保温节能型充气建筑门窗技术领域
本实用新型属于建筑节能及相关技术。
背景技术
在建筑的保温设计中，近些年来对外墙、屋顶、门窗等都采取了相应的措施，收到
了良好的保温、节能效果。其中外墙、屋顶的保温处理技术上相对容易一些，而对建筑的外
门窗的保温仍属薄弱环节，目前通常采用的方法是采用铝合金或塑钢断热框架的2层或3层
中空玻璃的密闭玻璃门窗，从使用效果看，收到了一定的保温、隔音效果。在北方寒冷地区
也有采用双重门窗，即两套门窗来进一步提高保温的效果。更好保温、隔音效果的还有非金
属断热框架的2层或3层中空玻璃的密闭玻璃门窗，但价格不菲。
根据对建筑的散热量分析，在对外墙和屋顶进行了保温处理后，则门窗热量散失
的问题就凸显出来了，其长期使用能耗约占整个建筑物长期使用能耗的50％以上，即使采
用了铝合金或塑钢断热框架的2层或3层中空玻璃的密闭玻璃门窗，其保温效果也不理想，
特别是在冬季，北方的建筑门窗的热量散失更为突出。在这种情况下，供暖系统或自采暖系
统需提供更多的热量来保证建筑内的温度，即需要更大的能量消耗。这意味着如果能将建
筑门窗的热量散失减到尽可能小，则可达到保温、节能的效果。对于双重窗的应用，虽然可
收到比较好的保温效果，但付出的投资代价也很可观，其另一个缺点是在非取暖季节双重
窗则显得多余，也影响屋内空间的视觉效果。
国内近些年来对建筑门窗的框架材料、玻璃质量、玻璃结构、密封方法等方面的研
究取得了较大进展，提升了建筑门窗的节能水平，但总体上与先进国家相比仍有较大差距，
仍有待于提高，同时就技术创新而言，寻求更实用、有效、经济的保温节能方式也是势在必
行。
纵观建筑门窗节能技术的发展，节能门窗，即保温、隔音、防尘门窗正在向高、精、
尖发展，利用现代技术和材料，高级建筑门窗的节能指标能够达到相当的高度，但其成本也
相当高，高成本显然会制约它的广泛应用。因此，能否在技术上寻求其它方法，包括辅助的
技术来提高保温节能的效果，也是一个值得探索的途径。
建筑门窗的保温性能体现在门窗框的材质及隔热处理方法、玻璃材质及隔热处理
方法、密封材料及密封方法、门窗框与建筑连接处的处理等等，这些因素都影响门窗的保温
效果，特别是正在使用的建筑门窗，随着时间的推移，保温性能会逐渐降低，解决这类问题
亦需要辅助保温节能技术。
关于建筑门窗保温节能辅助技术还未见到公开发行的出版物或公开发表的技术
文献。
发明内容
本实用新型研究开发一种辅助的保温节能技术对建筑门窗进行保温节能，并不涉
及现代门窗的制造技术。
本实用新型的特征是采用现代的弹性PVC或弹性橡胶材料制成充气建筑门窗，对
现有建筑门窗进行辅助保温，目的是对现有建筑门窗存在的热能散失进行有效阻隔，实现
高水平的保温节能。
本实用新型的要点是利用密闭空气具有良好热阻的特点，制成充气建筑门窗，利
用充气建筑门窗密闭空气的阻热及充气建筑门窗与现有建筑门窗之间形成的密闭空气的
阻热作用进行保温隔热，实现保温节能的目的。
本实用新型保温节能型充气建筑门窗是一种辅助保温设施，但保温节能效果比双
重门窗的效果要好，具有改善和提高目前建筑门窗保温效果、投入成本低、使用维护灵活方
便、节能显著等优点。
附图说明
图1是保温节能型充气建筑门窗平面图，图2是剖面图。图中1是保温节能型充气建
筑门窗；2是充气嘴；3是充气装置；4是密封带；5是门窗套；6是现有门窗。
具体实施方式
不同建筑材料的导热系数差别很大，例如泡沫塑料导热系数为0.035W/(m·k)，大
理石导热系数为3.500W/(m·k)，采用导热系数较低的建筑材料作为建筑的保温材料可收
