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分析建筑門(mén)窗節(jié)能關(guān)鍵性技術(shù)措施

2014年09月03日 17:43:05人氣:2219來(lái)源:北京時(shí)代新天測(cè)控技術(shù)有限公司

  選擇合適的朝向和窗墻面積比,減少太陽(yáng)輻射傳熱根據(jù)太陽(yáng)高度角和方位角的變化規(guī)律,建筑的南向開(kāi)窗夏季可以減少太陽(yáng)輻射得熱,冬季可以增加太陽(yáng)輻射得熱,是有利的建筑朝向。比如:我們所處的地方(蘇州)夏季的主導(dǎo)風(fēng)為東南風(fēng),東南向建筑有利于自然通風(fēng),而太陽(yáng)輻射得熱又不是很強(qiáng),所以在蘇州,東南朝向是推薦朝向。
  
  為了避免開(kāi)窗面積過(guò)大影響建筑能耗,在建筑節(jié)能的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)建筑物的開(kāi)窗作了要求,即窗墻面積比。其含義為:整棟建筑外墻面上的窗及陽(yáng)臺(tái)門(mén)的透明部分的總面積與整棟建筑的外墻面的總面積之比。這里窗的面積強(qiáng)調(diào)的是透明部分的面積,即具有采光功能部分窗的面積,假如開(kāi)窗的背面設(shè)有墻體或遮擋不應(yīng)計(jì)入窗面積。
  
  通常窗戶(hù)的傳熱熱阻比墻體的傳熱熱阻要小得多,因此,建筑的冷、熱耗量隨窗墻面積比的增加而增加,相反,窗墻面積比設(shè)計(jì)越小,熱量損耗就越小,節(jié)能效果越佳。一般而言,不同朝向的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和日照率不同,窗戶(hù)所獲得的太陽(yáng)輻射熱也不相同,南、北朝向的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度和日照率高,窗戶(hù)所獲得的太陽(yáng)輻射熱多。GB50176-1993《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定采暖居住建筑當(dāng)墻體按小傳熱阻設(shè)計(jì)時(shí),各朝向窗墻面積比為:北向不大于0.20;東、西向不大于0.25(單層窗)或0.30(雙層窗);南向不大于2、選用適宜的窗型,減少熱量對(duì)流
  
  門(mén)窗窗型是影響節(jié)能性能的*要素。常用窗型一般為推拉窗、平開(kāi)窗,推拉窗的節(jié)能效果差,而平開(kāi)窗的節(jié)能效果*。推拉窗在窗框下滑軌來(lái)回滑動(dòng),上部有較大的空間,下部有滑輪間的空隙,窗扇上下形成明顯的對(duì)流交換,熱冷空氣的對(duì)流形成較大的熱損失,此時(shí),不論采用何種隔熱型材作窗框都達(dá)不到節(jié)能效果。
  
  平開(kāi)窗的窗扇和窗框間一般有橡膠密封壓條,在窗扇關(guān)閉后,密封橡膠壓條壓得很緊,幾乎沒(méi)有空隙,很難形成對(duì)流,熱量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的熱傳導(dǎo)、輻射散熱和窗扇與窗框接觸位置的空氣摻漏,以及窗框與墻體之間的空氣滲漏等。
  
  通常,平開(kāi)窗保溫性能要高于推拉窗20%左右,因?yàn)榇皯?hù)的冷風(fēng)滲透耗熱量在整窗耗熱量中占有一定比例(約10%~30%),而平開(kāi)窗氣密性要高于推拉窗1~2個(gè)等級(jí),所以,從節(jié)能角度考慮,應(yīng)盡量選用平開(kāi)窗。
  
  3、合理選用中空玻璃,控制輻射熱量
  
  在窗戶(hù)中,玻璃面積占窗戶(hù)面積的65%~75%,它主要是通過(guò)熱輻射使得能量的損耗,所以我們?cè)谶x擇建筑門(mén)窗玻璃時(shí),就得合理的選擇玻璃,來(lái)控制通過(guò)門(mén)窗的輻射傳熱,從而保證整體建筑的節(jié)能效果。
  
