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炎熱氣候與建筑外窗

來源:中國門窗＆配套材料網收集整理　作者:楊仕超　日期:2005-5-20
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1、引言
我們居住的每一棟建筑都處在一定的自然環境之中。設計一棟建筑必須考慮到其所處的自然環境。在所有的自然環境之中，氣候是最為重要的環境之一。縱觀我國歷代的建筑，雖然因歷史文化背景的不同，各個時期的建筑有不同的特點，但各個地區的形式卻相對固定。這

    5、技術措施
    5.1節能
    節能措施之一減少窗的面積，特別是東、西窗的面積，這主要由建筑設計時考慮和確定。

    遮陽可以從兩個方面考慮。一方面由建筑設計確定，另一方面也可在設計外窗時在玻璃內部加百葉窗簾、熱反射膜等等。常見的建筑設計遮陽方法見圖5.1-1。

    在玻璃材料方面，可以通過對不同玻璃的性能進行比較來采用。

    首先，我們對太陽的能量光譜進行分析。太陽的輻射光譜曲紅見圖5.1-2[3]。在海平面，約有半數的太陽能集中在可見光波段，另一半在短波的紅外線區域，只有百分之幾的部分在紫外線區域。當然，太陽的能量光譜與太陽的高度角、大氣成份、污染程度等均有密切的關系。

    透明玻璃的透射能力比較好，基本上可以透過全部太陽能的80%，見圖5.1-3[3]。為阻擋太陽熱輻射，必須對玻璃進行一定的處理。鍍膜是比較常見的手段。

    鍍膜包括熱反射漠和低輻射膜，玻璃分為吸熱和透明玻璃。幾種玻璃的熱工性能見表5.1-1[6]，玻璃的得熱分析見圖5.1-3[4]。

    通過比較可以看出，一般的低輻膜由于主要遮擋紅外線，對太陽能的摭擋是有限的。最好的遮擋是熱反射膜，熱反射的中空玻璃在各項性能指標方面均比較優戶。盡管低輻射鍍膜的中空玻璃冬季傳熱系數比較低，但要夏季減少室內的得熱量，其效果則遠不如熱反射鍍膜的中空玻璃。為了更好地阻擋太陽輻射，使用熱反射中空玻璃時，其熱反射漠在外側玻璃上，膜面朝室內。

    在減少室外熱空氣對室內的傳熱方面，減少空氣滲透量非常重要。在采用中空玻璃之后，空氣滲透和換氣所傳入室內的傳熱成為主要部分。降低空氣滲透量是可行的，但降低換氣卻是衛生要求所不允許的。確定合理的最低換氣量是節能工作的一大課題。

    5.2通風
    為加強建筑的通風，首先應進行合理的小區規劃，保證建筑的前后外窗或門有比較大的風壓差，才會有比較好的通風效果。進行小區通風規劃時應考慮當地的夏季主導風向。對小區通風情況的方案分析可通過風洞模型試驗來進行。

    合理布置開門、窗的位置，有效組織通風，可以使建筑的各個部位均有較好的通風。所以，建筑設計時布置門、窗的位置和設計定其面積大小是非常重要的。

    由于炎熱地區緯度一般比較低，因而南、北沒有太強烈的太陽輻射。所以在南、北均開有比較大面積的窗。從窗的設計而言，有效通風面積大肯定會有利于通風。平開窗的通風面積比較大，通風效果比較好。而且，平開窗可以將窗扇開啟不同的角度，對導風有比較大的作用。

    5.3抗風
    提高外窗的抗風壓性能，減小窗的尺寸是非常有效的辦法。因為風的荷載大小是與面積成正比的。但在南方，現代建筑的面積越來越大，而且窗的形式也越來越復雜。這樣，對外窗也就提出了更高的要求。

    在抗風壓方面，鋁合金窗具有非常大的優勢。鋁合金型材具有輕質高強的特點，優于塑料型材和木材。鋁合金型材開模也比較容易，型材的斷面可以很復雜，從而滿足各種構造方面的需要。彩鋼板型材、塑料型材也不類似的特點。但彩鋼板型材由于其工藝上的限制，其精度不如鋁合金型材，斷面形式也受到相當程度的限制。塑料型材的斷面形式比較靈活，但其精度遠不如鋁合金高，尤其重要的是因為需要焊接，所以其斷面形式受到很大的限制。鋁合金型材在與門窗配件的配合方面具有很好的優勢。

    關于提高鋁合金窗的抗風壓性能問題，許多章已有論述，可見參考文獻[7].
    5.4防雨
    建筑外窗的防雨水滲漏包括兩個方面,一方面是外窗自身的水密性，另一方面是外窗與體之產的密封。

    鋁合金窗具有很好的水密性能。鋁合金容易加工，具有較高的加工精度，鋼材、塑料、木材在這方面不如鋁合金。鋁合金型材不許多品牌的密封膠可以使用，干、濕密封均可，而塑料和木材目前還沒有很方便、耐久的密封膠與之配套。而且設計配套的鋁合金窗五金配件、密封條比較容易，手段也可以多樣化。

    當前，鋁合金型格表面可以噴涂甚至印刷成各種各樣的顏色或者花紋，具有了前所未有的裝飾效果，這樣就能滿足建筑裝飾的不同需要。但有些噴涂材料與目前使用的許多密封膠是不相容的，這應引起使用者的重視。

    關于提高鋁合金窗的水密性問題，可參考文獻[7]。

    5.5防雷
    要將高層建筑的外窗很好地接地，采用金屬外窗比較理想。其它類型的窗（如塑料窗）需要進行特殊的處理，才能達到要求。

    鋁合金窗是性能最優越的金屬窗，所以在南方地區的高層建筑中使用鋁合金窗是解決外窗防雷問題比較好的措施。

    鋁合金窗的防雷接地可以參照建筑幕墻的許多做法，此處不詳述。

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