傳統建築(zhù)中(zhōng),通(tōng)過窗(chuāng)的傳(chuán)熱(rè)量占建築總能耗20%以上;節能建築中,牆體(tǐ)采用保溫材料熱阻增大以後,窗(chuāng)的熱損(sǔn)失(shī)占建築總能耗的比例更大。導致門窗能量損失的原因是門窗與周圍環境進行的熱(rè)交換,其過程包括:通過玻璃進入建築的太陽輻射(shè)的熱量;通過玻璃的傳熱損(sǔn)失;通過窗格與窗框的熱損失;窗洞口(kǒu)熱橋造成的(de)熱損失;縫隙冷風滲透造成的熱損失。
據了解,影響門窗熱量損耗大小的因素很多,主要有以下幾方麵:門窗的(de)傳熱係數。門窗的傳熱係數是指在單位時間內通過單位麵積的傳熱量。傳熱係數越大,則在冬季通過門窗的熱量損失就越大。門(mén)窗的傳熱係數又與門窗的材料、類型有(yǒu)關。門窗的氣密性。門窗的氣密(mì)性是指在門窗關閉狀(zhuàng)態下,阻止空氣滲透的能力。門窗氣密性等級的高(gāo)低,對熱量的損失影響極大,室外風力變化會對室溫產生不利(lì)的影響,氣密性等級越(yuè)高,則熱量損失就越少,對室溫的影響也越(yuè)小。窗牆比係數與朝向。窗牆比例是指外窗的麵積與外牆麵積之比。通常門窗的傳熱熱阻比牆體的傳熱熱阻要小得多,因此,建築的冷、熱耗量隨窗牆麵積比的增(zēng)加而增加。作為建築節能的一項措施,要求在滿足(zú)采光通風的條件下確定適宜的窗牆比。一(yī)般而言,不同朝向的太陽輻射強度和日照率不同,窗戶所獲得的太陽輻射熱也不相同。門窗節能(néng)途徑主要是(shì)保溫隔熱。其(qí)措施包括(kuò):提高門窗的保溫性能;提高門窗的(de)隔熱性能,提高門(mén)窗的氣密性。
選擇(zé)節能窗型。窗型是影響節能性能的第一要素。推拉窗的節能效果(guǒ)差(chà),而平開窗和固定(dìng)窗的節能效(xiào)果(guǒ)優越。推拉窗在(zài)窗框下滑軌來回(huí)滑動,上部有較大的空間,下部有滑輪(lún)間的空隙,窗扇上下形成明顯的對流交換,熱冷空氣的對流形成(chéng)較大的(de)熱損失(shī),此時,不論采用(yòng)何種隔熱(rè)型材作窗框都達不到節能(néng)效果。平開窗的窗扇和窗框間一般有橡膠密封壓(yā)條,在窗扇關閉後,密(mì)封橡膠壓條壓得很緊,幾乎沒有空隙,很難形成對(duì)流,熱量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本(běn)身的熱傳導(dǎo)、輻射散熱和窗扇與窗框接觸位置的空氣摻(chān)漏,以(yǐ)及(jí)窗框與牆體之間的空氣滲漏等。固定窗由於窗框嵌在(zài)牆(qiáng)體內,玻璃直接(jiē)安裝在窗框上,玻璃和窗框已采用(yòng)膠(jiāo)條或者(zhě)密封膠密封,空氣很難通過密封膠形成對流,很難造成熱損失。在固定窗上,玻璃和窗框熱(rè)傳導(dǎo)為主要熱損失的來源,如果在玻璃上采取有效措施,就(jiù)可以大大提(tí)高(gāo)節能效果。因此,從結構上講,固定窗(chuāng)是最節能的窗型。
