建筑制图与房屋建筑学-门窗节能技术实用指南

2023-10-13 理论教育版权反馈

【摘要】：门窗的传热系数又与门窗的材料、类型有关。门窗节能途径主要是保温隔热。2）合理设计窗墙比和朝向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。框料窗用型材占外窗洞口面积的15%～30%，是建筑外窗中能量流失的另一个薄弱环节。因此，采用多锁点窗锁，可以大大减少门窗扇的变形，提高密封性能。

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：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：门窗在关闭状态下，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。其主要节能技术如下：

1）选择节能窗型

在常见的窗型中，从结构上分析，固定窗、平开窗的节能效果较优，而推拉窗的节能效果较差。这是因为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。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。而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做窗框都达不到节能效果。

2）合理设计窗墙比和朝向

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。《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》JGJ 26—95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。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。

3）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。

（1）框料

窗用型材占外窗洞口面积的15%～30%，是建筑外窗中能量流失的另一个薄弱环节。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。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。

（2）玻璃(www.chuimin.cn)

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。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。门窗玻璃常用的处理方法有：

①玻璃镀膜。玻璃镀膜是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。

②玻璃着色。玻璃着色是在玻璃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。

③采用中空玻璃。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。

（3）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，目前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。

（4）五金附件

门窗是靠五金配件来完成开启、关闭功能的，它是建筑门窗中最易磨损和持续活动的部分，其功能的有效性不仅直接导致安全问题，而且影响建筑门窗的保温性能以及水密性、气密性。门窗五金配件主要包括：执手、滑撑、撑挡、拉手、窗锁、滑轮等。对平窗而言，按照密封性能来分类，大体可分为两类：多锁点五金件和单锁点五金件。多锁点五金件的锁点和锁坐分布在整个门窗的四周；当门窗锁闭后锁点、锁坐牢牢地扣在一起，与铰链或滑撑配合，共同产生强大的密封压紧力，使密封条弹性变形，从而提供给门窗足够的密封性能，使窗扇、窗框形成一体；而单锁点密封性相对来说就要差得多。因此，采用多锁点窗锁，可以大大减少门窗扇的变形，提高密封性能。

（5）遮阳设施

目前常用的遮阳设施有：

①活动式外遮阳：将百叶装置安装在开放式铝板幕墙内部，在室内可控制百叶升降，不用时百叶可上升进入幕墙内面。这种装置能阻隔太阳辐射于室外，但造价较高。

②百叶中空玻璃窗遮阳：将百叶安装在中空玻璃两片玻璃间，通过磁力控制百叶翻转和升降动作，以达到遮阳和保温效果。百叶处在垂直位置时能有效降低中空玻璃内的热传导，遮挡阳光直射，并有效降低中空玻璃的遮阳系数；百叶处在水平位置时，既可采光，又可起到遮阳作用；百叶处在收起位置时就有和普通中空玻璃一样的效果。这种百叶中空玻璃窗集隔热、保温、隔声、隐私性、装饰性于一体，适合于我国广大地区应用，实为节能的好产品。

（6）提高创新和安装水平

窗的安装对窗是否能获得良好的质量具有决定性的作用。测试性能好的窗，不等于安装上墙后其性能也好。窗安装上墙需满足的功能如下：在各种温度的影响下，窗的各项功能运转自如；对窗的外力能可靠分解，尤其将正负风压有效转移到墙体上去；窗不受墙体内部的各种运动以及尺寸变形的影响（沉降、振动、热胀冷缩等）；安装的各向应力应排除，窗开启自如；窗与墙体连接处的防水、隔声的密封性能；窗与墙体连接处的隔热性能。

建筑制图与房屋建筑学-门窗节能技术实用指南

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