【摘 要】 建筑門窗是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位,是墻體熱損失的5~6倍。門窗的節(jié)能約占建筑節(jié)能的40%左右,具有極其重要的地位,不可忽視。本文從建筑窗戶的隔熱保溫性、氣密性、雨水滲透性、抗風(fēng)壓性能等角度分析了建筑窗戶的基本性能對(duì)建筑節(jié)能的影響,提出了一些減少窗戶能耗的措施。
【關(guān)鍵詞】 建筑窗戶 節(jié)能 措施
建筑節(jié)能是指節(jié)約采暖供熱、空調(diào)制冷、采光照明以及調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣、濕度、改變居室環(huán)境質(zhì)量的能源消耗,還包括利用太陽(yáng)能、地?zé)幔ㄋ┠茉吹木C合技術(shù)工程。
對(duì)建筑物來(lái)說(shuō),節(jié)能的主要途徑是:減少建筑物外表面積和加強(qiáng)維護(hù)結(jié)構(gòu)保溫,減少傳熱、耗熱量。在減少建筑物總失熱量的前提下,盡量利用太陽(yáng)輻射得到的熱和建筑物內(nèi)部的熱,最終達(dá)到節(jié)約采暖設(shè)備供熱量的目的。建筑門窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分,是建筑物熱交換、熱傳導(dǎo)最活躍、最敏感的部位,是墻體熱損失的5~6倍。門窗的節(jié)能約占建筑節(jié)能的40%左右,具有極其重要的地位,不可忽視。節(jié)能型建筑門窗是指達(dá)到現(xiàn)行節(jié)能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的門窗。換句話說(shuō),即是門窗的保溫隔熱性能(傳熱系數(shù))和空氣滲透性能(氣密性)兩項(xiàng)物理性能指標(biāo)達(dá)到(或高于)所在地區(qū)《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》及其各省、市、區(qū)實(shí)施細(xì)則技術(shù)要求的建筑門窗統(tǒng)稱為節(jié)能門窗。節(jié)能門窗可以是單體的(單層窗)也可以是雙體的(雙層窗),甚至在高緯度嚴(yán)寒地區(qū)可能采用三層窗。
下面就建筑窗戶節(jié)能的問(wèn)題談?wù)剛€(gè)人的幾點(diǎn)看法。
建筑窗戶的基本性能
建筑窗戶的隔熱保溫性能
窗戶的保溫性能是指減少窗戶傳熱,要求窗戶具有一定的熱阻,通常用傳熱系數(shù)K值來(lái)表示,其值越小,保溫性能越好。從規(guī)范中可以看出影響窗戶保溫隔熱性能的主要因素有窗框材料、鑲嵌材料的熱工性能和光的物理性能及窗型等。
建筑窗戶的空氣滲透性(氣密性)
建筑窗戶的氣密性是指空氣通過(guò)窗戶的性能,是表征窗戶等節(jié)能的重要性能指標(biāo)之一。由于窗戶在窗框與窗扇之間都存在縫隙,空氣就會(huì)自由通過(guò)這些縫隙,產(chǎn)生能量損失,因此提高窗戶的氣密性是降低窗戶能耗的重要方法。但在建筑工程中,窗框與窗墻之間的縫隙也需密封,這樣才能提高窗戶的實(shí)際氣密性。
建筑窗戶的雨水滲透性
窗戶的雨水滲透性是指在風(fēng)雨同時(shí)作用下,雨水通過(guò)關(guān)閉外窗的性能,這一性能就是影響窗戶節(jié)能的因素之一。要提高此性能一方面需要提高窗戶的氣密性,另一方面要求窗戶材料本身要有良好的耐水性能。
建筑窗戶的抗風(fēng)壓性能
建筑窗戶的抗風(fēng)壓性能是指窗戶抵抗風(fēng)壓力而產(chǎn)生變形的能力,其性能越好,則抗風(fēng)能力越強(qiáng)。當(dāng)窗戶受風(fēng)壓作用產(chǎn)生變形后,它的空氣滲透性能和雨水的滲透性能就會(huì)大大降低,若變形嚴(yán)重,在窗框與窗扇之間出現(xiàn)縫隙,則會(huì)導(dǎo)致大量空氣對(duì)流,增加能耗,同時(shí)造成雨水滲入室內(nèi),污染或損壞室內(nèi)設(shè)施。因此該性能亦是窗戶的重要性能指標(biāo)。
建筑窗戶的空氣聲隔聲性能
建筑窗戶的空氣聲隔聲性能是指窗戶阻隔聲音傳播的能力,通常用dB來(lái)表示,其值越大,隔聲性能越好,若其性能太差,室外的噪聲將會(huì)大量傳入室內(nèi),影響人們的工作和生活,甚至影響人們的身心健康。窗戶的用材、窗型等對(duì)其隔聲性能影響很大,在常用的木料、塑料和金屬框材中,木材、塑料的隔聲性能優(yōu)于金屬,有空氣間層的中空玻璃、雙層玻璃等也能提高窗的隔聲性能。
如何減少窗戶的能耗,現(xiàn)就下面幾個(gè)方面進(jìn)行探討
1、窗戶節(jié)能宜從改善氣密性入手
