門窗的節(jié)能技術(shù)與措施

1、 門窗的節(jié)能技術(shù)與措施門窗是圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫的薄弱環(huán)節(jié)，從對(duì)建筑能耗組成的分析中，人們發(fā)現(xiàn)通過房屋外窗所損失的能量是十分嚴(yán)重的，是影響建筑熱環(huán)境和造成能耗過高的主要原因。傳統(tǒng)建筑中，通過窗的傳熱量占建筑總能耗20%以上；節(jié)能建筑中，墻體采用保溫材料熱阻增大以后，窗的熱損失占建筑總能耗的比例更大。導(dǎo)致門窗能量損失的原因是門窗與周圍環(huán)境進(jìn)行的熱交換，其過程包括：通過玻璃進(jìn)入建筑的太陽輻射的熱量；通過玻璃的傳熱損失；通過窗格與窗框的熱損失；窗洞口熱橋造成的熱損失；縫隙冷風(fēng)滲透造成的熱損失。 據(jù)了解，影響門窗熱量損耗大小的因素很多，主要有以下幾方面：門窗的傳熱系數(shù)。門窗的傳熱系數(shù)是指在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面

2、積的傳熱量。傳熱系數(shù)越大，則在冬季通過門窗的熱量損失就越大。門窗的傳熱系數(shù)又與門窗的材料、類型有關(guān)。門窗的氣密性。門窗的氣密性是指在門窗關(guān)閉狀態(tài)下，阻止空氣滲透的能力。門窗氣密性等級(jí)的高低，對(duì)熱量的損失影響極大，室外風(fēng)力變化會(huì)對(duì)室溫產(chǎn)生不利的影響，氣密性等級(jí)越高，則熱量損失就越少，對(duì)室溫的影響也越小。窗墻比系數(shù)與朝向。窗墻比例是指外窗的面積與外墻面積之比。通常門窗的傳熱熱阻比墻體的傳熱熱阻要小得多，因此，建筑的冷、熱耗量隨窗墻面積比的增加而增加。作為建筑節(jié)能的一項(xiàng)措施，要求在滿足采光通風(fēng)的條件下確定適宜的窗墻比。一般而言，不同朝向的太陽輻射強(qiáng)度和日照率不同，窗戶所獲得的太陽輻射熱也不相同。門窗

3、節(jié)能途徑主要是保溫隔熱。其措施包括：提高門窗的保溫性能；提高門窗的隔熱性能，提高門窗的氣密性。 選擇節(jié)能窗型。窗型是影響節(jié)能性能的第一要素。推拉窗的節(jié)能效果差，而平開窗和固定窗的節(jié)能效果優(yōu)越。推拉窗在窗框下滑軌來回滑動(dòng)，上部有較大的空間，下部有滑輪間的空隙，窗扇上下形成明顯的對(duì)流交換，熱冷空氣的對(duì)流形成較大的熱損失，此時(shí)，不論采用何種隔熱型材作窗框都達(dá)不到節(jié)能效果。平開窗的窗扇和窗框間一般有橡膠密封壓條，在窗扇關(guān)閉后，密封橡膠壓條壓得很緊，幾乎沒有空隙，很難形成對(duì)流，熱量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的熱傳導(dǎo)、輻射散熱和窗扇與窗框接觸位置的空氣摻漏，以及窗框與墻體之間的空氣滲漏等。固定窗由

4、于窗框嵌在墻體內(nèi)，玻璃直接安裝在窗框上，玻璃和窗框已采用膠條或者密封膠密封，空氣很難通過密封膠形成對(duì)流，很難造成熱損失。在固定窗上，玻璃和窗框熱傳導(dǎo)為主要熱損失的來源，如果在玻璃上采取有效措施，就可以大大提高節(jié)能效果。因此，從結(jié)構(gòu)上講，固定窗是最節(jié)能的窗型。設(shè)計(jì)合理的窗扇比和朝向。一般來說，窗戶的傳熱系數(shù)大于同朝向、同面積的外墻傳熱系數(shù)，因此，采暖耗能熱量隨著窗墻比例的增加而增加。在采光和通風(fēng)允許的條件下，控制窗墻比例比設(shè)置保溫窗簾和窗板更加有效，即窗墻面積比設(shè)計(jì)越小，熱量損耗就越小，節(jié)能效果越佳。熱量損耗還與外窗的朝向有關(guān)，南、北朝向的太陽輻射強(qiáng)度和日照率高，窗戶所獲得的太陽輻射熱多。在民用

