门窗的节能技术与方法

日旧Doory windows建筑节能门窗的节能技术与方法王艳武汉仪表电子学校张志超中国建筑第三工程局摘要:分析了门窗传热原理,探讨了门窗的节能途径,提出了门窗在各个环节上的节能措施。关键词:门窗;节能;技术;途径1门窗节能概述室温的影响也越小。③窗墙比系数与朝向。窗墙比例窗户是建筑外围结构的开口部位之一,是建筑是指外窗的面积与外墙面积之比。通常门窗的传热的“眼睛”,它在建筑与环境的协调上担负着人与自热阻比墙体的传热热阻要小得多,因此,建筑的冷然、户内与户外、既沟通又分离的多重实用功能。窗热耗量随窗墙面积比的增加而增加。作为建筑节能户还有保温、隔热、遮阳、抗风雨、挡噪声等种种作的一项措施要求在满足采光通风的条件下确定适宜用。同时,门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最的窗墙比。一般而言,不同朝向的太阳辐射强度和日敏感部位,是围护结构保温的薄弱环节,是墙体热损照率不同,窗户所获得的太阳辐射热也不相同。失的5-6倍。从对建筑能耗组成的分析中,人们发门窗节能途径主要是保温隔热。其措施包括:①现通过门窗所损失的能量是十分严重的,是影响建提高窗户的保温性能;②提高窗户的隔热性能,③提高筑热环境和造成能耗过高的主要原因传统建筑中,门窗的气密性。而门窗的隔热保温能力最终体现在以通过门窗的传热量占建筑总能耗20%以上;节能建下两个方面:其一,门窗框(扇)型材和玻璃传递辐射热筑中,随着墙体釆用保温材料后热阻的增大,门窗的耗能量;其二,通过门窗缝隙对流渗透冷热风耗能量。热损失占建筑总能耗的比例更大除了提高门窗的制作质量外,增设密封条是提从传热学的角度考虑,门窗上的能量损失来自高门窗气密性的手段之三个方面:即对流、传导和辐射。对流就是在门窗的2门窗的节能技术空隙间冷热气流运动,导致热量交换,反映的是门窗2.1选择节能窗型的气密性;传导是通过玻璃和窗用型材将一面的热窗型是影响节能性能的第一要素。推拉窗的节量传导到另一面,由分子运动进行热量传递;辐射是能效果差,而平开窗和固定窗的节能效果优越。因太阳辐射的红外线传递得热。其过程包括:通过玻推拉窗沿窗框下滑轨来回滑动,上部有较大的空间璃进入建筑的太阳辐射热量;通过玻璃的传热损失;下部有滑轮间的空隙,窗扇上下形成明显的对流交通过窗格与窗框的热损失;窗洞口热桥造成的热损换,热冷空气的对流形成较大的热损失,因此,不论失;缝隙冷风渗透造成的热损失采用何种隔热型材作窗框,都达不到节能效果。平影响门窗能量损耗大小的因素很多,主要有以开窗的窗扇和窗框间一般有橡胶密封压条,在窗扇下几方面:①门窗的传热系数。门窗的传热系数是关闭后,密封条被压得很紧,几乎没有空隙,很难形指在单位时间内通过单位面积的传热量。传热系数成对流,热量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身越大,则在冬季通过门窗的热量损失就越大,而门窗的热传导、辐射散热和窗扇与窗框接触位置的空气的传热系数又与门窗的材料类型有关。②门窗的渗漏,以及窗框与墙体之间的空气渗漏等,热损失相气密性。门窗的气密性是指在门窗关闭状态下,阻对减中国煤化工内,玻璃直接安装止空气渗透的能力。