李之毅李江巖

節(jié)能減排是我國(guó)的基本國(guó)策，建筑節(jié)能減排又是重中之重，而門窗、幕墻在建筑上的能耗又占約50%的分量，公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) （GB50189-2005）對(duì)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)主要考慮建筑的冬季防寒保溫，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)對(duì)建筑的采暖能耗影響很大，主要考慮單向的傳熱過程，因此在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)的限制要求較高，并提出了具體要求指標(biāo)。因此，很多城市和地區(qū)對(duì)門窗、幕墻提出了高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的地區(qū)要求，而這些要求中重點(diǎn)規(guī)定了傳熱系數(shù)U(K)值的指標(biāo)，這說明了降低門窗、幕墻的傳熱系數(shù)U（K）值，是節(jié)能減排的重要措施，全國(guó)上下都在認(rèn)真貫徹這項(xiàng)基本國(guó)策。

我們知道，熱的傳遞是通過輻射、對(duì)流、傳導(dǎo)三個(gè)途徑，在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)陽(yáng)光充分進(jìn)入室內(nèi)，有利于降低冬季采暖能耗，而對(duì)流和傳導(dǎo)，在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)對(duì)門窗、幕墻防寒保溫來說，都是很主要的因素。因此，公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外窗的氣密性不應(yīng)低于GB7107規(guī)定的4級(jí)和透明幕墻的氣密性不應(yīng)低于GB/T5225規(guī)定的3級(jí)的要求。

為了評(píng)估氣密性的熱損失，我們可作一量的初步計(jì)算，在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)，由于冬季室內(nèi)外溫差大，室外的冷空氣，從窗的縫隙進(jìn)入室內(nèi)，而室內(nèi)的熱空氣從窗縫隙流出室外，引起熱損失：

上式：C——空氣比熱（kj/kg·K）

ρ——空氣密度（千克/米3）

V——漏氣量（米3/米2·秒）

工程上通常采用C×ρ值取1.2kj/m3·K

若氣密性能為4級(jí)的窗，按標(biāo)準(zhǔn)其漏氣量在10Pa壓差下為4.5>q2>1.5m3/m2即其縫隙的熱損失按上式計(jì)算q為0.5至1.5W/m2·K。

這就說明如果窗的U值為2.5W/m2·K時(shí)，其實(shí)際熱損失將在2.5W/m2·K至4.0W/m2·K范圍，若高層建筑壓差更大時(shí)，漏氣量會(huì)更大。

為此筆者對(duì)沈陽(yáng)的冬天作了如下測(cè)量記錄分析，窗為鋁斷橋保溫大固定平開內(nèi)倒窗，其U=3W/m2·K，其數(shù)據(jù)如表：

照片1 照片2

照片3

從表1的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，反推計(jì)算出不結(jié)露時(shí)所需U值，

上式：Tib——窗框、玻璃內(nèi)側(cè)表面溫度

Ti——室內(nèi)溫度

T0——室外溫度

hi——室內(nèi)對(duì)流換熱系數(shù)，按JGJ113-2009標(biāo)準(zhǔn)取8W/m2·K

U——傳熱系數(shù)W/m2·K

先求出室內(nèi)溫度下的水蒸氣分壓P=RH×Ps

上式：Ps——室內(nèi)溫度下的飽和水蒸氣壓

RH——室內(nèi)的相對(duì)濕度

再查表2中飽和水蒸氣壓等于P的溫度取值：

例：表1中序1窗表面不結(jié)露時(shí)的Tib計(jì)算如下

P=0.5×15.47=7.735

查表2 P=7.735為飽和水蒸氣壓時(shí)的溫度

Tib=7.417

則U= （18-7.417） ×8/（18+24） =2.0W/m2·K

從表1序1窗的實(shí)際Tib計(jì)算如下：

Tib=18-3.3× （18+24）/8=18-17.33=0.67℃

表2 不同溫度下的飽和水蒸氣壓Ps(mmhg)

計(jì)算結(jié)果雖然窗表面實(shí)際溫度在零上0.67℃，但由于冷空氣的滲入，故在下框產(chǎn)生結(jié)冰 （見照片1）。

從表1的序7、8可看出，該實(shí)測(cè)表面開始結(jié)露的臨界點(diǎn)U值為3.3W/m2·K，而窗的U值為3W/m2·K，因此雖然窗的傳熱系數(shù)U=3W/m2·K，但實(shí)際上只能達(dá)到3.3W/m2·K，這當(dāng)中就有一個(gè)漏氣的熱損失，如果窗的氣密性指標(biāo)愈大，則熱損失就愈大，這樣窗檢測(cè)出的U值就不能真正反映出保溫效果，如果綜合檢測(cè)窗的結(jié)露點(diǎn)，就能反映出窗的保溫真實(shí)效果，因此，必須重視嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)的門窗、幕墻表面的結(jié)露指標(biāo)，建議門窗、幕墻的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)增加結(jié)露指標(biāo)，實(shí)為提高門窗、幕墻的質(zhì)量和節(jié)能減排效果的一項(xiàng)重要措施。