到良好的保温效果，在建筑外墙、屋顶采用泡沫类保温板基本解决了建筑外墙和屋顶的保
温问题。而对于建筑外表门窗的保温，由于存在采光和通风的需要，门窗的玻璃及其框架成
为不可或缺的材料。为克服单层玻璃导热系数高的缺点，多采用双层中空玻璃门窗、三层中
空玻璃门窗等增加建筑外表门窗的保温性能。当采用双层中空玻璃门窗时，由于中间空气
层的阻隔作用，导热系数可大幅度降低。从实际应用的效果看，目前双层中空玻璃门窗、三
层中空玻璃门窗、双重门窗的保温效果居优，特别是双重门窗的保温效果比较好。这几种门
窗保温效果好的原因是均利用了封闭空气环境对热传导的阻碍作用。
从材料的导热理论和实际应用的效果看，材料内部所含空气的多少对材料热性质
的影响很大，这是由于空气的导热系数远小于固体物质的导热系数。常用的普通单层玻璃
导热系数约为2.6W/(m·k)；由双层玻璃组成的中空玻璃，除多一层玻璃外，还有中间空气
层的热阻隔，导热系数可降低至1.3W/(m·k)左右，其保温隔热能力比单层玻璃提高一倍左
右，说明中空玻璃中间的空气层的热阻隔对窗户保温隔热能力起了关键作用；而密闭空气
的导热系数≤0.025W/(m·k)，所以，充分利用密闭空气导热系数低的特点来进行建筑外表
门窗的保温节能是大有可为的。
利用密闭空气导热系数低的原理，本实用新型保温节能型充气建筑门窗采用弹性
PVC或弹性橡胶材料制成充气建筑门窗，作为辅助保温设施，安装在双层中空玻璃门窗或三
层中空玻璃门窗的屋内侧，由于充气建筑门窗自身的密闭空气以及充气建筑门窗与已有固
定门窗之间的密闭空气对内外冷或热的气流形成的良好阻碍作用，可获得良好的保温效
果，与现有设施相比具有实现简单、灵活、方便、投入成本低、节能显著的优点。
采用弹性PVC或弹性橡胶制成各种需要形状的保温节能型充气建筑门窗，弹性PVC
或弹性橡胶有透明的和不透明的两种，透明的应用于要求有采光效果的用途，不透明的用
于对采光无要求的场合。透明的和不透明的保温节能型充气建筑门窗均可以在其表面绘制
各种无色或彩色图案，使之具有装饰的效果。
图1是保温节能型充气建筑门窗应用的一个特例，实际的形状依据建筑门窗内框
的实际尺寸，有方形、矩形、拱形(矩形上部带半圆形)、异形等等，图1是拱形的情况。保温节
能型充气建筑门窗的厚度依环境温度和要达到的保温效果而定，厚度范围为30mm～200mm。
为了达到好的保温效果，保温节能型充气建筑门窗周边附有聚乙烯泡沫密封带[4]，在充气
建筑门窗充气后使其与建筑门窗框密闭接触，实现良好的密封。对于需要换气的门窗，可在
保温节能型充气建筑门窗上设置可开闭的充气通风窗。对于较大面积的门窗，为安装、使
用、存储方便，可将该面积分割成若干部分，制作成组合式保温节能型充气建筑门窗。
保温节能型充气建筑门窗具有安装简单、灵活、方便的特点，可根据四季的需要安
装使用或拆除储存。在北方建筑保温的应用中，冬季可在已有门窗的内框内装设保温节能
型充气建筑门窗，春季时可泄气拆除后储存起来，以备冬季时再次使用。对于夏季需要减少
阳光直晒或西晒，节省空调能源时，装设保温节能型充气建筑门窗也会收到良好的效果。
保温节能型充气建筑门窗带有充气嘴[2]，便于其安装时充气、拆卸时泄气。
为便于使用，保温节能型充气建筑门窗配备充气装置[3]。
保温节能型充气建筑门窗既能起到辅助保温的作用，又具有简单、灵活、方便、投
入成本低、节能显著的优点，可广泛应用于工业建筑、民用建筑门窗的辅助保温节能，特别
适用于冬季北方民居、别墅建筑门窗的辅助保温节能。