董柯君
【摘??要】在我國的嚴寒和寒冷地區(qū),冬季的平均氣溫一般都在-10℃以下,嚴寒地區(qū)最低氣溫甚至可以達到-40℃,氣候非常寒冷。因此這些地區(qū)對建筑的保溫性能要求較高。而在建筑中,由于門窗經(jīng)常處于開合狀態(tài),因此門窗部位是熱量散失的主要通道。?為此,加強對門窗的節(jié)能設(shè)計,以盡量減少門窗損耗就顯得很有必要。現(xiàn)本文就從不同的角度對嚴寒和寒冷地區(qū)建筑門窗的節(jié)能設(shè)計進行研究探討。
【關(guān)鍵詞】寒冷地區(qū);建筑門窗;節(jié)能設(shè)計
一般來講,建筑外圍護結(jié)構(gòu)的30%-50%都是門窗結(jié)構(gòu),因此在建筑節(jié)能設(shè)計中門窗結(jié)構(gòu)還是有很大節(jié)能空間的,尤其是在嚴寒和寒冷地區(qū),良好科學(xué)的門窗設(shè)計更是能夠產(chǎn)生很大的節(jié)能效益。以下筆者就通過分析影響嚴寒地區(qū)建筑保溫性能的主要因素,來談?wù)勂溟T窗節(jié)能設(shè)計措施。
1、影響嚴寒和寒冷地區(qū)保溫性能的因素分析
在我國,嚴寒和寒冷地區(qū)主要分布在東北、內(nèi)蒙和西部部分地區(qū),這些地區(qū)在冬季室內(nèi)外溫差非常大,往往會使得室內(nèi)外氣溫的臨界結(jié)構(gòu)——門窗結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形情況,從而影響門窗的保溫性能。具體來講,影響嚴寒地區(qū)建筑門窗保溫性能的主要因素有五點,分別是門窗上的玻璃的熱輻射能力、門窗框材料的熱輻射能力及其變形程度、門窗框扇和玻璃之間的滲透所形成的熱量損失、門窗框和窗扇之間的滲透所形成的熱量損失、門窗框和墻體之間的滲透所形成的熱量損失。為此,在對嚴寒和寒冷地區(qū)的建筑門窗進行節(jié)能設(shè)計時,應(yīng)該從這五方面入手進行合理設(shè)計,以達到降低門窗熱量損失的節(jié)能目的。
2、嚴寒和寒冷地區(qū)建筑門窗節(jié)能設(shè)計措施
2.1合理選擇門窗用玻璃
在寒冷的地區(qū)的冬季,為了充分利用太陽能,往往會采用大面積的玻璃窗來吸收更多熱量。但是在吸收太陽輻射出的熱量的同時,還要注意玻璃的保溫性能。因此要求建筑門窗所選用的玻璃應(yīng)該是高透光且高保溫性能的玻璃,一般多采用中空玻璃。中空玻璃的節(jié)能原理是對中空玻璃輻射傳遞、傳導(dǎo)傳遞、對流傳遞的三種方式的能量傳遞過程進行控制,實現(xiàn)節(jié)能。輻射傳遞占整個能量傳遞的約60%,其數(shù)值取決于兩片玻璃內(nèi)表面的溫度差和間隔層氣體的輻射率;傳導(dǎo)傳遞占整個能量傳遞的約37%,其數(shù)值取決于玻璃氣體間隔層的厚度和玻璃板面尺寸的大小;對流傳遞占整個能量傳遞的約3%,其數(shù)值取決于玻璃氣體間隔層的厚度和溫度。因此,應(yīng)該合理選擇中空玻璃基片玻璃的厚度,適當(dāng)加大中空玻璃的板面尺寸,選用合理中空玻璃密封系統(tǒng),以保證中空玻璃的整體節(jié)能性能。
2.2門窗用型材的選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計
由于嚴寒或者是寒冷地區(qū)對于門窗提出較高的要求,因此,在門窗材質(zhì)選擇的過程中應(yīng)該根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂虻奶攸c來選擇相對優(yōu)質(zhì)的門窗。其中,最基本的就是要保證門窗的強度要達到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),而且導(dǎo)熱系數(shù)不能過高,一般來說玻璃纖維型材是首選。因為玻璃鋼型材和其他的材質(zhì)相比具有較多的優(yōu)點,其中其質(zhì)地較輕,拉伸強度大是其最主要的優(yōu)勢所在。和鋁合金或者其他的材料相比,性能要高出2-4倍。在安裝的過程中不需要更多的施工程序就可以達到抗壓的效果,而且這種材質(zhì)不易出現(xiàn)變形或者是折斷的現(xiàn)象,和寒冷地區(qū)的氣候特點相符合,提高了門窗的整體性能。這種玻璃鋼型材可以對寒冷地區(qū)的溫差情況進行抵制,避免出現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象,因此,在門窗材料市場中得到了有效地推廣,并且受到了相關(guān)技術(shù)人員的高度青睞。
