標準化節(jié)能外窗性能分析——案例分析如何進行標準化節(jié)能外窗設(shè)計

來源:中國門窗＆配套材料網(wǎng)收集整理　作者:楊帆　日期:2012-5-25
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摘要：外窗洞口傳遞的熱量占到建筑外圍護系統(tǒng)節(jié)能指標的50%左右，對于建筑物的整體節(jié)能效果具有重要影響。當代萬國城MOMA 節(jié)能外窗構(gòu)造體系基于整體化的節(jié)能設(shè)計，其中：窗框采用復合型隔熱鋁型材及多腔體隔熱設(shè)計；外窗玻璃選用單銀Low-E 雙層中空玻璃，中空部分填充惰性氣體，通過一系列的節(jié)能構(gòu)造方式使整窗傳熱系數(shù)達到1.8 W/m2.k。

關(guān)鍵詞：標準化節(jié)能外窗單銀中空Low-E 玻璃暖邊條

　　（一）前言
　　建筑節(jié)能主要是通過建筑外圍護節(jié)能(被動式節(jié)能)和建筑設(shè)備節(jié)能(主動式節(jié)能)兩方面節(jié)能技術(shù)來完成的。其中建筑外圍護結(jié)構(gòu)節(jié)能，占到整個節(jié)能指標的5O-6O%，投資少見效快，因此是綠色、節(jié)能建筑的首選方向。

　　而對于整個外圍護結(jié)構(gòu)來講，外窗洞口傳遞的能量，又占到外圍護系統(tǒng)節(jié)能指標的53-57%(如圖1，2)。因此外窗節(jié)能是外圍護系統(tǒng)建筑設(shè)計中的首選節(jié)能方向。

　　（二）國內(nèi)建筑節(jié)能外窗的發(fā)展狀況
　　對于居住建筑，從20O4年開始，北京開始率先從5O%的節(jié)能指標基礎(chǔ)上再進一步降低能耗)要求做到65%的節(jié)能標準，在此基礎(chǔ)上要求住宅門窗的傳熱系數(shù)限值K不大于28W/W/m2k。其他氣候區(qū)也對住宅外窗的傳熱系數(shù)做出了相應的規(guī)定(如圖1、目前中國大多數(shù)房地產(chǎn)住宅開發(fā)項目的外窗傳熱系數(shù)K仍停留在2O及2OW/W/m2k以上，這一數(shù)值，還達不到德國1995年18的指標，遠遠低于國際現(xiàn)有外窗的性能指標，顯然不能夠滿足未來房地產(chǎn)節(jié)能發(fā)展的需要。因此，很多節(jié)能地產(chǎn)公司以及門窗企業(yè)都開始逐漸重視外窗節(jié)能的重要性，高性價比的節(jié)能門窗越來越受到大家的一致關(guān)注。

　　(三）當代標準化節(jié)能外窗性能分析
　　3.1標準化外窗的重要性
　　根據(jù)1989年《中華人民共和國標準化法》對“標準化”含義的解釋是“在經(jīng)濟、技術(shù)、科學及管理等社會實踐中，對重復性事物和概念通過制定、實施標準，達到統(tǒng)一，以獲得最佳秩序和社會效益的過程”。主要指的是工業(yè)產(chǎn)品、重要農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)境保護、建設(shè)工程等生產(chǎn)領(lǐng)域統(tǒng)一的技術(shù)要求。對于房地產(chǎn)行業(yè)來講，住宅建設(shè)及住宅部品標準化作為其中—個重要組成部分，它是住宅建設(shè)發(fā)展的必由之路。

　　當代節(jié)能置業(yè)(以下簡稱當代)，作為節(jié)能科技地產(chǎn)的代表之一，從很早就注重住宅建筑構(gòu)件的標準化工作，在萬國城MOMA(太原)項目的實際應用中，采用標準化的外窗設(shè)計，通過簡化外窗設(shè)計種類，對加快外窗的設(shè)計和生產(chǎn)準備過程，保證產(chǎn)品和工程質(zhì)量有較大影響;同時它也擴大了外窗產(chǎn)品的零、部件的互換性和統(tǒng)一性，從而可以有效地降低成本，最終實現(xiàn)整個項目快速生產(chǎn)和安裝的目的。

