组合式彩钢复合门窗的热工分析
1、影响建筑门窗热工性能的因素
影响门窗热工性能的因素主要有以下几个方面：
（1）玻璃：玻璃占建筑门窗的面积约70%-80%，因此，玻璃的传热性能是影响建筑门窗热工性能的最主要因素，根据不断提高的建筑节能要求，单层玻璃和普通双层玻璃已逐渐退出市场。在玻璃的节能技术方面有中空玻璃、Low-E玻璃、低辐射玻璃、镀膜玻璃、暖边中空玻利等，由于考虑价格成本等经济条件，目前市场上使用最多的是透明中空玻璃。中空玻璃的隔热效果主要取决于空气间隔层的厚度，一般有5+6a+5、5+9a+5、5+12a+5，或6+6a+6、6+9a+6、56+12a+6等。空气间隔层厚度相应较大，则隔热效果相应较好。如6+6a+6的透明中空玻璃，其透光折减系数Tr80%，遮阳系数Sc0.87，其传热系数K值为3.15；6+9a+6的透明中空玻璃，其透光折减系数Tr80%，遮阳系数Sc0.87，其传热系数K值为2.87；6+12a+6的透明中空玻璃，其透光折减系数Tr80%，遮阳系数Sc0.87，其传热系数K值为2.73（见建设部GJBT-947《建筑节能门窗》）。
（2）型材的传热系数
如果使用相同配置的玻璃，则不同的型材是影响建筑门窗节能的第二权重因素，建筑门窗的窗框比在0.2-0.3之间，即窗框所占面积为窗面积的20%-30%，断热桥铝合金型材的传热系数在3.5左右，普通单腔室塑钢门窗型材的传热系数在2.5左右，多腔室塑钢窗型材的传热性能在1.4-2.0，而多腔室组合式彩钢复合门窗型材的传热系数在1.6-2.0。如排除窗型、气密性等因素，按窗框30%，玻璃70%的最简单的权重估计，就能大致算出各种门窗的K值系数。
（3）建筑门窗气密性
空气的流动会造成冷热空气的能量交换，同样建筑门窗的气密性会影响其保温隔热效果，而气密性取决于门窗框和扇之间、扇和玻璃之间的密闭性，密闭性能越好，在单位时间内通过空气进行的冷热能量交换的量就越少，从而建筑门窗的保温隔热性能节约好。实现门窗密闭性的主要途径首先是保证型材不变形，保证框扇缝隙一致，其次是框扇型材的搭接量设计要合理，搭接量不够会影响门窗的气密性，再其次是应尽量形成多道密封。
（4）门窗的窗型：
在我国建筑门窗市场，使用最普遍的窗型主要有，平开窗、推拉窗、固定窗，以及上述三种窗型的组合。就不同窗型对建筑门窗热工性能的影响来看，有以下特点：
平开窗由于其窗扇四周均能与窗框实现严密的搭接，气密性好，有利于门窗的节能效果提高。此外，各种相关技术规范对平开门窗的尺度有所限制，使其有更合适的窗框比，对门窗型材穿热系数低于玻璃的建筑门窗，有利于提高整体的保温隔热效果。
推拉窗由于其开启方式不占用室内空间，所以受到很多用户的喜爱，但是推拉窗窗扇上、下部位，与窗框的搭接的密闭结构，一直是一个未能很好解决的问题，使其整体气密性能较平开窗差。
固定窗由于减少了窗扇型材，将玻璃直接固定在框材上，所以其气密性在各种窗型种是最好的，但由于窗框比较小，还有无法开启，因此很少能单独使用，一般应与平开窗或推拉窗配合使用。
2、组合式彩钢复合门窗的热工性能因素
（1）型材：组合式彩钢复合门窗的隔热型材厚度平开窗为48mm、推拉窗为58mm，其横断面从内至外分为3个腔室，中间最大腔室两内壁距离为15-25mm，门窗组装后该腔室为密闭状态，因此，空气不会产生流动，有利于确保隔热型材的隔热效果。
（2）玻璃槽口：组合式彩钢复合门窗型材横向断面尺寸较大，可通过选用不同规格的玻璃压条，调整中空玻璃安装槽口的距离，满足不同节能需求的建筑门窗，对双层、三层中空玻璃安装的要求。
（3）窗框比：组合式彩钢复合门窗的窗框比在25%-30%，低于塑钢门窗，高于断桥铝合金门窗，在保证节能效果前提下，实现了美观与经济、节能与节材的平衡。