  玻璃節(jié)能以傳熱系數(shù)考核,傳熱系數(shù)越小,保溫性能越好,節(jié)能越高;傳熱系數(shù)越大,保溫性能越差,節(jié)能越低。各種不同的玻璃具有不同的傳熱性能,如表1所示:表1常見(jiàn)玻璃的傳熱系數(shù)(W/㎡。K)表1常見(jiàn)玻璃的傳熱系數(shù)(W/㎡。K)中空玻璃是指兩片或多片平板玻璃其周邊用間隔框分開(kāi),并用密封膠密封,使玻璃層間形成有干燥氣體空間的產(chǎn)品。由于在兩片玻璃之間形成了一定的厚度并被限制了流動(dòng)的空氣或其他氣體層從而減少了玻璃的對(duì)流和傳導(dǎo)傳熱,因此,它具有較好的隔熱能力。
  
  低輻射玻璃(又稱(chēng)Low-E玻璃)具有良好的光譜選擇性,在大量通過(guò)可見(jiàn)光的基礎(chǔ)上,能阻擋相當(dāng)部分的紅外線(xiàn)進(jìn)入室內(nèi),特別是遠(yuǎn)紅外線(xiàn)幾乎*被其反射回去而不透過(guò)玻璃,既保持了光線(xiàn)高透過(guò)率,又在很大程度上減少室內(nèi)熱負(fù)荷,能夠阻斷熱量通過(guò)玻璃的傳輸,具有良好的節(jié)能的效果。
  
  由LOW-E玻璃組合而成的中空產(chǎn)品,其阻熱性能可以比普通中空玻璃提高一到二倍以上,具有的陽(yáng)光控制和熱控能力。在炎熱的夏季室外溫度高于室內(nèi)溫度,LOW-E中空玻璃可以防止室外熱量輻射到室內(nèi),在寒冷的冬季由于室內(nèi)溫度比室外溫度高,LOW-E中空玻璃可以防止室內(nèi)溫度向室外輻射,并防止溫度的擴(kuò)散損失。LOW-E中空玻璃良好的隔熱作用,使之成為節(jié)能門(mén)窗玻璃為理想的選擇。
  
  4、選用合適的窗框材料,降低熱量傳導(dǎo)
  
  窗用型材約占外窗洞口面積的15%~30%,是建筑外窗中能量流失的另一個(gè)薄弱環(huán)節(jié),通過(guò)窗框的熱損失在窗戶(hù)的總熱損失中占有一定的比例,因此,窗用型材的選用也是至關(guān)重要的。窗框材料的導(dǎo)熱系數(shù)決定門(mén)窗不同的能耗,導(dǎo)熱系數(shù)越大,傳熱能力越強(qiáng),能耗越大。我國(guó)常用的窗框材料有鋁合金、PVC塑料、鋼材、斷熱鋁合金等,表2列出了4種窗框材料的導(dǎo)熱系數(shù)。
  
  由表可知,PVC塑料材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)低,有利于隔熱,但其強(qiáng)度、耐久性、防火等都不及鋁合金材料,況從環(huán)保的角度考慮,塑料型材在鋸切時(shí)會(huì)放出毒煙霧,火災(zāi)時(shí)放出有毒氣體“二惡英”,屬于不環(huán)保產(chǎn)品,不推薦使用。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)非常大,熱傳導(dǎo)很快,不利于節(jié)能。鋁合金型材對(duì)紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紅外線(xiàn)有很好的反射能力,其表面的反射能力與表面狀態(tài)和顏色有關(guān),對(duì)熱輻射的反射能力高可達(dá)90%,這對(duì)于阻隔太陽(yáng)輻射熱是很有利的,但鋁合金的導(dǎo)熱性能很高,也不利于節(jié)能。
  
  為避開(kāi)鋁合金自身的不足,開(kāi)發(fā)了斷熱鋁合金型材,斷熱鋁合金型材的原理是在鋁中間穿入隔熱條,將鋁型材斷開(kāi)形成斷橋,有效阻止熱量的傳導(dǎo),它不僅保留了鋁型材的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也大大降低了鋁型材傳熱系數(shù),節(jié)能效果比較好,是門(mén)窗節(jié)能的佳選擇。
  