　　同時，當代在節(jié)能外窗的研發(fā)和實踐中，通過多年的努力已經(jīng)形成了完整的建筑節(jié)能外窗體系。早在20O2年完成的北京的萬國城MOMA二期的門窗性能指標，實測值就已達到20W/m2k，而在2O1O年已完成的萬國城MOMAl太原)項目設(shè)計中，門窗性能指標已達到18W/m2k;表1給出了當代標準化節(jié)能外窗部分參數(shù)。在本文后面的章節(jié)中，我們將結(jié)合該項目的實際案例，來闡述一下節(jié)能門窗的性能分析。

　　3.2標準化外窗的性能分析
　　我們首先來了解一下外窗傳熱的基本原理，我們知道，物體的傳熱油三種基本方式，即:導熱、對流和熱輻射。其中:導熱是依靠物質(zhì)的分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運動而產(chǎn)生的熱量傳遞，成為導熱(或熱傳導、對流是指流體各部分之間發(fā)生相對位移，依靠冷熱流體互相參混和移動所引起的熱量傳遞方式。熱輻射是物體通過電磁波來傳遞能量的方式。

　　而建筑外窗主要是由:玻璃，型材，暖邊條，五金件等部分構(gòu)成的。而外窗的各部分對于節(jié)能發(fā)揮著不同的作用，如圖4所示。因此，我們通過LOW-E玻璃，填充惰性氣體及選擇多腔體的窗框型材及低傳導間隔條等措施來實現(xiàn)節(jié)能的目標。另外，根據(jù)整窗傳熱的∪值計算公式(如圖5所示)，我們也可以看出，玻璃，型材和暖邊條是對傳熱性能影響最大的三個部分。下面，我們來針對這三個部位來進行節(jié)能性能分析。

　　3.2.1玻璃材料
　　在外窗洞口中，玻璃的面積占到整個洞口面積的75-80%，因此玻璃的節(jié)能是整個外窗節(jié)能最核心的部位。而從成本分析計算，設(shè)計指標中窗地比為1/z，若外窗造價以1000元/m2，玻璃造價以30O元/m2計算，則折合建筑面積上的造價為40元/m2左右，若建安成本按2O0O元/m2計算，則玻璃造價只占到總體造價的2%;因此說通過對玻璃的節(jié)能指標優(yōu)化來達到優(yōu)化建筑節(jié)能指標是性價比最優(yōu)的途徑。當然在提高玻璃性能的同時還要考慮到成本因素的影響，以及玻璃和其他部位搭配的均衡性。

　　因此，低輻射玻璃(LOW-E玻璃)的應用，在全世界越來越廣泛，它是在玻璃表面上鍍多層金屬或其他化合物組成的膜系產(chǎn)品，其鍍膜層具有對可見光高透過及對中遠紅外線高反射的特性，因此使其與普通玻璃及傳統(tǒng)的建筑用鍍膜玻璃相比，具有明顯的低輻射和高透光的性能優(yōu)勢。

　　在萬國城MOMA(太原)的項目中，在外窗成本限額100O元/m2的要求下，在滿足18(單位:W/m2k)的傳熱系數(shù)的基礎(chǔ)上，采用的是圣戈班雙層中空
充氬氣5mmPLT116I+16Ar+6mm玻璃，玻璃∪值可以達到12(單位:ˇV/m2k);這是國內(nèi)目前已知單銀LOw-E中空玻璃中∪值最低的配置。顯然，這也是性價比最優(yōu)的LOW-E中空玻璃配置。因為要達到同樣∪值，若采用雙銀LOW-E中空玻璃或者三玻LOW-E中空玻璃，造價要遠高于單銀LOW-E中空玻璃的配置。

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