在全球氣候變化和能源危機的大背景下，“雙碳”戰(zhàn)略已成為我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵舉措。建筑行業(yè)作為能源消耗和碳排放的大戶，其節(jié)能減排對于實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)至關(guān)重要。門窗幕墻作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其使用能耗占建筑圍護結(jié)構(gòu)能耗的50%，占建筑總能耗的25%。因此，選擇合適的超低能耗門窗幕墻材料，對于降低建筑能耗、推動建筑行業(yè)綠色發(fā)展具有重要意義。

二、材料概述

（一）玻纖增強聚氨酯

玻纖增強聚氨酯（Glass fiber Reinforced Polyurethane，縮寫為GRPU）是一種高性能復(fù)合材料，由玻璃纖維和聚氨酯樹脂復(fù)合而成。它早期廣泛應(yīng)用于航天航空、高鐵橋梁、石油化工等領(lǐng)域，近年來，隨著建筑節(jié)能要求的不斷提高，開始在門窗幕墻領(lǐng)域嶄露頭角。

（二）鋁合金

鋁合金是以鋁元素為基礎(chǔ)，加入銅、鎂、鋅等合金化元素制成的合金材料。它具有密度低、力學(xué)性能佳、加工性能好、無毒、易回收、導(dǎo)電性、傳熱性及抗腐蝕性能優(yōu)良等特點，在建筑門窗幕墻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

三、性能對比

（一）導(dǎo)熱系數(shù)

導(dǎo)熱系數(shù)是衡量材料保溫隔熱性能的重要指標(biāo)。玻纖增強聚氨酯材料的導(dǎo)熱系數(shù)極低，大約是鋁合金的1/700，僅為0.22 - 0.34W/(m·K)左右。這意味著其隔熱保溫能力非常強，能夠有效減少室內(nèi)外熱量的傳遞。在冬季，可減少室內(nèi)熱量的散失，保持室內(nèi)溫暖，降低取暖能耗；在夏季，能阻擋室外熱量進入室內(nèi)，減少空調(diào)的使用，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

鋁合金門窗的導(dǎo)熱系數(shù)相對較高，斷橋鋁合金通過PA66尼龍隔熱條阻斷熱橋，導(dǎo)熱系數(shù)約為1.8 - 3.5W/(m·K)，雖優(yōu)于普通鋁合金，但隔熱性仍弱于玻纖增強聚氨酯。不過，通過多腔體結(jié)構(gòu)設(shè)計（如忠旺75系列的12道密封），可提升鋁合金門窗的整體保溫效果。

（二）強度

玻纖增強聚氨酯材料具有輕質(zhì)高強的特點，其彎曲強度是鋁合金的5倍，超高的強度使其型材截面比鋁合金小10%。這使得門窗在保證結(jié)構(gòu)強度的前提下，可以實現(xiàn)更纖細(xì)的外觀設(shè)計，增加室內(nèi)的采光面積，提高居家視野，同時也減少了材料的使用量，降低了門窗的自重。

鋁合金具有較高的強度，其密度為2.63 - 2.85g/cm³，有較高的強度（σb為110 - 650MPa），比強度接近高合金鋼，比剛度超過鋼。但在相同結(jié)構(gòu)強度要求下，鋁合金型材的截面尺寸相對較大，這可能會在一定程度上影響門窗的采光和視野。

（三）耐候性

玻纖增強聚氨酯材料具有優(yōu)異的耐候性能，其熱變形溫度在240℃左右，耐高溫性能較好；而耐低溫性能更出色，不會遇冷變脆。同時，它對大部分酸、堿、鹽、有機物，以及海水、潮濕空氣都有很強的抗蝕力，不銹不朽，耐腐蝕性能優(yōu)于鋁合金門窗型材。

鋁合金表面易自然生成一層致密牢固的氧化鋁保護膜，能夠有效抵抗大氣、海水等環(huán)境的腐蝕，但在一些特殊環(huán)境下，如強酸、強堿環(huán)境中，其耐腐蝕性能可能會受到影響。而且，鋁合金在低溫環(huán)境下可能會出現(xiàn)脆性增加的情況。

