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嚴(yán)寒地區(qū)的門窗系統(tǒng)與建筑節(jié)能發(fā)展
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發(fā)布日期：[2015-01-26] 共閱[722]次 |
隨著科學(xué)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(jì)量的逐步實(shí)施，房屋使用過程中的能源消耗勢必由用戶承擔(dān)，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(diǎn)?！丁笆?節(jié)能建筑專項(xiàng)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(biāo)準(zhǔn)，城鎮(zhèn)新建建筑95%達(dá)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(yán)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(yán)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(yán)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.這些熱量通過圍護(hù)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(hù)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(hù)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%。
通過表1可以看出，門窗的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)大于其他圍護(hù)部分的幾倍，我國寒冷地區(qū)的住宅，在一個(gè)采暖周期內(nèi)通過窗與陽臺門的傳熱和冷風(fēng)滲透所引起的熱損失，占房屋能耗的45%～48%。因此，嚴(yán)寒地區(qū)門窗節(jié)能是建筑節(jié)能的重點(diǎn)，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(gè)介質(zhì)進(jìn)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(yán)寒地區(qū)南向開窗在冬季照射的太陽輻射熱量大，而夏季輻射熱量略??；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(fēng)要求而設(shè)置窗時(shí)，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(fēng)、圍護(hù)的作用。在建筑設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)建筑物的不同采光要求、使用特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)類型等因素確定窗洞口的面積?，F(xiàn)在很多建筑設(shè)計(jì)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(fēng)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(jì)規(guī)范》（GB50176—93）中規(guī)定：采暖建筑中，當(dāng)外墻熱阻低于規(guī)定的小傳熱阻時(shí)，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(jì)過程中必須滿足規(guī)范規(guī)定以減少能耗。
3. 3 選擇適當(dāng)開啟方式的窗
窗按開啟方式可以分為平開窗、推拉窗（詞條“推拉窗"由行業(yè)大百科提供）、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(fēng)面積大的特點(diǎn)。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(gè)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(diǎn)，外觀美麗、價(jià)格經(jīng)濟(jì)、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較大熱損失。為提高推拉窗隔熱性能，設(shè)計(jì)生產(chǎn)人員安裝和改進(jìn)了密封毛條，但隨著時(shí)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(dá)到平開窗的熱工性能，能耗較高，所以在先進(jìn)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鋁合金門窗和塑鋼門窗。鋁合金型材由于導(dǎo)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，且極易結(jié)露，這些都促使了鋁合金門窗的改進(jìn)。解決鋁合金門窗導(dǎo)熱問題的為常見的方法是設(shè)置隔熱斷。斷橋鋁門窗又叫鋁塑復(fù)合門窗，其原理是利用塑料型材（隔熱性高于鋁型材將室內(nèi)外2 層鋁合金既隔開又緊密連接成一個(gè)整體，構(gòu)成一種新的隔熱型鋁型材，用這種型材做門窗，*解決了鋁合金傳導(dǎo)散熱快、不符合節(jié)能要求的致命問題，同時(shí)采取一些新的結(jié)構(gòu)配合形式，*解決了“鋁合金推拉窗密封不嚴(yán)"的老大難問題。
玻璃鋼門窗是以不飽和聚酯樹脂作為基體材料，采用中堿玻璃纖維無捻粗紗及其織物作為增強(qiáng)材料，并添加其他礦物材料，通過加熱固化，拉擠生產(chǎn)出不同截面形式的空腹型材，然后加工制成的門窗。玻璃鋼型材導(dǎo)熱系數(shù)為0.39W/（m·K），只有金屬的1/1000~1/100,是優(yōu)良的絕緣材料。而且玻璃型鋼為空腹結(jié)構(gòu)，所有的縫隙均有膠條、毛條密封，隔熱保溫效果顯著。玻璃鋼窗還具有輕質(zhì)高強(qiáng)、隔音效果好、耐溫性好、尺寸穩(wěn)定、耐腐蝕耐老化、使用壽命長等優(yōu)勢。
除此之外，目前保溫較好的型材還有多腔塑料型材、鋁木復(fù)合型材、鋁塑復(fù)合型材等。用這些型材組成的窗，低傳熱系數(shù)可達(dá)到1.5W/（m2·K），甚至更好。
綜合說來，外墻自保溫的前景無疑是光明的。通過不斷完善材料的結(jié)構(gòu)性能，同時(shí)開發(fā)性能更優(yōu)良的保溫材料，使自保溫體系真正做到節(jié)能環(huán)保，不斷完善自保溫體系。
3. 5 選擇利于節(jié)能的玻璃
在嚴(yán)寒地區(qū)，希望在白天使室外的短波熱能更多地輻射到室內(nèi)，在夜間避免或減少室內(nèi)的長波熱能向外輻射，增強(qiáng)室內(nèi)的溫室效應(yīng)，中空玻璃可以達(dá)到這樣的要求。這些玻璃有普通中空玻璃、Low-E中空玻璃、多層Low-E中空玻璃，甚至是充惰性氣體的中空玻璃、真空玻璃等。研究表明，采用雙層玻璃窗時(shí)，其空氣間層的厚度應(yīng)≥40mm，空氣間層隔熱作用才能更好地體現(xiàn)。而普通玻璃幾乎沒有任何的隔熱保溫性能，在嚴(yán)寒地區(qū)不宜直接單層用于住宅中。
3. 6 提高門窗的密閉性
首先，合理減少可開啟窗扇的面積，再滿足夏季通風(fēng)的條件下，擴(kuò)大固定窗扇的面積。其次，采取密封和密閉措施。在門窗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，還可使用硅膠、三元乙丙膠條等?？蚺c扇間可用橡膠條、泡沫密閉條以及高低縫、回風(fēng)槽等。扇與扇間可用橡膠條、高低縫及縫外壓條等。窗扇與玻璃之間的密封可用密封膏、彈性壓條等。
3. 7 門窗施工中保證節(jié)能效果
門窗安裝過程中，造成質(zhì)量缺陷也會影響到門窗的保溫，進(jìn)而影響到整個(gè)建筑物的節(jié)能。在門窗采購過程中，應(yīng)選擇有性能標(biāo)識的門窗材料、檢查材料質(zhì)量檢測報(bào)告、選擇合適的門窗配套件。施工過程中應(yīng)注意門窗洞口進(jìn)行防水處理，門窗安裝洞口應(yīng)該用防水砂漿修整并且預(yù)留混凝土埋塊；塞縫時(shí)注意發(fā)泡劑的密封質(zhì)量；保證門窗周圍防水涂料的粉刷質(zhì)量。
4 結(jié)語
門窗在整個(gè)建筑節(jié)能中所處地位不容忽視， 而且隨著人們對居所美觀性和通透性追求的提升，大開度、落地式門窗應(yīng)用越來越廣泛，這進(jìn)一步增加了門窗散熱所占比例，提升了對門窗隔熱性能要求。既要注重新的隔熱材料的應(yīng)用，也要從建筑設(shè)計(jì)、施工過程控制等方面努力。隨著門窗材質(zhì)、密封和多項(xiàng)隔熱技術(shù)的綜合應(yīng)用，門窗的美觀性和隔熱性都將得到持續(xù)提升，也給建筑的設(shè)計(jì)和使用提供了更加多種的選擇。 |
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