（4）搭接量：《钢门窗》国家标准GB/T 20909-2007规定的门窗搭接量为：门≥6mm，窗≥4mm，组合式彩钢复合门窗的搭接量为8mm-10mm，使用宽厚的密封胶条，可确保实现良好的门窗气密性。
（5）型材的几何尺寸：型材采用钢+塑+钢断面结构，型材的复合惯性矩、抗弯、强度等力学性能优良，确保型材不变形、易于加工和几何尺寸精准，为实现门窗的高气密性提供了可靠的物质基础。
3、组合式彩钢复合门窗的K值计算举例
（一）计算依据：
1、《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ26；
2、《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ134；
3、《民用建筑热工设计规范》GB20176；
4、《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151；
5、玻璃性能指标参照06J607-1《建筑节能门窗》。
（二）计算窗型
1、窗型类型：单窗、（6+12A+6）中空玻璃
2、窗型代号：PC1200×1500 窗宽度1200mm、窗高度1500mm
3、型材系列：
4、门窗类型：复合断桥平开钢门窗型材
（三）窗型
（四）计算式
（1）窗的面积尺寸
①总面积：Aw=1.2×1.5=1.80㎡
②框架内侧面积Afi
Afi =0.0911×1.1×2+0.152×1.1+0.0911×（1.2-0.0489×2）×2+0.0489×0.4×2+0.0502×（1.2-0.0489×2）=0.663㎡
③框架外侧面积Afe
Afe =0.0898×1.1+0.1494×1.1+0.0898×（1.2-0.0489×2）+0.1085×（1.2-0.0489×2）+0.0502×0.4×2+0.0489×（1.2-0.0302×2）=0.578㎡
④框架内侧表面积Adi
Adi =0.119×1.1×2+0.1952×1.1+0.119×（1.2-0.0489×2）×2+0.0621×0.4×2+0.0718×（1.2-0.0489×2）=0.868㎡
⑤框架外侧表面积Ade
Ade =0.1096×1.1+0.1759×1.1+0.1096×（1.2-0.0489×2）+0.1283×（1.2-0.0489×2）+0.0718×0.4×2+0.0621×（1.2-0.0302×2）=0.70㎡
⑥玻璃板面积Ag
Ag=Aw - Afe=1.8-0.578=1.222㎡
（2）窗框架的传热阻Rf
Uf0 =2.5W/m2.K（查图表所得）
Rf =1/( Uf0 -0.17)=1/(2.5-0.17)=0.43m2.K/W
（3）窗框架的总传热系数Uf
Uf =1/(Rsi×Afi/ Adi)+ Rf+( Rse×Afe/ Ade)
=1/(0.114×0.663/0.868+0.43+0.043×0.578/0.7)
=1.8W/m2.K
（4）窗的传热系数Uw
Uw= AgUg+AfUf + LgΨg/( Ag+ Af)
Lg—玻璃板可视周长=0.871×2+0.902×4+0.294×2+1.099×2=8.136m
Ug—玻璃板的传热系数(中空玻璃6+12A+6) 取值为2.73W/m2.K
Ψg—玻璃板和框架通过衬垫材料的线传热系数取值为0.06W/m2.K
Uw= AgUg+ AfUf +LgΨg/( Ag+ Af)
=(1.222×2.73+ 0.663×1.8+ 8.136×0.06)/（1.222+0.663）
=2.66W/m2.K