（四）耐火性

玻纖增強聚氨酯材料以不燃材料玻璃纖維為主要成分，聚氨酯復(fù)材的熔點高達(dá)1000℃以上，具有良好的耐火性能。搭配耐火玻璃，制作的門窗可滿足耐火完整性0.5 - 1.5h的要求，為建筑提供更高的安全保障，同時也符合建筑防火規(guī)范的要求。

鋁合金本身是可燃材料，在火災(zāi)中會迅速熔化，無法滿足耐火要求。因此，鋁合金門窗在需要耐火性能的建筑中，通常需要添加鋼襯等措施來提高其耐火性能，這不僅增加了成本，還可能影響門窗的輕量化設(shè)計。

（五）生產(chǎn)能耗及回收利用

在材料生產(chǎn)過程中，玻纖增強聚氨酯的玻璃纖維制造僅經(jīng)過一次高能耗的熔融過程，而鋁材制造需要電解和多步的熔融加工過程，能耗極大。相比之下，聚氨酯拉擠型材的生產(chǎn)能耗僅為鋁合金的1/60左右，碳排放也僅為鋁合金型材的1/8。

玻纖增強聚氨酯材料具有完整的廢料統(tǒng)一回收體系，回收后的廢料可以研磨制成附框等產(chǎn)品，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，減少了對環(huán)境的影響。鋁合金材料也具有較高的回收價值，回收后經(jīng)過重新熔煉和加工，可以制成新的鋁合金制品，但在回收過程中需要消耗一定的能源。

四、應(yīng)用案例分析

（一）玻纖增強聚氨酯門窗應(yīng)用案例

集韌科技推出的聚氨酯節(jié)能門窗，將玻纖增強聚氨酯復(fù)合材料引入到建筑門窗系統(tǒng)之中。以集韌科技85系列超低能耗窗為例，經(jīng)韓國權(quán)威實驗室檢測，窗戶保溫性能K值可達(dá)0.654(W/m²·K)，真正實現(xiàn)門窗型材“全斷橋”，并獲得德國被動房機構(gòu)PHI認(rèn)證，可同時滿足PHI對于嚴(yán)寒地區(qū)和寒冷地區(qū)的門窗保溫要求，達(dá)到phA等級，可大大降低建筑能耗。同時，比傳統(tǒng)被動房門窗更美觀，安裝更為便捷。

（二）鋁合金門窗應(yīng)用案例

在一些商業(yè)建筑和住宅項目中，斷橋鋁合金門窗得到了廣泛應(yīng)用。例如，忠旺75系列斷橋鋁合金門窗，通過12道密封設(shè)計和多腔體結(jié)構(gòu)，有效提高了門窗的保溫隔熱性能和隔音性能。其抗風(fēng)壓性能、氣密性能和水密性能也達(dá)到了較高的標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足不同地區(qū)的氣候條件和使用需求。

五、結(jié)論與展望

（一）結(jié)論

綜合以上對比分析，在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，玻纖增強聚氨酯材料在保溫隔熱、強度、耐候性、耐火性、生產(chǎn)能耗及回收利用等方面均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，更符合超低能耗建筑門窗幕墻的要求。雖然鋁合金材料在傳統(tǒng)建筑門窗幕墻領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用和成熟的技術(shù)，但在節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的要求下，玻纖增強聚氨酯材料具有更大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（二）展望

隨著技術(shù)的不斷進步和成本的逐漸降低，玻纖增強聚氨酯材料在門窗幕墻領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。未來，應(yīng)進一步加強對玻纖增強聚氨酯材料的研究和開發(fā)，提高其生產(chǎn)工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。同時，應(yīng)加強對玻纖增強聚氨酯門窗幕墻系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計和施工技術(shù)研究，推動其在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和建筑行業(yè)的綠色發(fā)展做出更大的貢獻。

在“雙碳”戰(zhàn)略的推動下，建筑門窗幕墻材料的選擇將更加注重節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。玻纖增強聚氨酯材料作為一種新型的高性能復(fù)合材料，有望成為未來超低能耗建筑門窗幕墻的主流材料，引領(lǐng)建筑行業(yè)向綠色、低碳、高效的方向發(fā)展。