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我國被動式超低能耗建筑用外窗熱工性能指標研究及實測分析

來源:2016年會論文集  作者:萬成龍 王洪濤 單波 閻強  日期:2016-4-13
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  提要:被動式超低能耗建筑是我國節能建筑發展的重要趨勢,適用的外窗傳熱系數指標是被動式超低能耗建筑用外窗設計的基礎,但目前國內尚缺少相關研究;國內雖然建成了多個示范工程,但卻缺乏真實外窗性能數據為其他工程提供參考。本文在參考國外被動式建筑用外窗設計準則的基礎上,重點探討了國內被動式超低能耗建筑用外窗傳熱系數的確定方法及典型氣候區傳熱系數和內表面最低溫度指標值,并在對國內某幾個典型的被動式超低能耗建筑用外窗節能性能測試評估的基礎上給出了目前被動式超低能耗建筑外窗存在的典型問題和相應分析,對于國內被動式超低能耗建筑用外窗產品的設計具有一定的參考價值。
  關鍵詞:被動式超低能耗建筑用外窗,性能指標,測試分析

  氣密性測試首先將試件外表面縫隙用膠帶全部密封,測出系統附加空氣滲透量;再將試件室外側膠帶去除,測出總空氣滲透量;計算得到單位縫長空氣滲透量和單位面積空氣滲透量,測試結果見表4。

  試驗從2月4日18:00開始到2月8日18:00結束,共采集4天完整數據,溫度監測數據曲線見圖5。

  結果表明,玻璃邊緣溫度測點(測點4、測點5和測點8)溫度明顯偏低且波動幅度偏大,說明玻璃邊緣處為熱工薄弱環節;玻璃中心測點(測點6)溫度波動幅度大,且晚上低于外窗除玻璃邊緣測點(測點4、測點5和測點8)外的其它測點,中午高于外窗除玻璃邊緣測點(測點4、測點5和測點8)外的其它測點,表明玻璃中心保溫效果較型材略差;中午溫度高于其它點表明玻璃中心在溫差傳熱外,吸收了周圍輻射對流傳熱(詞條“對流傳熱”由行業大百科提供)的熱量。

  某天空氣溫度較高時刻10:00外窗內表面溫度分布見圖6;某天空氣溫度較低時刻3:00外窗內表面溫度分布見圖7。

  結果表明,在一天溫度較高時刻和溫度較低時刻,外窗內表面玻璃邊緣溫度均明顯偏低,即玻璃邊緣為外窗的熱工薄弱環節,需加以改進。

  3.6 外窗內表面結露檢查結果及分析

  被動式超低能耗建筑既要極大地降低建筑能耗,又要保證居住的舒適度。為保證居住的舒適度,室內的空氣溫度、外窗內表面溫度和室內空氣濕度需重點控制。外窗內表面溫度過低會由于冷輻射引起居住的不舒適感,也有可能導致外窗結露。某被動式超低能耗示范工程用外窗內表面結露檢查見圖8。

  結果表明,該工程用外窗玻璃邊緣存在嚴重的結露現象,實際檢查時發現每個窗都不同程度結露。該工程測試時室外空氣溫度為-20℃左右,外窗的傳熱系數為0.8W/(m2·K),達到了德國被動式超低能耗建筑用窗的要求,但由于當地冬季氣溫遠低于德國,導致外窗內表面溫度偏低出現結露。說明國內被動式超低能耗建筑用窗的傳熱系數簡單參考德國的傳熱系數指標是不夠的,需要研究確定適合于我國不同地區的傳熱系數指標。

  4 結論

  根據對我國被動式超低能耗建筑用外窗的性能指標研究和測試分析,可得結論如下:

  (1)外窗是被動式超低能建筑重要構件,但其傳熱系數指標未得到充分研究;被動式超低能建筑用外窗傳熱系數應根據“熱舒適度準則”和傳熱學基本原理確定,論文推導出了基本計算公式;

  (2)我國不同氣候地區被動式超低能耗建筑用外窗傳熱系數需要根據其冬季室外計算溫度確定,論文給出了幾個典型城市的外窗傳熱系數限值;國內尚無各氣候地區被動式超低能耗建筑用外窗相關性能設計標準,而相關指標可參考本論文提供的方法確定。

  (3)測試評估結果表明,我國幾個典型被動式超低能耗示范建筑用外窗的傳熱系數K值小于1.0W/(m2·K);但是,達到德國被動式超低能耗建筑用窗指標,在國內某些地區會出現結露等問題,無法保證居住的舒適度。

  (4)現場氣密普測表明,木窗或鋁包木窗在個別工程存在集成木材變形,導致嚴重的空氣滲漏問題。表明被動式超低能耗建筑采用木窗或鋁包木窗時,應保證木材的保存和加工環境、表面處理質量,避免水汽侵蝕導致外窗性能降低。外窗氣密性測試表明,鋁木復合窗塑料窗的氣密性較高,達到了7級或8級的水平(最高為8級)。相對而言,塑料窗氣密性略低,這與實驗室大量測試數據也是一致的。

  (5)內表面溫度測試結果表明,玻璃中心與玻璃邊緣溫差較大,部分外窗玻璃邊緣有結露現象。說明在被動式超低能耗建筑用窗設計過程中,應重點改善玻璃邊緣熱工狀況。

  參考文獻

  [1]住房和城鄉建設部.被動式超低能耗綠色建筑技術導則(居住建筑)(試行).2015

  [2]DB13(J)/T177-2015.被動式低能耗居住建筑節能設計標準.