設計合理的窗(chuāng)扇比和朝向。一般來說,窗戶的傳熱(rè)係數(shù)大於同朝向、同麵積的外牆(qiáng)傳熱係數,因此,采暖耗能熱量隨著窗牆比例的增加而增加。在采光和通風允(yǔn)許的條件下,控製窗牆比例比設置保溫窗簾和窗(chuāng)板更加有效,即窗牆麵積比設(shè)計越小,熱量損耗(hào)就越小,節能效果(guǒ)越佳。熱量損耗(hào)還與外窗的朝向有關,南、北朝向的太(tài)陽輻射強度和日照率高,窗戶所(suǒ)獲得的太陽輻射熱多。在《民用建築節能設計標準(采暖居住建築部分)》中,雖對窗牆麵積比和朝向做了有選擇性的規定,但(dàn)還(hái)應結合各地的具體情況進行適(shì)當調整。有專家提出:考(kǎo)慮到起居室在北向時的采光需要,南(nán)、北向的窗牆麵積比(bǐ)可取0.3;考慮到目前一些塔式住宅的情況,東、西向(xiàng)的窗(chuāng)牆麵積比可取0.35;考慮到南向出現落地窗、凸窗的機會(huì)較多,南向的窗牆麵積比可取0.45。這樣(yàng)雖然增大了南向外窗的麵積,但可充分利用太陽能的輻射熱降低采(cǎi)暖能耗,實現(xiàn)既有寬敞明亮的視野又不浪費能源的(de)目(mù)的。
使用節能材(cái)料。由於新型(xíng)材料的發展,組成窗的主材(框料、玻璃、密封件、五金附件以及遮陽設施等)技術進步很快,使用節能材料是門(mén)窗節能的有效(xiào)途徑。
框料:窗用型材約占外窗洞(dòng)口(kǒu)麵積(jī)的15%~30%,是建築外窗中能(néng)量流失的另(lìng)一個薄弱環節,因此,窗用型(xíng)材的選用也是至關(guān)重要的。目前節能窗的框架類型(xíng)很多(duō),如斷熱鋁材、斷(duàn)熱鋼材、塑料型材、玻璃鋼材及複合材料(鋁塑、鋁木等)。其中,斷熱鋁(lǚ)材節能(néng)效果比較好,使用比較廣,它不僅保留了鋁型(xíng)材(cái)的優點,同時也大大降低了鋁型材傳熱係數。斷熱鋁材是在鋁合金(jīn)型材斷麵中(zhōng)使用熱橋(冷橋(qiáo))技術使(shǐ)型(xíng)材分為內、外兩部。目前有兩種(zhǒng)工藝:一種是注(zhù)膠(jiāo)式斷熱技術(即澆注切橋技術),這種技術既可以生產對稱型(xíng)斷熱型材,也(yě)可以生產非對稱型材。由於利用澆注(zhù)式處(chù)理流體填補成型空間原理,其成品精度非常高。另一種是斷熱條嵌入技術,即采用由聚酞胺66和25%%玻璃纖維(PA66GF25)合成斷(duàn)熱條,與鋁合金型(xíng)材(cái)在外力擠壓下嵌合組成斷熱鋁型材。這(zhè)種型材不僅強度高(接近鋁合金),而且它的機械(xiè)性能好、隔熱效果佳。由(yóu)於隔熱條的(de)加入使型材形成多種斷麵形式,有(yǒu)良好的強度。另外隔熱條中的(de)玻璃纖維排列有序(xù),能夠長時間承受高(gāo)拉應力和高剪切應力,隔熱條(tiáo)的線形膨脹係數接近鋁,有非常好的加工性能;同時(shí)內、外型材可以由不同(tóng)顏色和表麵(miàn)處理方式的型材組成,增強了裝飾(shì)效果;並且可抗多種酸、堿化學物質的腐蝕。
玻(bō)璃:在窗戶中,玻璃麵積占窗戶麵積(jī)的65%~75%。普通玻璃的熱阻值很小,而(ér)且對遠紅(hóng)外熱(rè)輻射幾乎完全吸收,單層普通玻璃是無法達(dá)到保溫節能效果的(de)。門窗玻璃種類較多。不同種類的玻璃,其透光率、遮陽係數、傳(chuán)熱係數是大不相同的。導熱性和遮陽性,有著雙重性。對於冬天,我們希望太陽輻射得到熱量(liàng),使室內溫度升高。但夏天又希望減少太陽輻(fú)射,避免進入室內。
