作者：楊輝 楊闖 郭興忠 楊庭貴 單位：浙江大學 浙江加蘭節能科技股份有限公司

推拉窗推拉窗無論在開、關狀態下均不占用額外的空間，并且生產工藝簡單、使用方便快捷，開窗面積為窗框總面積的1/2，但無論采用哪種材料制作推拉窗，窗扇與窗框間不可避免存有一定的間隙，室內外冷熱空氣對流造成較大熱損失。為提高推拉窗隔熱性能，設計生產人員安裝和改進了密封毛條，但隨著時間的延長，在使用過程中，密封毛條表面磨損，空氣對流逐步加大，節能效果不斷降低。針對推拉窗密封性差的缺點，李海洋[1]研究了塑料推拉窗的密封問題，分別分析了框與扇間、扇與扇間、紗扇與扇間的密封條的設計與選用。畢建光等[2]分析了無框推拉窗的應用前景，由于無框推拉窗省去窗扇的框結構，采用厚度較大的玻璃或雙層玻璃，通過特殊的粘貼工藝進行密封，具有采光性、密封性好的優點。近年來，發展了改進型推拉折疊窗，在多個窗扇連接處安裝滑輪，可將多個窗扇推至一側折疊，開啟時提高通風面積，閉合時提高氣密性（見圖1）。通過這種結構，可在一定程度上提高推拉窗的節能性能，但節能效果有限。為滿足更高氣密性要求，近來設計發明了平行推拉上懸窗，通過使用圖2所示的零件將門窗扇與門窗框連接起來，開啟時，門窗扇整體離開門窗框平面，通過上述特制零件在導軌內滑動，閉合時，整個門窗扇同時壓在框材上，借此提高推拉窗的氣密性，從而提升推拉窗的節能效果。

平開窗和固定窗平開窗分內開、外開2種。窗扇與窗框之間均使用橡膠密封壓條，在窗扇關閉后緊壓橡膠密封壓條，門窗氣密性良好。固定窗通過密封處理后，很難形成空氣對流，具有很好的水密性和氣密性。因此，平開窗與固定窗的熱量損失主要是玻璃和框扇型材本身的熱傳導和輻射散熱。近年來，為進一步提升平開窗與固定窗保溫隔熱等節能性能，不斷改進原材料，選用熱導率低的門窗型材、較低輻射系數的玻璃系統及性能更加優秀的五金件和密封條是新型節能門窗制作的發展方向。胡慶華等[3]分析美式平開窗特點，與歐式平開窗開啟方式不同，美式平開窗一般采用搖窗器開啟，窗扇可以停留在任意位置。并且窗扇無把手，關窗時無需將手伸出窗外，因此可以安裝固定式紗窗扇，進一步提高門窗密封性能。孫波[4]分析了外開平開窗摩擦鉸鏈的受力情況，從窗扇位移、開啟角度、窗扇高度和寬度等方面研究摩擦鉸鏈受力，總結影響鉸鏈使用壽命的因素，以此提高平開窗使用年限。除以上幾種門窗結構外，上懸窗、平開上懸、旋轉窗和中懸窗等也是國內外比較常見的門窗結構。隨著設計水平的進步和使用需求的提高，多種門窗結構及開啟方式將不斷開發，以滿足不同的氣候及施工條件下各種節能建筑的需求。

