超级节能窗：堵上耗能这扇窗户

如果你100平方米的家中有25平米的窗户，在寒冷的冬季室内外温差40℃的情况下，这些窗户一个小时耗能为2.0×25×40=2000瓦，这就相当于2千瓦的大号电炉子24小时不间断运行（根据北京2013年1月1日推出的标准，Uw值要在1.5—2.0 W/m2K之间）。

没有窗户是不可能的，那么该怎样将窗户的能耗减少至最低？被动式房屋，加上与之相配套的超级节能窗，是目前最具先导性的选择。超级节能窗主要体现在保温技术及传热系数上，整窗传热系数低于0.8才能算得上超级节能窗。超级节能窗采用以木材为主的多层复合框体，隐扇式的产品结构隐藏式排水技术、软硬共挤胶条等技术。

从被动房说起

被动房屋是能源紧张时代的产物，全称是被动式低能耗建筑，是指无需通过供暖和空调降温的方式，使冬季和夏季的室内温度能达到舒适效果的建筑。被动式住宅最早诞生于德国，其标准是以当地气候条件为依据，主要目标是使冬季采暖能耗降到最低甚至不必使用传统的采暖方式。

“发展低碳经济是我国‘十二五’规划纲要的重要任务，住建部建筑节能中心正在着手从德国引入被动房项目，为国内开发商提供技术和管理支持。”住建部科技司处长张小玲如是表示。

“与普通建筑相比，被动式建筑能节省90%的能源消耗，它在中国的推广有着非常重要的意义，而建筑外窗作为建筑中最重要的部件，也应在节能上有更优异的表现，以助力被动式建筑在中国的发展。”边书平是一家民营企业的董事长，他所在的森鹰窗业从2009年开始就研发与被动式房屋相配套的窗产品。

我国城乡房屋95%以上为高能耗建筑，从2009年开始我国住建部已开始着手被动式房屋项目。节能窗可以用于普通住宅，降低能耗，将成为未来建筑业的一种趋势。

在日前举行的推介会上，作为PASSIVE 120和PASSIVE A+的设计者，森鹰窗业研发总监王勇结合其作品，阐述了一款超级节能窗是如何一点点“炼成”的。

关于传热系数的新概念

先了解几个概念，窗户的传热系数是衡量节能的重要指标。U值（传热系数）指的是1小时内通过1平方米面积所传递的热量。U值（传热系数）越低，则窗的隔热效果就越好。在本文开头的计算“2.0×25×40=2000”中，2.0就是U值。据介绍，由于窗是由型材和玻璃构成，所以在描述U值时，往往也有区分：Ug是玻璃的传热系数，Uf表示窗框的传热系数，Uw则是指整体窗的传热系数。

而王勇和团队成员提出了一个新概念“Ψopaq值”，即不透明部分的线传热系数。在研发过程中证明，这个值被他们看作是衡量窗户是否符合被动房用窗的真正标准。

“Ψopaq=Ψg+Uf×Af/Lg”这个公式，外行人肯定是看不懂。但王勇告诉我们，根据公式，与Ψopaq有关的Ψg值已优化至极限，因此只能在Uf值上突破，也就是说，降低Uf值才是被动房配套用窗的真正难点所在。

“为了降低Uf值，我们首先想到的是增加框体厚度。”王勇说，研究人员曾把68mm的木材厚度改为78、88、92……但若想达到Uf值小于0.8，框体须增厚至150mm，这种方案采用木材过多十分不经济。他们也尝试了特种木材，如三明治木材、蜂窝木等，结果经济性和实用性都很差。

“最终我们开发出木塑铝多层复合框体，它的Uf值可低至达到0.73。由它制作而成的窗能够满足被动式房屋用窗的基本要求。”王勇介绍到，PASSIVE120主体是木材所以仍是木窗，天生就具有一定的隔热保温能力。多腔工程塑料型材作为附件，又进一步增强了框体的保温隔热效果。单铝型材与塑料型材复合后起到防紫外线、密封以及美观的作用，再配以0.65的三玻两腔双LOW-E双暖边充氩气中空玻璃。而且采用的是单银LOW-E玻璃，离线单银LOW-E不但经济性、可靠性俱佳，得热系数也很高，能够获得更多的太阳能，更符合节能理念。

最终，这款窗在经济性和实用性上都取得了成功。水密性能达到700Pa以上，属于防台风级别，气密性达到0.3m3/mh以下远低于国标最高级0.5m3/mh的标准。

另外，为革新工艺，研究人员还自行研制了世界首创的复合框体装配线，为了提高密封性还组建了胶条四角焊接线、外铝板框自动化无缝焊接生产线；中空玻璃方面投资建设了自动化三玻离线LOW-E中空玻璃生产线、SWISSSPACER暖边间隔条自动化焊接生产线，为这款产品真正实现工业化量产打下牢固的基础。“同时，我们还创新地采用了软硬共挤胶条技术和铝窗台披水板技术。”

框体和安装方式的革新

PASSIVE A+的研制，是奔着被动式房屋研究院（PHI）认证最高级别A+去的，这也是这款产品名称的由来。

据介绍，这款窗在框体上进行了革命性的创造。把框体的看面宽度缩小到100mm，有效控制成本并提高美观度，把厚度加大到157mm以提升框体的Uf值，框体的外侧采用了7公分厚的热导率只有0.031的EPS材料，它的外面以热导率仅为0.63的FIBERGLASS材料包覆，再配以Ug值0.52的充氪气的三玻两腔双离线LOW-E双暖边中空玻璃。

PASSIVE A+的安装方式也很特别，“墙包框、框包扇、层层包裹”，被为转角式安装，最大程度地减少热量的流失。

“基于这种想法，我们设计了隐扇式产品结构，抛弃了常用的明式转轴合页，采用了世界上先进的隐藏式五金铰链。这样做的优点是可在结构设计上最大程度减小框体的看面宽度，达到节能目的。”王勇说，这样一来，PASSIVE A+整窗的传热系数Uw值真的就做到了0.6。

2014年4月份，该款窗在德国取得了PHI的A级认证。尽管是A级认证，未达到PHI最高等级A+级，“但名字再改回去也不太可能了，只有让遗憾转化为创新的动力了。”王勇笑道。

研究人员希望，适合极寒地区的Uw小于0.4的被动窗早日问世。

张小玲则表示，被动式建筑在我国还处于起步阶段，然而我国每年巨大的新建建筑量和继有建筑改造量警示我们，建筑节能刻不容缓。在政府、企业、行业协会及社会民众的关注下，被动式房屋在中国必将得到快速的、长远的、健康的发展，中国建筑[0.00% 资金 研报]节能将进入被动式房屋新纪元。