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节能建筑中怎样提高门窗的保温隔热性能

2020-01-08

传统建筑中,通过窗的传热量占建筑总能耗20%以上;节能建筑中,墙体采用保温材料热阻增大以后,窗的热损失占建筑总能耗的比例更大。导致门窗能量损失的原因是门窗与周围环境进行的热交换,其过程包括:通过玻璃进入建筑的太阳辐射的热量;通过玻璃的传热损失;通过窗格与窗框的热损失;窗洞口热桥造成的热损失;缝隙冷风渗透造成的热损失。 

  据了解,影响门窗热量损耗大小的因素很多,主要有以下几方面:门窗的传热系数。门窗的传热系数是指在单位时间内通过单位面积的传热量。传热系数越大,则在冬季通过门窗的热量损失就越大。门窗的传热系数又与门窗的材料、类型有关。门窗的气密性。门窗的气密性是指在门窗关闭状态下,阻止空气渗透的能力。门窗气密性等级的高低,对热量的损失影响极大,室外风力变化会对室温产生不利的影响,气密性等级越高,则热量损失就越少,对室温的影响也越小。窗墙比系数与朝向。窗墙比例是指外窗的面积与外墙面积之比。通常门窗的传热热阻比墙体的传热热阻要小得多,因此,建筑的冷、热耗量随窗墙面积比的增加而增加。作为建筑节能的一项措施,要求在满足采光通风的条件下确定适宜的窗墙比。一般而言,不同朝向的太阳辐射强度和日照率不同,窗户所获得的太阳辐射热也不相同。门窗节能途径主要是保温隔热。其措施包括:提高门窗的保温性能;提高门窗的隔热性能,提高门窗的气密性。

  选择节能窗型。窗型是影响节能性能的重要要素。推拉窗的节能效果差,而平开窗和固定窗的节能效果优越。推拉窗在窗框下滑轨来回滑动,上部有较大的空间,下部有滑轮间的空隙,窗扇上下形成明显的对流交换,热冷空气的对流形成较大的热损失,此时,不论采用何种隔热型材作窗框都达不到节能效果。平开窗的窗扇和窗框间一般有橡胶密封压条,在窗扇关闭后,密封橡胶压条压得很紧,几乎没有空隙,很难形成对流,热量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的热传导、辐射散热和窗扇与窗框接触位置的空气掺漏,以及窗框与墙体之间的空气渗漏等。固定窗由于窗框嵌在墙体内,玻璃直接安装在窗框上,玻璃和窗框已采用胶条或者密封胶密封,空气很难通过密封胶形成对流,很难造成热损失。在固定窗上,玻璃和窗框热传导为主要热损失的来源,如果在玻璃上采取有效措施,就可以大大提高节能效果。因此,从结构上讲,固定窗是最节能的窗型。

  设计合理的窗扇比和朝向。一般来说,窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数,因此,采暖耗能热量随着窗墙比例的增加而增加。在采光和通风允许的条件下,控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效,即窗墙面积比设计越小,热量损耗就越小,节能效果越佳。热量损耗还与外窗的朝向有关,南、北朝向的太阳辐射强度和日照率高,窗户所获得的太阳辐射热多。在《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》中,虽对窗墙面积比和朝向做了有选择性的规定,但还应结合各地的具体情况进行适当调整。有专家提出:考虑到起居室在北向时的采光需要,南、北向的窗墙面积比可取0.3;考虑到目前一些塔式住宅的情况,东、西向的窗墙面积比可取0.35;考虑到南向出现落地窗、凸窗的机会较多,南向的窗墙面积比可取0.45。这样虽然增大了南向外窗的面积,但可充分利用太阳能的辐射热降低采暖能耗,实现既有宽敞明亮的视野又不浪费能源的目的。


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