门窗气密性等级的高低,对热在窗CNMHG或者密封胶密封量的损失影响极大,室外风力变化会对室温产生不空气很难通过密封胶形成对流,很难造成热损失。在利的影响,气密性等级越高,则热量损失就越少,对固定窗上,玻璃和窗框热传导为主要热损失的来源,362008.1建筑节能如果在玻璃上采取有效措施,就可以大大提高节能形式,有良好的强度,另外隔热条中的玻璃纤维排列效果。因此从结构上讲,固定窗是最节能的窗型。有序,能够长时间承受高拉应力和高剪切应力,隔热2.2确定合适的窗墙比和朝向条的线形膨胀系数接近铝,有非常好的加工性能;同般来说,窗户的传热系数大于同朝向、同面积时内、外型材可以由不同颜色和表面处理方式的型的外墙传热系数,因此,能量的损失随着窗墙比例的材组成,增强了装饰效果;并且可抗多种酸、碱化学增加而增加。在采光和通风允许的条件下,控制窗物质的腐蚀。再加上铝合金的阳极氧化、电泳喷漆墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效,即窗墙面塑料喷涂、氟碳喷涂等着色技术的发展,铝合金节能积比设计越小,热量损耗就越小,节能效果越佳。热门窗幕墙深受欢迎。量损耗还与外窗的朝向有关,南、北朝向的窗户太阳2.32玻璃辐射强度和日照率高,窗户所获得的太阳辐射热多。在窗户中,玻璃面积占窗户面积的65%-75%。在《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分》普通玻璃的热阻值很小,而且对远红外热辐射几乎完中,虽然对窗墙面积比和朝向做了有选择性的规定,全吸收,单层普通玻璃是无法达到使窗户保温节能效但还应结合各地的具体情况进行适当调整。如考虑果的。门窗玻璃种类较多,不同种类的玻璃,其透光到起居室在北向时的采光需要,北向的窗墙面积比率、遮阳系数、传热系数是大不相同的。导热性和遮阳可取0.3;考虑到目前一些塔式住宅的情况,东、西向性,有着双重性。对于冬天,我们希望太阳辐射得到热的窗墙面积比可取0.35;考虑到南向出现落地窗、凸量,使室内温度升高。但夏天又希望减少太阳辐射得窗的机会较多,南向的窗墙面积比可取045。这样热,传导进入室内。因此,对于不同地区,应选择相应虽然增大了南向外窗的面积,但可充分利用太阳能传热系数和遮阳系数的玻璃。为了降低导热性和提高的辐射热降低采暖能耗,实现既有宽敞明亮的视野遮阳性,目前,门窗节能玻璃常用有:①镀膜玻璃,用又不浪费能源的目的。物理或化学镀膜工艺,改变玻璃表面的热反射特性,23使用节能材料将太阳辐射直接反射回去,从而提高玻璃的遮阳隔热由于新型材料的发展,组成窗的主材:框料、玻性能。镀膜玻璃又分为热反射玻璃(又称阳光控制玻璃、密封件、五金附件以及遮阳设施等技术进步很璃和低辐射玻璃(又称low-E玻璃),热反射玻璃可通快,使用节能材料是门窗节能的有效途径。过配置膜层的结构和厚度,可在较大范围改变遮阳性23.1框料能。Low-E玻璃由于对红外线高反射、不吸热的材料窗用型材约占外窗洞口面积的15%~30%,是建镀膜,可反射太阳能波段的热辐射,从而有效地控制筑外窗中能量流失的另一个薄弱环节,因此,窗用型了玻璃的遮阳性能,同时也明显降低了玻璃的传热系材的选用也是至关重要的。目前节能窗的框架类型数。②着色玻璃在制造过程中加入色剂,着色玻璃的很多,如PVC型材有较好的热工性能,K值已达到遮阳性和隔热性能优于透明玻璃,是通过吸收部分阳28以下。