  [3](德)菲斯特教授,考夫曼博士著/徐智勇整理翻譯.成功設計和建造被動房質量保證指南[M].中國被動式超低能耗建筑聯盟內部資料.2014

  [4]章熙民,任澤霈.傳熱學(第四版)[M].北京:中國建筑工業出版社,2004

  [5]萬成龍.不同氣候條件下建筑外窗性能變化檢測技術研究.北京工業大學碩士論文.2009,55~57

  [6]JGJ/T 151-2008. 建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程[S]. 北京:中國建筑工業出版社, 2009, 58~65

  [7]GB 50176-93.民用建筑熱工設計規范[S]. 北京:中國建筑工業出版社

  [8]GB/T 8484-2008.建筑外門窗保溫性能分級及檢測方法[S]

  [9]JG/T 211-2007.建筑外窗氣密、水密、抗風壓性能現場檢測方法[S]

  [10]GB/T 7106-2008.建筑外門窗氣密、水密、抗風壓性能分級及檢測方法[S]

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專家介紹

 王洪濤

建筑門窗配套件委員會專家組

工作單位:中國建筑科學研究院建筑物理研究所

技術職稱:高工

專業:  工作簡歷及主要作品或業績:   具有本學科扎實的理論基礎、熟悉建筑幕墻外窗的應用技術,主持研發了多項建筑外窗幕墻檢測技術、設備。其中建筑外窗現場檢測設備在建筑門窗行業引起極大反響,已經在國內大量推廣使用。承擔多項國家大型工程的幕墻門窗檢測及工程技術論證。為國內省市及地方檢測單位提供技術支持,建立檢測設備。擔任全國建筑幕墻門窗標準化技術委員會秘書長,負責幕墻門窗行業國家標準。主持及參加多項國家科技支撐重點項目及部、院級科研項目。具備實驗室認可/檢查機構技術評審員資格。

專長:建筑門窗幕墻檢測及研究

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2016-4-13/41084-1.htm
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月精彩評論集錦
  • 品質量還是廣州的白云,浙江的之江,上海的港玖,這些都是實力企業,當然有過硬的好產品了
    來自 116.226.66.244 的張猛對2010年度“建筑用硅酮結構密封膠”產品展播的評論
  • 大廠現在其實可以考慮并購了.做為行業NO.1,2,3....可以把自己看得起的,二級市場中潛在競爭對手收購了.少起品牌,對自己,對用戶都有好處....以后全國只有三個名牌,之江,白云,XX控股集團
    來自 61.188.218.118 的中國幕墻網讀者對深度剖析:2007年度建筑用膠類認定產品橫向對比的評論
  • 我感覺此次大賽的人文風光建筑類作品的主題,應以建筑為主題,人文與自然作為烘襯為妥。個人觀點!
  • 國家規范規定,幕墻工程使用的所有預埋件,應使用熱鍍鋅鋼件......  請注明哪里有這句話。我不曾見到過。望知情者能賜教。
    來自 222.67.79.10 的讀者對玻璃幕墻施工工藝與質量要求淺析的評論
  • 寫得不錯,看的出作者下了不少功夫,收集了不少資料。
    來自 113.92.129.247 的zhnto對2009年我國太陽能玻璃市場需求預測與產能分析的評論
  • 改革開放之初,整個中國的門窗幕墻產業非常尷尬,沒有核心技術的突破,中國的門窗廠、工程公司(隊)只能充當“下力人”的外包角色,而材料廠家就更是只能在夾縫中求生存。最難受的是,國際巨頭甚至還扼殺你“下力”的權利和機會,連夾縫都不給你。二十年后,行業為什么能得到如此蓬勃的發展,這與大協會以及分管委員會的正確領導,先明決策是密不可分的。首先,建立各項標準,幫助企業明確發展目標,鼓勵企業登上商業舞臺,和當時的海外”巨無霸“競爭。同時,組建專家組,從技術角度,在工程應用方面,給于全行業企業提攜。另一層面,多方努力,通過領導的”本土化“人脈優勢,在一些地方政府工程、重點項目上,盡可能的給予國內參標企業照顧,從而讓小企業得到了大煅練,慢慢積累,走到今天。可以說沒有行業協會的英明領導,正確決策,配合全行業優秀企業的拼搏精神,中國的門窗幕墻行業不可能取得今天舉世矚目的成績!
  • 恭喜,恭喜。
    相信之江公司的產值會大增,服務會更上一層樓。
    希望嚴把產品質量關,加強產品防偽技術,壓制假冒。
    來自 221.15.149.26 的讀者對賀之江“金鼠牌”膠獲“中國名牌產品”的評論
  • 我們的標準比歐盟的標準低得太多了,定標準的人簡直是在殺人啊!!!
    來自 219.149.84.75 的讀者對影響硅酮結構膠壽命的老化因素和化解方法的評論
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