節能門窗關鍵材料及技術

門窗主要由窗框、玻璃、密封條及其它配套材料制作而成，各部分材料性能的優劣都直接影響門窗整體節能效果。

1窗框材料目前我國使用最廣泛的節能門窗主要有塑鋼門窗、木質門窗和鋁合金門窗等。

1.1塑鋼門窗塑鋼門窗是以聚氯乙烯（PVC）樹脂為主要原料，加上一定比例的穩定劑、著色劑、填充劑、紫外線吸收劑等，經擠出成型材，同時為增強型材的剛性，需在型材空腔內填加鋼襯。塑鋼門窗防火性能略差，燃燒時會有毒氣排放，在防火要求條件比較高的情況下，不適合使用。并且塑鋼門窗容易老化、變色、龜裂，影響使用壽命。針對塑鋼門窗的不足，黃國波[5]用馬來酸接枝順丁橡膠共混改性聚氯乙烯，并加入硬脂酸鋅，改性后的PVC復合型材斷裂強度比順丁橡膠/聚氯乙烯復合型材提高了50%。此外，針對PVC材料阻燃性能和抗紫外線性能的提升，科研人員也進行了大量的研究。蘇虎[6]使用水滑石/錫酸鋅改性的PVC材料，并研究其燃燒性能，研究發現采用水滑石制備PVC復合材料，可提高PVC材料阻燃抑性能煙近50%。除了改進塑料本身使用性能外，為進一步提高塑鋼門窗保溫性能，對塑鋼門窗型材設計和選材提出更高的要求。首先，增大型材厚度、壁厚及增加腔數。2010年德國紐倫堡國際幕墻展覽會中展出的8腔3道密封膠的塑料型材，通過增加腔室來分隔空氣層，如圖3所示。其次，采用發泡材料填充型材空腔。從而減少空氣對流，大幅提高門窗保溫性能。并且通過更換增強襯材降低型材傳熱能力。

1.2木質門窗我國傳統門窗幾乎都是采用木材作為原料。隨著塑料門窗和鋁合金門窗的興起，保溫性能和力學性能都不好的木質門窗逐步被市場淘汰。但近十幾年，我國部分企業從歐洲引進最新技術和裝備，使用集成木材制作門窗框扇。新型木質門窗起步高，雖然引進時間不長，但近年一直與國外先進水平同步發展。集成材木質門窗力學強度高、導熱系數低、制作工藝先進。并且木材環保、可再生。集成材木質門窗在發達國家的市場占有率達30%，而在我國，由于其生產成本較高，僅應用于高檔門窗。使用木材制作高檔門窗，需將木材進行切割、干燥除菌、膠合等預處理，制作集成木材后才能作為原材料用于門窗生產。陳澤軍等[7]先后用硫酸鋁和水玻璃溶液處理速生材杉木木材，處理后木材尺寸穩定性顯著提高，抗收縮系數可達34.21，穩定系數達80%以上。張玉萍和傅峰[8]研究了杉木、楊樹、巨桉等6種人工林木材的膠合性能，通過測試不同木材膠合后力學性能和木材破損率，研究不同膠粘劑對木材膠合性能的影響。

1.3鋁合金門窗鋁合金門窗于20世紀70年代進入我國，80年代后得到迅速發展。到90年代中期，隨著人們節能意識提高，保溫性能良好的塑鋼門窗發展迅速，鋁合金門窗的發展受到一定阻礙。隨后，斷橋技術的推廣使用彌補了鋁合金導熱系數高的不足。斷橋技術原理是利用塑料隔熱條，將室內外兩層鋁合金既隔開又緊密連接成一個整體，構成一種新的隔熱型的鋁型材，解決了鋁合金傳導散熱快的問題。這種創新結構設計，兼顧了塑料和鋁合金2種材料的優勢，同時滿足裝飾效果、門窗強度及耐老化性能的多種要求。為進一步提升斷橋鋁合金門窗節能性能，在設計生產中，增大塑料隔熱條寬度，并且在隔熱條之間空腔填充發泡材料。此外，為增強視覺美感、擴大應用范圍，近年來專業人員設計鋁木復合門窗，在斷橋鋁合金門窗室內側安裝木制板，從而提高門窗保溫性能，并且木質紋理起到良好的裝飾作用。

1.4其它材質門窗楊連飛[9]采用竹集成制作門窗，經分析測試，相比現有節能門窗，竹質門窗的節能性能及經濟性均有一定優勢。楊輝等[10]采用由廢舊塑料及木材加工廢料制作而成的木塑復合材料制作門窗，探索具有成本低、性能好、環保等優點的木塑節能門窗的制作工藝，降低現有節能門窗生產成本，拓展應用范圍。并嘗試采用竹木基復合材料取代鋼材作為塑料門窗內襯，或取代木材作為斷熱橋鋁合金門窗內襯材料。采用此種方法制作的門窗，可在保持門窗良好節能性能的同時，降低生產成本，并且通過回收利用廢棄材料，提高環保性能[11-12]。目前，結合不同氣候條件、民俗風格、傳統觀念、建筑元素，將現代門窗設計、性能要求與傳統風格相結合，開發多種可供選擇、經濟適用的門窗體系，已成為村鎮建筑門窗新的發展方向。