建筑门窗节能特性分析

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　　【摘 要】文章对建筑节能门窗的选用问题进行了具体分析。
　　【关键词】建筑节能；门窗；选用
　　
　　1 引言
　　建筑节能是指节约采暖供热、空调制冷、采光照明以及调节室内空气、湿度、改变居室环境质量的能源消耗，还包括利用太阳能、地热（水）能源的综合技术工程。
　　广泛提到的节能目标50%，是指按现行标准进行的建筑节能设计或改造，在保证相同的室内环境参数条件下，与未采取节能措施前相比，全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗应减少50%.一般按照相应的标准规范作了设计，设计的各项数据均达到了规范标准要求（并非单指门窗），都能保证项目达到50%的节能目标。
　　节能50%的目标是针对建筑总能耗的综合指标，它需要根据建筑物的具体情况进行综合考虑，对门窗、空调、照明、采暖等的节能控制，需要综合测算与设计。采用了节能型的门窗并不表明建筑就达到了建筑的节能要求，而没有选用节能型的门窗也并不一定表明它没有达到节能的目标要求。
　　2 科学选用建筑窗墙面积比
　　近段时间媒体上有“大开窗中看不节能”“飘窗玻璃幕是能源杀手”、“限制使用落地门窗”等标题和字眼，大有将建筑不节能归罪于建筑门窗的势头，这种宣传对建筑门窗来讲是很不公平的，也是有害的。建筑门窗对节能有影响，但不是全部。不能因此而抹杀它提高居住舒适度、美化城市、表现现代建筑艺术的功用。增大开窗在春秋季节恰好可以增加通风量，是减少建筑能耗的一种很好的方式，也是节能的做法。
　　造成上述问题的原因是在标准中都采用了“窗墙比”的概念。仅从字面上理解很容易产生歧义。
　　为了避免开窗面积过大影响建筑能耗，在建筑节能的相关标准中，对建筑物的开窗作了要求，即窗墙面积比。其含义为：整栋建筑外墙面上的窗及阳台门的透明部分的总面积与整栋建筑的外墙面的总面积（包括其上的窗及阳台门的透明部分面积）之比。这里窗的面积强调的是透明部分的面积，即具有采光功能部分窗的面积，如果开窗的背面设有墙体或遮挡不应计入窗面积。
　　目前居住建筑项目的设计大都是能满足规范规定的窗墙面积比要求的，因为楼板即楼板下梁的面积，以及分户墙部位的非透明面积，加上消防要求的一些隔墙等的面积都是计入墙体部分的。正确地理解窗墙面积比的真正含义后，建筑师们在进行建筑设计以及地产商在选择方案时，大可不必为窗墙面积比的问题，而减少对建筑美感的追求。广大的居民们也大可不必因为建筑采用了多一点的玻璃窗就下建筑不节能的结论。
　　3 处理好建筑节能的气候环境的差异
　　保温和隔热都是阻止热量传递的方式，也是门窗节能的关键指标，但两者却是有着很大的差别。保温是指外窗在冬季温差较大（一般为大于10℃）条件下，阻止室内向室外的温差传热；隔热是指外窗在夏季隔离太阳辐射得热和阻止室外向室内的温差（一般为小于10℃）传热，其中太阳辐射得热远大于因温差而产生的得热。
　　我国幅员广阔，南北方、东西部地理气候环境差异很大。北方寒冷地区，低温天气时间长，建筑能耗中采暖耗能大，外窗的保温是关键，该地区节能窗的重点是保温性能。南部夏热冬暖地区，制冷时间长，采取遮阳措施减少太阳辐射得热则是该地区节能窗的关键。而中部大多为夏热冬暖地区，采暖期与制冷期相对均衡，节能窗既要考虑冬季的保温，又要兼顾夏季的隔热。因而从气候条件对建筑门窗节能的不同要求来看，节能窗产品可分为三种，一种是保温型的节能窗产品，一种是隔热型的节能窗产品，还有一种是兼顾保温与隔热的保温隔热型的节能窗产品。
