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节能建筑中怎样提高门窗的保温隔热性能

    来源:搜狐家居 作者:绿能化工 发布时间:2015-07-03

     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第一要素。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。 
  使用节能材料。由于新型材料的发展,组成窗的主材(框料、玻璃、密封件、五金附件以及遮阳设施等)技术进步很快,使用节能材料是门窗节能的有效途径。 
  框料:窗用型材约占外窗洞口面积的15%~30%,是建筑外窗中能量流失的另一个薄弱环节,因此,窗用型材的选用也是至关重要的。目前节能窗的框架类型很多,如断热铝材、断热钢材、塑料型材、玻璃钢材及复合材料(铝塑、铝木等)。其中,断热铝材节能效果比较好,使用比较广,它不仅保留了铝型材的优点,同时也大大降低了铝型材传热系数。断热铝材是在铝合金型材断面中使用热桥(冷桥)技术使型材分为内、外两部。目前有两种工艺:一种是注胶式断热技术(即浇注切桥技术),这种技术既可以生产对称型断热型材,也可以生产非对称型材。由于利用浇注式处理流体填补成型空间原理,其成品精度非常高。另一种是断热条嵌入技术,即采用由聚酞胺66和25%%玻璃纤维(PA66GF25)合成断热条,与铝合金型材在外力挤压下嵌合组成断热铝型材。这种型材不仅强度高(接近铝合金),而且它的机械性能好、隔热效果佳。由于隔热条的加入使型材形成多种断面形式,有良好的强度。另外隔热条中的玻璃纤维排列有序,能够长时间承受高拉应力和高剪切应力,隔热条的线形膨胀系数接近铝,有非常好的加工性能;同时内、外型材可以由不同颜色和表面处理方式的型材组成,增强了装饰效果;并且可抗多种酸、碱化学物质的腐蚀。 
  玻璃:在窗户中,玻璃面积占窗户面积的65%~75%。普通玻璃的热阻值很小,而且对远红外热辐射几乎完全吸收,单层普通玻璃是无法达到保温节能效果的。门窗玻璃种类较多。不同种类的玻璃,其透光率、遮阳系数、传热系数是大不相同的。导热性和遮阳性,有着双重性。对于冬天,我们希望太阳辐射得到热量,使室内温度升高。但夏天又希望减少太阳辐射,避免进入室内。 
  因此,对于不同地区,应选择相应传热系数和遮阳系数的玻璃。为了降低导热性和提高遮阳性,目前,门窗玻璃常用的处理方法有: 
  玻璃镀膜。用物理或化学镀膜工艺,改变玻璃表面的热反射特性,将太阳辐射直接反射回去,从而提高玻璃的遮阳隔热性能。镀膜玻璃又分为热反射玻璃(又称阳光控制玻璃)和低辐射玻璃(又称Low-E玻璃),热反射玻璃可通过配置膜层的结构和厚度,在较大范围改变遮阳性能。由于对红外线高反射、不吸热的材料镀膜,Low-E玻璃可反射太阳能波段的热辐射,从而有效地控制了玻璃的遮阳性能,同时也明显降低了玻璃的传热系数。 
  玻璃着色。在制造过程中加入色剂,着色玻璃的遮阳性和隔热性能优于透明玻璃。通过吸收部分阳光的直接透过,从而减少太阳辐射热进入室内;但由于吸收热量使自身温度升高,增加了温差传热,降低了保温效果。 
  中空玻璃。中空玻璃是以两片或多片玻璃,采用间隔条来控制中空玻璃的内外两片的间距。双玻璃周边用密封胶翻结密封,使玻璃层间形成干燥气体,具有隔音、隔热、防结露和降低能耗的作用。 
  密封材料:洞口密封材料的质量,既影响着房屋的保温节能效果,也关系到墙体的防水性能,应正确选用洞口密封材料。目前塑钢门窗框的四边与墙体之间的空隙,通常使用聚氨酯发泡体进行填充。此类材料不仅有填充作用,而且还有很好的密封保温和隔热性能。 
  另外应用较多的密封材料还有硅胶、三元乙丙胶条。其他部分的密封用密封条,密封条分为毛条和胶条。密封胶条用于玻璃和扇及框之间的密封,在塑钢门窗中起着水密、气密及节能的重要作用。密封胶条必须具有足够的拉伸强度、良好的弹性、良好的耐温性和耐老化性,断面结构尺寸要与塑钢门窗型材匹配。质量不好的胶条耐老化性差,经太阳长期暴晒,胶条老化后变硬,失去弹性,容易脱落,不仅密封性差,而且造成玻璃松动产生安全隐患。密封毛条主要用于框和扇之间的密封,毛条的安装部位一般在门窗扇上,框扇的四周围或密封桥(挡风块)上,增强框与扇之间的密封,毛条规格是影响推拉门窗的气密性能的重要因素,也是影响门窗开关力的重要因素。毛条规格过大或竖毛过高,不但装配困难,而且使门窗移动阻力增大,尤其是开启时的初阻力和关闭时的最后就位阻力较大;规格过小或竖毛条高度不够,易脱出槽外,使门窗的密封性能大大降低。毛条需经过硅化处理,质量合格的毛条外观平直,底板和竖毛光滑,无弯曲,底板上没有麻点。胶条、毛条都起着密封、隔音、防尘、防冻、保暖的作用。其质量的好坏直接影响门窗的气密性和长期使用的节能效果。