合金窗为例，使用TGI暖边间隔条和铝间隔条的ψ值差别：

图2

由上述表格可见：

三层中空玻璃中，TGI暖边间隔条和铝间隔条的线性传热系数之差为：0.056w/mk。 

单看这个差值，并不是很大，那么对整窗传热系数U_w值来说，会造成多大的差别？

图3

我们假设在型材及玻璃完全一样的情况下，使用TGI暖边间隔条的整窗传热系数为U_w1，使用铝间隔条的整窗传热系数为U_w2，带入上述公式计算其差值：

由于的取值会受到窗型、分隔的影响，其取值范围大约为2.5-4.0。

图4

将我们刚由图2表格计算得到的三层中空玻璃的线性传热系数差值0.056w/mk代入，可以求得的整窗传热系数U_w的差值取值范围约在0.14-0.22W/m²K之间。

图5

现在我们取一个具体的窗型案例，来进行对比计算，其中：

a表示型材的可视面高度，为90mm；

H表示窗高，为1480mm；

L表示窗宽，为1230mm.

经计算，暖边条周长L为4.7m；整窗面积A_w为1.82m²；玻璃面积占比为75%。

如图6所示，我们使用5+12Ar+12Ar+5单银Low-e的玻璃（Ug=1.102W/m²K）和29mm（U_f=2.10W/m²K）的铝合金隔热型材，那么使用铝间隔条和TGI暖边间隔条整窗传热系数U_w之差为：1.608-1.464=0.144W/m²K

图6

技术部经常会遇到客户问，使用暖边能降低多少玻璃U值？今天刚好一起唠唠。这是个很容易混淆的误区，使用暖边改善的是玻璃边部的隔热性能，并不是直接改变玻璃U值。但是我们可以列出数据，让大家对使用暖边相当于降低了多少玻璃U值有一个具体概念。

我们接下来就来计算一下，在窗型不变的前提下，如何调节玻璃U_g值实现整窗传热系数U_w降低0.144W/m²K？

和上述窗型计算条件一样，如图7所示，我们使用U_f=2.10W/m²K的铝合金隔热型材和铝间隔条，想要把U_w值降低0.144W/m²K（从1.608降低到1.464），我们需要调整玻璃U_g值降低0.192W/m²K（从1.10降低到0.908）。针对Low-E中空玻璃，U_g值降低0.192W/m²K需要更改配置为：5在线Low-e+12Ar+5+12Ar+5单银Low-e（需要增加一片Low-e）。

图7

我们还是使用使用29mm的铝合金隔热型材（U_f=2.10W/m²K）和结构为“5+12+5+12+5单银Low-e”的中空玻璃来对比计算一下使用铝间隔条搭配充氩气和使用暖边不充氩气的整窗节能效果。

首先我们分别计算充气和不充气的玻璃Ug值的差异如下：

（1）5+12A+5+12+5单银Low-e,Ug=1.26W/m²K

（2）5+12Ar+5+12Ar+5单银Low-e，Ug=1.10W/m²K（氩气浓度80%）

（3）5+12Ar+5+12Ar+5单银Low-e，Ug=1.15W/m²K（氩气浓度60%）

同样使用29mm的铝合金隔热型材（U_f=2.10W/m²K），且玻璃结构一致时，以下3种玻璃配置的整窗U_w值如下：

（1）5+12A+5+12A+5单银Low-e【暖边】，玻璃U_g=1.26W/m²K（不充氩气），整窗Uw=1.5837W/m²K

（2）5+12Ar+5+12Ar+5单银Low-e【冷边】，玻璃Ug=1.10W/m²K（氩气浓度80%），整窗Uw=1.5567W/m²K

（3）5+12Ar+5+12Ar+5单银Low-e【冷边】，玻璃Ug=1.15W/m²K（氩气浓度60%），整窗Uw=1.5942W/m²K

图8

图9

图10

经过对比我们可以发现，针对5+12+5+12+5的Low-e中空玻璃，使用暖边和氩气填充对于整窗U_w的改善差值仅有0.027W/m²K。（暖边降低整窗U_w0.144W/m²K，氩气降低整窗U_w0.171W/m²K）。并且是建立在氩气填充满足标准要求的前提下，但目前中空玻璃氩气填充现状不容乐观。我们在中空玻璃氩气系列（3） | 氩气填充不符合标准要求的危害一文中也有提及过。

并且，我们通过深入计算可以发现，当中空玻璃氩气浓度不足60%时，氩气的改善效果已经低于暖边的改善效果。

说罢玻璃部分，我们再试试型材。

在窗型计算条件不变的情况下，如图11所示，我们使用5+12Ar+5+12Ar+5单银Low-e的玻璃（Ug=1.10W/m²K）和铝间隔条，想要把U_w值降低0.144W/m²K（从1.608降低到1.464），我们需要调整型材的U_f值降低0.578W/m²K（从2.10降低到1.522）。针对隔热复合型材，U_f值降低0.578W/m²K需要增大约10mm的隔热条宽度（大约相当于隔热条宽度从29mm增大到39mm）。

图11

泰叔今天这道题给出了多种解法，并不在于比较哪种方法更好。而是和大家分享一道“例题”，一个答案并不是只有一条路径可以到达。只有熟悉更多解法，才能找到最符合当下实际情况的选择。所以更要强调一点，所有题目都是有前提条件的。无论是换暖边、装Low-e、充氩气，亦或是改善隔热条，都可以想象成氪金装备技能，大家都想花最少的成本提升最大技能，但别忘了“赢”才是我们的最终目的。未来的节能趋势，门窗标准可能不再是简单堆叠“装备”就能达到的，“装备”也是需要不断进化的。泰叔讲堂，希望可以和大家一起，不断进化，造得好窗。