近年来断热桥铝型材的出现大大提高了光的直接透过,从而减少太阳辐射热进入室内,但由门窗的热工性能,它不仅保留了铝型材的优点,同时于吸收热量使自身温度升高,增加了温差传热,降低也大大降低了铝型材传热系数。断热铝材是在铝合了保温效果。③中空玻璃。中空玻璃是以两片或多片金型材断面中使用热桥(冷桥)技术使型材分为内、玻璃采用间隔条用来控制中空玻璃的内外两片的间外两部。目前有两种工艺:一种是注胶式断热技术距。双玻璃周边用密封胶黏结密封,使玻璃层间形成(即浇注切桥技术),这种技术既可以生产对称型断千燥气体如再充入氮气K值可在2以下。具有隔音热型材,也可以生产非对称型材。由于利用浇注式隔热防结露和降低能耗的作用处理流体填补成型空间原理,其成品精度非常高。233密封材料另一种是断热条嵌入技术,即采用由聚酰胺66和密封材料的质量,既影响着房屋的保温节25%玻璃纤维(PA66G25合成断热条,与铝合金型能效中国煤化工,应正确选用洞口材在外力挤压下嵌合组成断热铝型材。这种型材不密封CNMH边与墙体之间的空仅强度高(接近铝合金),而且它的机械性能好和隔隙,通常使用聚氨酯发泡体进行填充。此类材料不仅热效果佳。由于隔热条的加入使型材形成多种断面有填充作用,而且还有很好的密封保温和隔热性能200号数据37日旧建筑节能另外应用较多的密封材料还有硅胶、三元乙丙胶条。同,在性能上相差是很大的,如框采用多腔隔热条、密其他部分的密封用密封条,密封条分为毛条和胶条。封采用多道密封和玻璃、附件配套等,能使K值大幅密封胶条用于玻璃和扇及框之间的密封。在塑钢门窗度降低。①加大隔热条的宽度。传热系数K值与热阻中起着水密、气密及节能的重要作用。密封胶条必须R成反比,热阻R越大传热系数K越小。窗的框架由具有足够的拉伸强度,良好的弹性,良好的耐温性和三部分组成即外部和内部为铝合金框,中间部分为耐老化性,断面结构尺寸要与塑钢门窗型材匹配。质尼龙66隔热条或连接内外框的芯子,它起着窗框架量不好的胶条耐老化性差,经太阳长期暴晒,胶条老的隔热保温主导作用,也就是说隔热条的热阻对窗框化后变硬,失去弹性,容易脱落,不仅密封性差,而且架的热阻起主导作用,而隔热条的热阻与其宽度成正造成玻璃松动产生安全隐患。密封毛条主要用于框和比。隔热条越宽,热阻越大。若要提高框架的热阻,就扇之间的密封,毛条的安装部位一般在门窗扇上、框须加大隔热条的宽度或连接内外铝框的隔热芯子的扇的四周围或密封桥(挡风块)上,增强框与扇之间的厚度。此外,为了使框架断面紧凑,根据热流长度原密封,毛条规格是影响推拉门窗和气密性能的重要因理,在隔热条同样宽度下,可设计成“弓”形,这样由于素,也是影响门窗开关力的重要因素,毛条规格过大热流的长度增加,热阻R也就提高了,使K值进一步或竖毛过高,不但装配困难,而且使门窗移动阻力增降低;②采取多空腔的隔热条设计。虽然加宽隔热条大,尤其是开启时的初阻力和关闭时的最后就位阻力可有效降低K值,但也只能适当的加宽,若加得太大较大;规格过小,或竖毛条高度不够,易脱出槽外,使会造成结构不紧凑。根据热传导原理,可将热传导面门窗的密封性能大大降低。毛条需经过硅化处理,质设计成叠加的多空腔,由于多空腔热传导由空腔的壁量合格的毛条外观为表面平直,底板和竖毛光滑,无与腔内的空气并联并与叠加的空腔形成串联,提高了弯曲,底板上没有麻点。