一个完整外窗系统的传热系数,由玻璃,窗框以及中空玻璃边缘线性传热系数三部分组成,见下图。
整窗的传热系数计算式见公式:
式中:Uw—整窗的传热系数;Uf—窗框的传热系数;Ug—玻璃的传热系数;Aw—整窗面积;Af—窗框面积;Ag—玻璃面积;Lf—间隔条的长度;Ψ—中空玻璃边缘线性传热系数
公式中的Ψ值,即中空玻璃边缘线性传热系数,描述的是通过中空玻璃边缘的热量损失率。
Ψ值越大,表示通过中空玻璃边缘的热量损失会增大;降低线传热系数Ψ值,可有效降低整窗的传热系数。可见,一个相对较低的边缘线性传热系数值对整窗的隔热性能的提高是非常关键的。
Ψ值大小主要由所用间隔条的材质来决定。选用低导热系数材料是降低线传热系数Ψ值的重要方法,这就是暖边间隔条比传统铝间隔条节能的原理。
那暖边条间隔条到底比中空铝条节能多少呢?
根据传统铝间隔条边缘传热系数(约为5.0~6.0 W/(m²・K))和暖边间隔条传热系数(约为2.0 W/(m²・K))代入整窗的传热系数计算式,通过热工模拟计算得出,比起使用中空铝隔条,使用暖边间隔条可以降低整窗传热系数约降低0.2W/(m²・K)。
整窗的热量损失公式为:Q=K×A×ΔT×t
其中:
Q 为总热量损失(单位:Wh 或 kWh),
K 为整窗传热系数(W/(m²・K)),
A 为窗户面积(m²),
ΔT 为室内外平均温差(K,近似为℃),
t 为计算周期内的有效运行时间(小时,如供暖或制冷时长)。
原始 K 值:假设传统中空铝条窗户K1=2.5W/(m²・K)
降低后 K 值:K2=2.3W/(m²・K)
温差和窗户面积不变;那么节能率=0.2/2.5=8%
以 100㎡住宅为例,假设:
当地采暖 / 制冷能耗为 50kWh/(㎡・年),电价 0.6 元 /kWh,门窗占能耗 25%;节能 8% 后,年节约电量:100㎡ × 50kWh/㎡ × 25% × 8% = 100kWh,年节约费用约 60 元(暖边条等措施增量成本约0.6-1.5元 /米),直接降低建筑运行能耗,节约用户开支,提升室内环境舒适度。
节能 8% 虽看似局部优化,却是破解门窗热桥问题、平衡围护结构性能、撬动整体节能的 “杠杆点”,其价值远超数字本身,是建筑迈向低碳化的重要一步。而且门窗升级成本投入非常小,还是很值得推荐的。