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嚴寒地區(qū)的門窗與建筑節(jié)能

來源:建筑玻璃與工業(yè)玻璃 2015/1/27 14:03:56

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中玻網(wǎng)1引言
  
  隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,建筑節(jié)能已成為可能,并且隨著我國供熱分戶計量的逐步實施,房屋使用過程中的能源消耗勢必由用戶承擔,節(jié)約能源、節(jié)約支出將成為廣大居民的自覺要求,建筑節(jié)能已成為共同關(guān)注的焦點!“十二五”節(jié)能建筑專項規(guī)劃》中提出,到2015年,城鎮(zhèn)新建建筑執(zhí)行不低于65%的建筑節(jié)能標準,城鎮(zhèn)新建建筑95%達到建筑節(jié)能。
  
  2建筑的熱量損失
  
  我國地域遼闊,熱工氣候區(qū)被劃分為嚴寒地區(qū)、寒冷地區(qū)、夏熱冬冷地區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)和溫和地區(qū)。嚴寒地區(qū),建筑必須充分滿足冬季保溫要求,一般不考慮夏季防熱。對于嚴寒地區(qū)建筑的總得熱包括采暖設(shè)備供熱、太陽輻射得熱和建筑物內(nèi)部得熱(包括炊事、照明、家電和人體散熱)。這些熱量通過圍護結(jié)構(gòu)的傳熱和通過門窗縫隙的空氣向外滲透熱損失向外散失。建筑物的總失熱包括圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失和通過門窗縫隙的空氣滲透熱損失,其中,圍護結(jié)構(gòu)的傳熱熱損失約占70%~80%,門窗縫隙的空氣滲透熱損失約占20%~30%。

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  通過表1可以看出,窗的傳熱系數(shù)遠大于其他圍護部分的幾倍,我國寒冷地區(qū)的住宅,在一個采暖周期內(nèi)通過窗與陽臺門的傳熱和冷風滲透所引起的熱損失,占房屋能耗的45%~48%。因此,嚴寒地區(qū)門窗節(jié)能是建筑節(jié)能的要點,建筑門窗節(jié)能就是盡量減少室內(nèi)外空氣通過門窗這個介質(zhì)進行熱量傳遞。
  
  3門窗的節(jié)能措施
  
  3.1合理選擇窗的朝向
  
  嚴寒地區(qū)南向開窗在冬季照射的太陽輻射熱量非常大,而夏季輻射熱量略小;在夏季東西向的輻射熱量大于南向,因此采用南向窗可以得到“冬暖夏涼的效果”,因此為滿足建筑物的采光通風要求而設(shè)置窗時,盡量多設(shè)置南向窗戶,并從單層窗、雙層窗、3層窗中選擇合適層數(shù),采取有效措施減少熱耗;而對其他朝向的窗戶,應(yīng)在滿足居室采光環(huán)境質(zhì)量要求的條件下盡量少設(shè)置。
  
  3.2控制窗洞口面積
  
  窗在建筑物中主要起采光、日照、通風、圍護的作用。在建筑設(shè)計時需要根據(jù)建筑物的不同采光要求、使用特點、結(jié)構(gòu)類型等因素確定窗洞口的面積。現(xiàn)在很多建筑設(shè)計中,為了追求房間內(nèi)的明亮,窗洞口的面積比普遍偏大。但是在建筑物的結(jié)構(gòu)中,窗戶(包括陽臺門的透明部分)的保溫隔熱性能比外墻差很多,而且窗和墻連接的周邊又是冷風滲透的主要部位,這就造成了建筑物內(nèi)部的采暖能耗向外散失大的問題。因此,從降低建筑能耗和提高室內(nèi)熱舒適的角度出發(fā),應(yīng)限制窗墻面積比。我國《民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范》(GB50176—93)中規(guī)定:采暖建筑中,當外墻熱阻低于規(guī)定的較小傳熱阻時,居住建筑各朝向的窗墻面積比,北向不應(yīng)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0.35。在建筑設(shè)計過程中必須滿足規(guī)范規(guī)定以減少能耗。
  
  3.3選擇適當開啟方式的窗
  
  窗按開啟方式可以分為平開窗、推拉窗、懸窗、轉(zhuǎn)窗、固定窗等。目前,我國建筑物中用的比較廣泛的是平開窗、推拉窗。平開窗具有其構(gòu)造簡單,制作、安裝、維修、開啟都很方便,并且通風面積大的特點。平開窗分內(nèi)開、外開兩種。平開窗在關(guān)閉鎖緊狀態(tài),橡膠密封條在框扇密封槽內(nèi)被壓緊并產(chǎn)生彈性變形,形成一個完整密封體系,隔熱、保溫、密封、隔音性能較好。適用于寒冷、炎熱地區(qū)建筑或?qū)γ芊、保溫有特殊要求的建筑?br />  
  推拉窗具有不占據(jù)室內(nèi)空間的優(yōu)點,外觀美麗、價格經(jīng)濟、密封性較好,開啟方便,采光性能好。窗扇的受力狀態(tài)好、不易損壞,但通氣面積受一定限制。但無論采用哪種材料制作推拉窗,窗扇與窗框間不可避免存有一定的間隙,室內(nèi)外冷熱空氣對流造成非常大熱損失。為提高推拉窗隔熱性能,設(shè)計生產(chǎn)人員安裝和改進了密封毛條,但隨著時間的延長,在使用過程中,密封毛條表面磨損,空氣對流逐步加大,節(jié)能效果不斷降低。但總體來說仍然無法達到平開窗的熱工性能,能耗較高,所以在先進國家很少采用這種窗。
  
  3.4優(yōu)選新型門窗框材料門窗
  
  目前,工程中普遍使用的門窗為合金門窗和塑鋼門窗。鋁合金型材由于導熱系數(shù)大,大大增加了門窗整體的傳熱系數(shù),使得其保溫隔熱性能較差,且較易結(jié)露,這些都促使了鋁合金門窗的改進。解決鋁合金門窗導熱問題的較為常見的方法是設(shè)置隔熱斷。斷橋鋁門窗又叫鋁塑復合門窗,其原理是利用塑料型材(隔熱性高于鋁型材1250倍)將室內(nèi)外2層鋁合金既隔開又緊密連接成一個整體,構(gòu)成一種新的隔熱型鋁型材,用這種型材做門窗,完全解決了鋁合金傳導散熱快、不符合節(jié)能要求的致命問題,同時采取一些新的結(jié)構(gòu)配合形式,完全解決了“鋁合金推拉窗密封不嚴”的老大難問題。 

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