胶条、毛条都起着密封、隔音、热阻;③采取加宽隔热条、填充发泡材料,并用多头腔防尘、防冻、保暖的作用。它质量的好坏直接影响门窗密封条等手段配套,可进一步降低K值;④采取合理的气密性和长期使用的节能效果。的密封方式和结构。门窗有一个开启问题,这样,关闭234五金附件时的缝隙密封处理就成为一个薄弱环节,因密封不好门窗是靠五金配件来完成开启、关闭功能的,它产生对流损失的热量不可小视,密封性能越差,热损是门窗中最易磨损和持续活动的部分,其功能的有效失越大。因此,在框架和玻璃都采取有效办法降低K性不仅直接导致安全问题,而且影响建筑门窗的保温值后,余下的就是解决好密封性能的问题。窗的密封性能以及水密性、气密性。没有高性能的五金件配件构造设计除解决对流热损失外,还要考虑解决热传导作保证,是无法制作出高性能的节能门窗的。门窗五的损失,所以,密封条的设计除考虑密封性能外,还需金配件主要包括:执手、滑撑、撑挡、拉手、窗锁、滑轮考虑多头密封空腔,形成多腔空间,以求得降低K值等。对平开窗而言,按照密封性能来分类,大体可分为与其他部分配套。两类:多锁点五金件和单锁点五金件。多锁点五金件25科学配置遮阳设施的锁点和锁座分布在整个门窗的四周,当门窗锁闭后在夏季使用空调时节,许多城市形成用电高峰锁点、锁座牢牢地扣在一起,与铰链或滑撑配合,共同损耗大量能源,增加城市“热岛”效应,采用遮阳是有产生强大的密封压紧力,使密封条弹性变形,从而提效的节能措施。目前门窗常用的遮阳设施有供给门窗足够的密封性能,使窗扇、窗框形成一体;而25.1活动式外遮阳单锁点密封性相对来说就要差的多。因此,采用多锁活动式外遮阳是阻隔太阳辐射的良好屏障。活点窗锁,可以大大减少门窗扇的变形,提高密封性能。动式遮阳百叶装置安装在开放式铝板幕墙内部,在就其他配件而言,滑撑铰链应采用不锈钢材料,对宽室内可控制百叶升降进行合理遮阳,不用时百叶可度超过1m的推拉窗或安装双层玻璃的门窗,应采用上升进入幕墙内面,外遮阳能有效阻隔太阳辐射于双滑轮或选用滚动滑轮。V凵中国煤化工住建筑来说并不适2.4优化窗框型材断面结构室合CNMHG观和清洁等问题,所新材料出现后如果没有相应的结构配合,则它发以居住建筑大多选用室内遮阳,然而,室内遮阳节能挥的作用也就有局限性。同样的材料采用的结构不效果又不够理想,因而出现百叶中空玻璃。2008.1建筑节能252百叶中空玻璃窗遮阳其对温度比较敏感,故门窗进入现场后应在50℃C以百叶中空玻璃窗是将百叶安装在中空玻璃两片下的库房棚)内存放,并远离热源。要注意塑料门窗玻璃间,可代替普通中空玻璃装于各种窗框上,通过及玻璃的安装,应避免在低温下进行施工。⑨对金属磁力控制百叶翻转和升降动作,以达到遮阳和保温框的窗,在保证有足够空间的条件下,用塑料、橡胶效果。当百叶处在垂直位置时能有效的降低中空玻尼龙隔热条等材料进行断桥处理,断桥的宽度不宜璃内的热传导,遮挡阳光直射,并有效的降低中空玻小于15mm,长度应与框相等,且在安装五金件和安璃的遮阳系数;当百叶处在水平位置时,既可采光,装窗时不得破坏断桥结构。⑩外门窗四周侧面与墙又可起到遮阳作用;当百叶处在收起位置时就和普体之间的缝隙应采用聚苯板FS或聚氨酯等高效通中空玻璃一样的效果。同时百叶在中空玻璃内也保温材料嵌填,不得采用水泥砂浆嵌填;外门窗框解决了清洁维护问题。