2.3門窗玻璃周邊的密封及結(jié)構(gòu)設(shè)計
對于寒冷和嚴寒地區(qū)來說,進行門窗玻璃的周邊密封也是一個重要的環(huán)節(jié)。如果設(shè)計不科學(xué)就會出現(xiàn)嚴重的結(jié)霜問題,主要是由于這種材料的框邊材料不合理或者是密封效果達不到標(biāo)準(zhǔn)。因此,要根據(jù)門窗玻璃的基本構(gòu)成情況來采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p少對流的防熱損失。其中,中空的玻璃需要采用暖邊多道的密封形式來進行。三元乙丙包條的結(jié)構(gòu)應(yīng)該得以有效地應(yīng)用,不僅能夠?qū)錈峥諝獾慕粨Q和滲透進行阻斷,還能保證玻璃材料和窗框之間的緊密接觸,避免出現(xiàn)玻璃的損壞問題。只有保證玻璃型材結(jié)構(gòu)周邊的密封性,才能從根本上保證玻璃窗的使用壽命,有效地抵制寒冷或者是嚴寒地區(qū)的嚴寒。因此,設(shè)計人員要對三元乙丙密封條的結(jié)構(gòu)以及使用功能進行詳細地了解,才能在實際的工作中有效地應(yīng)用。
2.4門窗開啟扇的密封與結(jié)構(gòu)
開啟窗的主要作用就是保證室內(nèi)的通風(fēng)和換氣,因此,要保證其靈活性和自由性。但是由于寒冷地區(qū)的氣候特點具有一定的特殊性,因此需要保證開啟窗的密封。門窗的保溫性能由其自身的傳熱系數(shù)決定,要在關(guān)閉的狀態(tài)下做到無滲漏。為了做到這一點,就需要對門窗的氣密性加以重視,保證開啟窗和窗框之間設(shè)計的合理性,做好密封工作。一般情況下,要應(yīng)用室外的密封膠條,中間的等壓膠條以及室內(nèi)的側(cè)密封膠條三個結(jié)構(gòu)的共同作用。開啟窗和窗框之間通常采用的是臺階式結(jié)構(gòu),可以有效地增加氣流流動的阻力,隔斷氣流的進入通道。保證開啟窗的密封性。不僅如此,還能保證其保溫性、氣密性以及持久性。由于開啟窗結(jié)構(gòu)在整個建筑門窗的應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用,所以其密封程度應(yīng)該受到設(shè)計人員的高度重視,為建筑門窗的節(jié)能性設(shè)計奠定堅實的基礎(chǔ)。
2.5門窗與建筑墻體的連接與密封設(shè)計
安裝密封構(gòu)造設(shè)計中最關(guān)鍵點是保溫與防水,窗框與墻體之間采用了低K值、高密閉、粘接強、具有彈性變形能力的聚氨脂發(fā)泡膠保溫結(jié)構(gòu),保證了窗框與墻體間的保溫性能;內(nèi)外側(cè)密封膠和有效的排水,形成堵排結(jié)合的防水結(jié)構(gòu);經(jīng)計算的接縫寬度和較高位移能力的密封膠使用,保證窗與墻體之間有良好的接縫處理和彈性連接。安裝所用材料盡量選用線膨脹系數(shù)相近的材料,這樣才不會因熱脹冷縮使不同材料產(chǎn)生不相同的位移,而出現(xiàn)墻體與窗框之間裂縫,導(dǎo)致冷空氣浸入室內(nèi)。
3、結(jié)束語
總之,在嚴寒和寒冷地區(qū),建筑門窗節(jié)能設(shè)計的好壞會對建筑的整體保溫性能產(chǎn)生直接影響,而影響門窗保溫性能的因素又主要有五點,因此在進行門窗設(shè)計時一定要從這五點出發(fā),利用性能更加優(yōu)良的材料,以保證建筑的保溫性能,減少門窗的熱量損失。
參考文獻
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