  隔熱型材的生產(chǎn)方式主要有兩種,一種是采用隔熱條材料與鋁型材,通過(guò)機(jī)械開(kāi)齒、穿條、滾壓等工序形成“隔熱橋”,稱(chēng)為隔熱型材“穿條式”;另一種是把隔熱材料澆注入鋁合金型材的隔熱腔體內(nèi),經(jīng)過(guò)固化,去除斷橋金屬等工序形成“隔熱橋”,稱(chēng)為“澆注式”隔熱型材。隔熱型材的內(nèi)外兩面,可以是不同斷面的型材,也可以是不同表面處理方式的不同顏色型材。
  
  但受地域,氣候的影響,避免因隔熱材料和鋁型材的線(xiàn)膨脹系數(shù)的差距很大,在熱脹冷縮時(shí)二者之間產(chǎn)生較大應(yīng)力和間隙;同時(shí)隔熱材料和鋁型材組合成一體,在門(mén)窗上,同樣和鋁材一樣受力。因此,要求隔熱材料還必須有與鋁合金型材相接近的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度,膨脹系數(shù)和彈性模量,否則就會(huì)使隔熱橋遭到斷開(kāi)和破壞。
  
  5、提高門(mén)窗的密閉性,減少空氣對(duì)流傳熱
  
  門(mén)窗的氣密性是指在門(mén)窗關(guān)閉狀態(tài)下,阻止空氣滲透的能力。門(mén)窗氣密性等級(jí)的高低,對(duì)熱量的損失影響極大,室外風(fēng)力變化會(huì)對(duì)室溫產(chǎn)生不利的影響,氣密性等級(jí)越高,則熱量損失就越少,對(duì)室溫的影響也越小。因此,提高門(mén)窗的密閉性,減少冷風(fēng)滲透,也是提高窗戶(hù)節(jié)能性的一種途徑。
  
  居住建筑和公共建筑窗戶(hù)的氣密性,在GB50176-1993《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:在冬季室外平均風(fēng)速大于或等于3.0m/s的地區(qū),對(duì)于1~6層建筑,不應(yīng)低于現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑外窗空氣滲透性能分級(jí)及其檢測(cè)方法》GB7107規(guī)定的Ⅲ級(jí)水平;對(duì)于7~30層建筑,不應(yīng)低于上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅱ級(jí)水平;在冬季室外平均風(fēng)速小于3.0m/s的地區(qū),對(duì)于1~6層建筑,不應(yīng)低于上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅵ級(jí)水平;對(duì)于7~30層建筑,不應(yīng)低于上述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ⅲ級(jí)水平。
  
  空氣滲透主要在窗框與窗扇之間,扇框與玻璃之間,窗框與墻體之間進(jìn)行。采用理想的密封條可以大限度減少窗框與窗扇之間、窗框與玻璃之間的空氣滲透。密封條以材料分有橡膠條、塑料條或橡塑結(jié)合;以形狀分有條狀、刷狀、片狀;固定方法有粘貼、擠緊或釘接等。密封膠條必須具有足夠的拉伸強(qiáng)度、良好的彈性、良好的耐溫性和耐老化性,斷面結(jié)構(gòu)尺寸要與門(mén)窗型材匹配。
  
  因?yàn)橘|(zhì)量不好的膠條耐老化性差,經(jīng)太陽(yáng)長(zhǎng)期暴曬,膠條老化后變硬,失去彈性,容易脫落,不僅密封性差,而且造成玻璃松動(dòng)產(chǎn)生安全隱患。洞口密封材料的質(zhì)量直接影響窗框與墻體之間的密封,既影響著房屋的保溫節(jié)能效果,也關(guān)系到墻體的防水性能,因此,也須正確選用洞口密封材料。
  
  門(mén)窗框的四邊與墻體之間的空隙,通常使用聚氨酯發(fā)泡體進(jìn)行填充,此類(lèi)材料不僅有填充作用,而且還有很好的密封保溫和隔熱性能,另外應(yīng)用較多的密封材料還有硅膠、三元乙丙膠條。當(dāng)窗戶(hù)的密封性能達(dá)不到節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí),應(yīng)當(dāng)采取適當(dāng)?shù)拿芊獯胧缭诳p隙處設(shè)置橡皮、氈片等制成的密封條或密封膠,提高窗戶(hù)的氣密性。
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