因此,對於不同地區,應選擇相應傳熱係數和遮陽係數的玻璃(lí)。為了降低導熱性和提高遮(zhē)陽性,目前(qián),門窗玻璃常用的處理方(fāng)法有:
玻璃(lí)鍍膜。用物理或化學鍍膜工藝,改變(biàn)玻璃表麵的熱反射特性,將(jiāng)太陽輻射直接(jiē)反射回去,從而(ér)提高玻璃的遮陽隔熱性能。鍍膜玻璃又分(fèn)為熱反射玻璃(又稱陽光控製(zhì)玻璃)和低輻射玻璃(又稱Low-E玻(bō)璃(lí)),熱反射玻璃可通過配置膜層的結構和(hé)厚度,在較大範圍(wéi)改變遮(zhē)陽性能。由於對紅外線高(gāo)反射、不吸(xī)熱的材料鍍膜,Low-E玻璃可反(fǎn)射(shè)太陽能波段的(de)熱輻(fú)射(shè),從而有效地控製了玻璃(lí)的遮陽性能,同時也明顯降低了玻(bō)璃的傳(chuán)熱(rè)係數。
玻璃著色。在製(zhì)造過程中加入色劑,著色玻璃的遮陽性和隔熱性(xìng)能(néng)優於透明(míng)玻璃。通過吸收部分陽(yáng)光的直接(jiē)透過,從而減少太陽輻射熱進入室內(nèi);但由於吸收熱量使(shǐ)自身溫度升高(gāo),增加了溫差傳熱,降低了保溫效果。
中空玻璃。中空玻璃是以兩片或多片玻璃,采用間隔條來控製中空玻璃的內外兩片(piàn)的間距。雙玻璃周邊用密封膠翻結密封,使玻璃層間形成幹燥氣體,具有隔音、隔熱、防結露(lù)和(hé)降低能耗的作用。
密封材料:洞口密封材料的質量,既影響著房屋的保溫節能效果,也關係到牆體的防水性(xìng)能,應正確選用洞口(kǒu)密封材料。目前塑鋼門窗框的(de)四邊與牆體之間的空隙,通(tōng)常使用聚氨酯發(fā)泡體進行填充。此類(lèi)材料不僅有填充作(zuò)用,而且還有很好的密封保溫和隔熱性能。
另(lìng)外應用較多的密封材料(liào)還有矽膠、三元乙丙膠條。其他部分的密封用密封條(tiáo),密封條(tiáo)分為毛條和膠條。密封膠條用於玻(bō)璃(lí)和扇及框之(zhī)間的密封,在塑鋼門窗中起著(zhe)水(shuǐ)密、氣密及節能的(de)重要(yào)作用。密封膠條必須具有足(zú)夠的拉伸強度、良好的彈性、良好的耐溫性和耐老化性,斷麵結構尺寸要與塑鋼門窗型材匹配。質量不好的膠條耐老(lǎo)化性差,經太(tài)陽長期暴曬,膠條老化後變硬,失去彈性,容易脫落,不僅(jǐn)密封性差(chà),而且造成玻璃鬆動產生安全(quán)隱患。密封毛條主要用於框和扇之間的密封,毛條的安裝部位一般在門窗扇上,框扇的(de)四周圍或密封(fēng)橋(擋風塊)上,增強框與(yǔ)扇之間的密封,毛條規格是影響推拉門窗的氣密性能的重要因素,也是影響門窗開關力的重要因素。毛條規格過大或豎毛過高(gāo),不但裝配(pèi)困難,而且使門(mén)窗(chuāng)移動阻力增大,尤其是開(kāi)啟時的初阻力和關閉時的最後就(jiù)位阻力較大;規格過小或豎毛(máo)條高度不夠,易脫出(chū)槽外,使門窗的密封性能大大(dà)降低。毛條需經過矽化處理,質量合格的(de)毛條外觀平直,底板和豎毛光滑,無彎(wān)曲(qǔ),底板上沒有麻點。膠條、毛條都起著密封、隔音、防塵、防凍、保暖的作用。其(qí)質量的好壞直接(jiē)影(yǐng)響門窗的氣密性和長期使用的節能效果。