　　4 隔热型窗的节能特性分析
　　隔热包含了隔离辐射得热和阻止温差传热两方面的内容，其性能指标也有两个：遮阳系数SD反映其辐射得热；传热系数K则反映了其温差传热。隔热性能指标以遮阳系数SD和传热系数K进行共同评价。有些地方由于辐射得热量较温差传热得热量大得多，隔热性能评价遮阳系数SD显得更重要些。在选用节能窗时，我们不仅要看传热系数K值，更要看其遮阳系数SD值。
　　玻璃的遮阳系数（Sc）：以在一定条件下透过3mm厚普通透明玻璃的太阳辐射总量为基础，将在相同条件下透过其他玻璃的太阳辐射总量与这个基础相比，得到的比值。因外窗的玻璃面积远大于窗框面积，建筑外窗的遮阳系数一般取玻璃的遮阳系数，如果外窗有外遮阳时，其遮阳系数为外遮阳的遮阳系数与玻璃的遮阳系数的乘积。遮阳系数越小，反映其隔热性能越好。
　　传热系数K值，是指在稳定传热条件下，围护结构两侧空气温差为1度，1小时内通过1平方米面积传递的热量，单位是瓦/平方米。度[W/（m2.K）]，围护结构的传热系数K值愈小，保温性能愈好。对于门窗来讲，应是玻璃与窗框等的综合传热系数。传热系数可以通过近似的计算，也可进行实验室试验实测。
　　5 建筑节能门窗的经济性分析
　　建筑节能的基本原则，是尽可能利用自然条件，采用最小的技术手段和投入，在保证获得适宜的室内热环境的前提下，得到最大的节能降耗效果。显然，节能的投入还要讲究经济性。
　　提高窗的节能特性首先应该从玻璃着手，其次是窗的密封性与窗框的问题。具体分析如下：
　　选用隔热型（遮阳系数小）的建筑玻璃。如热反射镀膜玻璃（又称阳光控制镀膜玻璃），能透过可见光，而又能将40%～80%的太阳辐射热阻隔在室外。热反射镀膜中空玻璃，遮阳型的LOW-E中空玻璃等都有较好的遮阳效果。所以如果仅选用普通的中空玻璃，仅就隔热来讲其效果还不如单层热反射镀膜玻璃。
　　提高外窗的密封性能，应选用好的窗型、门窗配件等。如平开窗气密性相对较好，选用推拉窗应注意选用密封效果较好的产品，如选用胶条密封而不选用毛条。
　　提高窗框的隔热性能。一方面减少窗框的外露面积，另一方面选用合适的材料和浅色的窗框材料。铝合金型材对紫外线、可见光、红外线有很好的反射能力，其表面的反射能力与表面状态和颜色有关，对热辐射的反射能力最高可达90%，这对于阻隔太阳辐射热是很有利的。PVC塑料窗和塑钢窗，其材质特性有利于隔热，但其强度、耐久性、防火及防雷等都不及铝合金材料，因而并不是节能型外窗的理想产品。
　　上面仅从窗本身节能的角度进行的分析，从减少窗得热的其他节能措施对节能效果与经济性方面也很关键，如遮阳与自然通风。
　　选择合适的建筑开窗朝向，增加外窗的遮阳是减少开窗得热的最直接有效的手段。根据太阳高度角和方位角的变化规律，建筑的南向开窗夏季可以减少太阳辐射得热，冬季可以增加太阳辐射得热，是最有利的建筑朝向。对于无法选择合适朝向的开窗，应进行遮阳考虑，应该优先考虑外遮阳，采用内遮阳时，应选择浅色窗帘。
　　6 建筑节能特性分析
　　在强大的节能宣传力度下，对门窗产品提出节能要求的同时，往往容易让人们顾此失彼，忽视门窗的一些基本的技术特性。门窗的节能特性只是其众多特性之一，还有抗风压性能、水密性能、气密性能、隔声性能、防雷性能等。如果没有了安全可靠性，再好的节能窗也失去了意义。
　　外窗的加工组装精度，施工质量也是节能窗达到预期节能效果的另一重要环节，这也是设计数据与工程实际数据产生差异之关键所在。因此，节能能否落到实处，细节不容忽视。

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