提高窗戶的氣密性,減少空氣滲透量。利用加設(shè)密封條的方法是改善窗戶氣密性的重要手段,密封材料采用高效、保溫、隔聲好的彈性材料(比如發(fā)泡的聚氨酯等可膨脹材料)作填充材料,能達(dá)到較好的節(jié)能效果。
然而,在改善氣密性的同時(shí),對(duì)于房間的換氣問(wèn)題亦不能忽視。窗框與墻、窗扇及玻璃之間的縫隙會(huì)產(chǎn)生室內(nèi)外空氣的交換。從建筑節(jié)能的角度講,在滿足室內(nèi)衛(wèi)生換氣條件下,通過(guò)門窗縫隙的空氣滲透量過(guò)大,就會(huì)導(dǎo)致冷、熱耗增加,因此必須控制門窗縫隙的空氣滲透量。在我國(guó)大部分居住建筑沒(méi)有機(jī)械通風(fēng),也尚未設(shè)置居室熱壓換氣系統(tǒng)。以往,室內(nèi)換氣是靠外窗和外門的滲透或開啟時(shí)陣性通風(fēng)。由于室外風(fēng)速是隨機(jī)的,無(wú)風(fēng)或小風(fēng)時(shí),難以滿足換氣要求,而刮大風(fēng)時(shí)室內(nèi)溫濕度便會(huì)急劇降低,因此用窗戶縫滲透滿足房間換氣要求并不是上策,應(yīng)由其它途徑加以解決。在建筑物采用氣密窗或窗戶加設(shè)密封條的情況下,房間設(shè)置可以調(diào)節(jié)的換氣裝置或其它可行的換氣設(shè)施(如設(shè)在窗戶上的換氣小窗或換氣孔或設(shè)在墻上的簡(jiǎn)易節(jié)能的排氣扇等),均能改善室內(nèi)衛(wèi)生條件??傊瑸榱斯?jié)能并創(chuàng)造衛(wèi)生、舒適的室內(nèi)環(huán)境,外窗的氣密性不可忽視。
2、增加建筑外窗鑲嵌部分的熱阻,從窗戶的材質(zhì)與構(gòu)造上進(jìn)行考慮
主要途徑是設(shè)法形成空氣間層,利用靜止空氣層的高熱阻來(lái)減少傳熱損失。雙層窗和單框雙玻窗等都是利用這個(gè)原理而設(shè)計(jì)的。在采用雙層窗時(shí),應(yīng)盡可能提高內(nèi)層窗的氣密性,以阻止室內(nèi)濕空氣進(jìn)入空氣間層;在采用單框雙玻時(shí),需解決好玻璃受污染后的擦洗問(wèn)題。
3、窗框部分注意切斷熱橋
提高了鑲嵌部分的保溫性后,窗框的熱橋問(wèn)題就突出了。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱橋部分應(yīng)采取保溫措施,以保證其內(nèi)表面溫度不低于室內(nèi)空氣露點(diǎn)溫度并減少附加傳熱熱損失。
4、改善窗框的保溫性能
窗框與窗體材料的導(dǎo)熱系數(shù)直接影響到外窗的保溫性能。過(guò)去,絕大部分窗框是木制的,保溫性能比較好。但是隨著技術(shù)的發(fā)展,金屬窗框越來(lái)越多,但這些窗框的傳熱系數(shù)很大,熱損失比較大,應(yīng)采取保溫措施。首先,將薄壁實(shí)腹型材改為空心型材,內(nèi)部形成封閉的空氣層,提高保溫能力。其次,開發(fā)塑料構(gòu)件,已獲得良好的保溫效果。目前工程中應(yīng)用較多的是斷橋鋁合金框、PVC塑鋼窗框。
5、增加窗扇的層數(shù),選擇節(jié)能玻璃品種
窗體散熱面主要是玻璃,而不是窗框,玻璃約占不同類型窗面積的70~90%,窗戶節(jié)能,玻璃是關(guān)鍵。平板玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃、Low-E中空玻璃都有節(jié)能效果,只是節(jié)能程度不同而已。在不同地區(qū)、不同建筑要求窗的功能不一樣,所選用的玻璃應(yīng)根據(jù)實(shí)際的需要而定。
增加窗扇層數(shù)能夠提高窗戶的保溫能力。當(dāng)采用普通雙層窗時(shí),內(nèi)層應(yīng)盡可能嚴(yán)密一下,而外層的窗扇與窗框之間,則不宜過(guò)于嚴(yán)密。因?yàn)槎舅魵饪偸峭ㄟ^(guò)縫隙,由室內(nèi)向室外擴(kuò)散,如果內(nèi)層不嚴(yán)密而外層嚴(yán),則水蒸氣進(jìn)入雙層窗之間看空氣層后,就會(huì)排不出去,從而在外層玻璃內(nèi)表面上大量結(jié)露,其后果是嚴(yán)重降低天然光效果。
窗戶是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開口部分,是阻隔外界氣候侵?jǐn)_的基本屏障。窗戶除了要滿足視覺(jué)的聯(lián)系、采光、通風(fēng)、日照及建筑造型等功能要求外,作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分應(yīng)該同樣具有保溫隔熱,得熱或散熱的作用。因此,建筑設(shè)計(jì)中對(duì)窗戶的大小、形式、材料和構(gòu)造設(shè)計(jì)不僅要滿足以上功能性要求,還要最大限度地滿足建筑節(jié)能的要求,以取得整體的最佳效果。