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提高被動(dòng)房節(jié)能指標(biāo)門窗選擇是關(guān)鍵

來源:中國(guó)安裝協(xié)會(huì)  作者:編輯  日期:2017-3-14
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  門窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的組成部分,同時(shí)也是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫最薄弱的環(huán)節(jié),門窗能耗累計(jì)占了建筑能耗的半數(shù)。因而,門窗節(jié)能性能是被動(dòng)房達(dá)到節(jié)能指標(biāo)的關(guān)鍵。

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  門窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)(詞條“圍護(hù)結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供)的組成部分,同時(shí)也是外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫最薄弱的環(huán)節(jié),門窗能耗累計(jì)占了建筑能耗(詞條“建筑能耗”由行業(yè)大百科提供)的半數(shù)。因而,門窗節(jié)能性能是被動(dòng)房達(dá)到節(jié)能指標(biāo)的關(guān)鍵。

  門窗傳熱系數(shù)指標(biāo)

  先不考慮門窗的密封性,僅就門窗的保溫性能,主要受窗框扇的保溫性能和玻璃的保溫性能的綜合影響。按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-2008的規(guī)定,門窗的傳熱系數(shù)計(jì)算公式如下:

  Ut——整窗的傳熱系數(shù)[W/(㎡·K)];

  Ag——窗玻璃面積(㎡);

  Af——窗框的投射面積(㎡);

  lψ——玻璃區(qū)域的周長(zhǎng)(m);

  Ug——窗玻璃的傳熱系數(shù)[W/(㎡·K)];

  Uf——窗框的傳熱系數(shù)[W/(㎡·K)];

  Ψ——窗框和窗玻璃之間的線傳熱系數(shù)[W/(m·K)]。

  線傳熱系數(shù)ψ主要受間隔層材料傳導(dǎo)率的影響。在沒有精確計(jì)算的情況下,可采用下表估算窗框與玻璃結(jié)合處的線傳熱系數(shù)ψ:

窗框與中空玻璃結(jié)合處的線傳熱系數(shù)ψ

  注:這些值用來計(jì)算低輻射中空玻璃窗,對(duì)應(yīng)中部傳熱系數(shù)Ug≤1.8W/(㎡·K)的中空玻璃

  被動(dòng)房門窗的選擇

  目前,市場(chǎng)上應(yīng)用量最大的三種節(jié)能窗分別是塑料窗(詞條“塑料窗”由行業(yè)大百科提供)、斷熱鋁合金窗和木窗。

  (一)窗框材質(zhì)熱傳導(dǎo)性能差別

  從材料的熱傳導(dǎo)性能來說,金屬材料的比玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)(詞條“導(dǎo)熱系數(shù)”由行業(yè)大百科提供)高,而塑料、木材導(dǎo)熱系數(shù)又比玻璃低。常用門窗相關(guān)材料的導(dǎo)熱系數(shù)見下表。

  窗框的熱傳導(dǎo)性能不能單一以材料的熱傳導(dǎo)性能來判斷,因?yàn)橥ㄟ^空腔結(jié)構(gòu)或復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),可以改善其熱傳導(dǎo)性能,鋼窗從實(shí)芯鋼框發(fā)展為空腹鋼框乃至斷熱鋼框;窗從普通鋁合金框發(fā)展成為斷熱型鋁合金框;木窗從實(shí)木結(jié)構(gòu)(詞條“木結(jié)構(gòu)”由行業(yè)大百科提供)發(fā)展成為復(fù)合結(jié)構(gòu);塑窗從單腔結(jié)構(gòu)發(fā)展成為兩腔、三腔結(jié)構(gòu),乃至最新出現(xiàn)的七腔、八腔結(jié)構(gòu)的型材(詞條“型材”由行業(yè)大百科提供)。只要設(shè)計(jì)合理,導(dǎo)熱性能高的鋼、鋁材料,也能制作成為保溫性能較好的窗框材料。而相比較之下,塑料與木材由于本身具有優(yōu)良的保溫性能,所以這兩種窗框型材的保溫設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)便、保溫程度更高、節(jié)能成本也更低。

  (二)常見節(jié)能門窗窗框材料

  1、塑料型材

  塑料型材的保溫性能主要參照下表所示:

  根據(jù)上表顯示,六腔以上結(jié)構(gòu)、80mm以上厚度的平開系列的塑料型材適合用于被動(dòng)房門窗。

  2、斷熱鋁合金型材

  斷熱鋁合金型材的傳熱系數(shù)主要與隔熱條的間隔寬度d的大小有關(guān),按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》JGJ/T151-2008給出的隔熱條寬度與斷熱金屬(詞條“金屬”由行業(yè)大百科提供)型材傳熱系數(shù)的關(guān)系見下圖。

  由上圖可知,隔熱條寬度尺寸越大,隔熱金屬型材的傳熱系數(shù)越小。由于隔熱條的寬度尺寸受強(qiáng)度等因素限制,所以斷熱金屬型材的傳熱系數(shù)減小空間有限。當(dāng)隔熱條在達(dá)到一定寬度后,還需要解決金屬型材內(nèi)空氣對(duì)流傳熱的問題。因此,斷熱鋁合金型材較難達(dá)到被動(dòng)房門窗的要求。

  3、木型材或鋁木復(fù)合型材

  木窗框的保溫性能跟窗框厚度尺寸及木材濕度有關(guān),按照J(rèn)GJ/T151-2008標(biāo)準(zhǔn)中給出的木窗框與窗框的關(guān)系圖見下圖。

  由上圖可知,軟木材的d需達(dá)到170mm以上,其傳熱系數(shù)方達(dá)到1.0以下,適用于被動(dòng)房門窗。

  (三)門窗的配置設(shè)計(jì)

  根據(jù)公式1,門窗中型材與玻璃的配置要求可以通過計(jì)算來確定。要保證整窗的傳熱系數(shù)Ut低于1.0,就要求窗框的保溫性能Uf和玻璃的傳熱系數(shù)Ug均低于1.0 W/(㎡·K)以下。如果Uf大于1.0,則需要降低玻璃Ug,這從綜合成本的角度,則會(huì)表現(xiàn)的性價(jià)比較差,這并不是我們所推薦的。以下給出被動(dòng)房項(xiàng)目用窗與節(jié)能65%、75%的普通房屋用塑料窗的配置方法,見下表。

  結(jié)束語

  建筑對(duì)于門窗的要求是多樣的。被動(dòng)房門窗除了要考慮與門窗節(jié)能有關(guān)保溫性能、遮陽性能氣密性(詞條“氣密性”由行業(yè)大百科提供)能,還要考慮與安全和舒適度有關(guān)的抗風(fēng)壓(詞條“風(fēng)壓”由行業(yè)大百科提供)性能、水密性能、隔聲性能、采光(詞條“采光”由行業(yè)大百科提供)性能、耐久性能等,這涉及到了設(shè)計(jì)、選材、組裝、安裝、維護(hù)各環(huán)節(jié),還與門窗桿件型材、玻璃、密封膠條(詞條“密封膠條”由行業(yè)大百科提供)五金、配套件各種部件性能有關(guān)。綜合來說,被動(dòng)房用門窗應(yīng)采用系統(tǒng)思路,合理選擇和搭配相關(guān)配套產(chǎn)品與技術(shù),來滿足被動(dòng)房的使用要求。

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