这种百叶中空玻璃窗集隔热、内、外两侧面与墙体面层之间应预留5mm-8mm深保温、隔声、隐私性、装饰性于一体,适合于我国广大的槽口,用密封材料嵌填。①在房间的气密性显著提地区应用,实为节能的好产品。高的情况下,从符合卫生要求的角度出发,应设置可26提高制作和安装水平以调节的换气设施,如在窗户上设换气孔等。安装是门窗结构的重要环节,窗的安装对窗是否3结束语能获得良好的质量,具有决定性的作用的。测试性能门窗节能的关键是在满足其使用功能的前提好的窗,不等于安装上墙后其性能就好。如何将一个下,具有较高的保温性和隔热性能。门窗节能最重要公差以毫米计的窗,安装在公差以厘米计的墙洞口的是解决好门窗型材断热问题和选配热阻值小的玻上,把窗和墙体部分连成一个系统,使窗和墙体之间璃问题,使门窗具有高强度、高气密性、高水密性、高成连续性,并需满足一定的功能要求是一项艰巨的精度性、优异的隔热、隔音性能。只要从门窗的设计、任务。窗安装上墙需满足的功能如下:①在各种温度加工、安装等各个细微环节上下工夫,就完全可以设的影响下,窗的各项功能运转自如;②对窗的外力能计、制造出适应保温节能要求的门窗。近些年来,我可靠的分解,尤其对正负风压的承受,有效的转移到国在节能门窗的研究开发和技术引进方面做了大量墙体上去;③窗不受墙体内部的各种运动以及尺寸工作,总体上说门窗节能有较大的提高,但与先进国变形的影响(沉降、振动、热胀冷缩等);④安装的各向家相比,仍有较大差距。随着建筑节能标准的制定应力应排除,窗开启自如;⑤窗与墙体连接处的防实施,国家也正采取有效措施,形势迫使我国的门水、隔声的密封性能;⑥窗与墙体连接处的隔热性窗、幕墙行业在迅速发展进步。目前,在门窗节能问能。要达到这些要求,必须进行科学、规范、严密的施题上我们还需要在以下几方面做更多的研究和实工。节能门窗安装除符合一般门窗安装的技术规定践;建立综合性节能指标体系,如窗的夏季传热系外,还应注意以下几点:①门窗的品种、型号、规格、数、窗玻璃的遮阳系数、空气渗透性能、窗户采光性性能、开启方向及门窗的密封处理等必须符合设计能等;建立符合地区特点的门窗节能指标和技术,尽要求。②门窗安装必须采用预留洞口的方法,严禁边量通过加强建筑物的保温隔热能力,满足人们对室安装边砌口或先安装后砌口。③节能门窗的安装应内舒适度的要求,降低建筑能耗;加强节能技术宣根据不同的材料情况,采用焊接、膨胀螺栓或射钉等传,建立正确的全民节能观念。方法固定,但砖墙上严禁用射钉固定。不论采用何种参考文献固定方法,门窗安装均必须牢固。④增加窗户开启缝[1侯毅男.门窗与节能门门窗006:13-16.隙的搭接量,减小开启缝的宽度。⑤按所用材料、断21马玉强,孙贵煜门窗节能的几项技术措施门中国建筑金面形状、装置部位,采用各种密封条进行密封,以提属结构,200(11:21-22高外窗的气密性水平。⑥门窗上压缝条、密封条的安3]杜宗翰建筑节能与节能门窗中国建筑金属结构2005装应顺直,与门窗结合应牢固严密。⑦当采用塑料门46中国煤化工窗时,与塑料型材紧密接触的各种五金件、紧固件、凹4奎CNMHG:26-28密封条、间隔条、垫块、密封材料和保温材料等,在性S李江岩,边缘,李之毅论建筑门窗、幕墙节能技术中国建能上应与PVC材性能相容。⑧塑料门窗安装,由于筑金属结构20079-132008,