在全球氣候變化和能源危機的大背景下，“雙碳”戰略已成為我國實現可持續發展的關鍵舉措。建筑行業作為能源消耗和碳排放的大戶，其節能減排對于實現“雙碳”目標至關重要。門窗幕墻作為建筑外圍護結構的重要組成部分，其使用能耗占建筑圍護結構能耗的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、推動建筑行業綠色發展具有重要意義。

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）是一種高性能復合材料，由玻璃纖維和聚氨酯樹脂復合而成。它早期廣泛應用于航天航空、高鐵橋梁、石油化工等領域，近年來，隨著建筑節能要求的不斷提高，開始在門窗幕墻領域嶄露頭角。

（二）鋁合金

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

三、性能對比

（一）導熱系數

導熱系數是衡量材料保溫隔熱性能的重要指標。玻纖增強聚氨酯材料的導熱系數極低，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，能夠有效減少室內外熱量的傳遞。在冬季，可減少室內熱量的散失，保持室內溫暖，降低取暖能耗；在夏季，能阻擋室外熱量進入室內，減少空調的使用，從而達到節能的目的。

鋁合金門窗的導熱系數相對較高，斷橋鋁合金通過PA66尼龍隔熱條阻斷熱橋，導熱系數約為1.8 - 3.5W/(m·K)，雖優于普通鋁合金，但隔熱性仍弱于玻纖增強聚氨酯。不過，通過多腔體結構設計（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構強度的前提下，可以實現更纖細的外觀設計，增加室內的采光面積，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。但在相同結構強度要求下，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、海水等環境的腐蝕，但在一些特殊環境下，如強酸、強堿環境中，其耐腐蝕性能可能會受到影響。而且，鋁合金在低溫環境下可能會出現脆性增加的情況。

（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，聚氨酯復材的熔點高達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范的要求。

鋁合金本身是可燃材料，在火災中會迅速熔化，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計。

（五）生產能耗及回收利用

在材料生產過程中，玻纖增強聚氨酯的玻璃纖維制造僅經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一回收體系，回收后的廢料可以研磨制成附框等產品，實現資源的循環利用，減少了對環境的影響。鋁合金材料也具有較高的回收價值，回收后經過重新熔煉和加工，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、應用案例分析

（一）玻纖增強聚氨酯門窗應用案例

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

（二）鋁合金門窗應用案例

在一些商業建筑和住宅項目中，斷橋鋁合金門窗得到了廣泛應用。例如，忠旺75系列斷橋鋁合金門窗，通過12道密封設計和多腔體結構，有效提高了門窗的保溫隔熱性能和隔音性能。其抗風壓性能、氣密性能和水密性能也達到了較高的標準，能夠滿足不同地區的氣候條件和使用需求。

五、結論與展望

（一）結論

綜合以上對比分析，在“雙碳”戰略背景下，玻纖增強聚氨酯材料在保溫隔熱、強度、耐候性、耐火性、生產能耗及回收利用等方面均表現出明顯的優勢，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建筑門窗幕墻領域有著廣泛的應用和成熟的技術，但在節能減排和可持續發展的要求下，玻纖增強聚氨酯材料具有更大的發展潛力。

（二）展望

隨著技術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域的應用前景將更加廣闊。未來，應進一步加強對玻纖增強聚氨酯材料的研究和開發，提高其生產工藝水平和產品質量，降低生產成本。同時，應加強對玻纖增強聚氨酯門窗幕墻系統的標準化設計和施工技術研究，推動其在建筑行業的廣泛應用，為實現“雙碳”目標和建筑行業的綠色發展做出更大的貢獻。

在“雙碳”戰略的推動下，建筑門窗幕墻材料的選擇將更加注重節能環保和可持續發展。玻纖增強聚氨酯材料作為一種新型的高性能復合材料，有望成為未來超低能耗建筑門窗幕墻的主流材料，引領建筑行業向綠色、低碳、高效的方向發展。