5、建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）中，雖對(duì)窗墻面積比和朝向做了有選擇性的規(guī)定，但還應(yīng)結(jié)合各地的具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。有專家提出：考慮到起居室在北向時(shí)的采光需要，南、北向的窗墻面積比可取0.3；考慮到目前一些塔式住宅的情況，東、西向的窗墻面積比可取0.35;考慮到南向出現(xiàn)落地窗、凸窗的機(jī)會(huì)較多，南向的窗墻面積比可取0.45。這樣雖然增大了南向外窗的面積，但可充分利用太陽能的輻射熱降低采暖能耗，實(shí)現(xiàn)既有寬敞明亮的視野又不浪費(fèi)能源的目的。 使用節(jié)能材料。由于新型材料的發(fā)展，組成窗的主材（框料、玻璃、密封件、五金附件以及遮陽設(shè)施等）技術(shù)進(jìn)步很快，使用節(jié)能材料是門窗節(jié)能的有效途徑。 框料：窗用型材約占

6、外窗洞口面積的15%30%，是建筑外窗中能量流失的另一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，因此，窗用型材的選用也是至關(guān)重要的。目前節(jié)能窗的框架類型很多，如斷熱鋁材、斷熱鋼材、塑料型材、玻璃鋼材及復(fù)合材料（鋁塑、鋁木等）。其中，斷熱鋁材節(jié)能效果比較好，使用比較廣，它不僅保留了鋁型材的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也大大降低了鋁型材傳熱系數(shù)。斷熱鋁材是在鋁合金型材斷面中使用熱橋（冷橋）技術(shù)使型材分為內(nèi)、外兩部。目前有兩種工藝：一種是注膠式斷熱技術(shù)（即澆注切橋技術(shù)），這種技術(shù)既可以生產(chǎn)對(duì)稱型斷熱型材，也可以生產(chǎn)非對(duì)稱型材。由于利用澆注式處理流體填補(bǔ)成型空間原理，其成品精度非常高。另一種是斷熱條嵌入技術(shù)，即采用由聚酞胺66和25%玻璃纖維（PA

7、66GF25)合成斷熱條，與鋁合金型材在外力擠壓下嵌合組成斷熱鋁型材。這種型材不僅強(qiáng)度高（接近鋁合金），而且它的機(jī)械性能好、隔熱效果佳。由于隔熱條的加入使型材形成多種斷面形式，有良好的強(qiáng)度。另外隔熱條中的玻璃纖維排列有序，能夠長(zhǎng)時(shí)間承受高拉應(yīng)力和高剪切應(yīng)力，隔熱條的線形膨脹系數(shù)接近鋁，有非常好的加工性能；同時(shí)內(nèi)、外型材可以由不同顏色和表面處理方式的型材組成，增強(qiáng)了裝飾效果；并且可抗多種酸、堿化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。 玻璃：在窗戶中，玻璃面積占窗戶面積的65%75%。普通玻璃的熱阻值很小，而且對(duì)遠(yuǎn)紅外熱輻射幾乎完全吸收，單層普通玻璃是無法達(dá)到保溫節(jié)能效果的。門窗玻璃種類較多。不同種類的玻璃，其透光率、遮

8、陽系數(shù)、傳熱系數(shù)是大不相同的。導(dǎo)熱性和遮陽性，有著雙重性。對(duì)于冬天，我們希望太陽輻射得到熱量，使室內(nèi)溫度升高。但夏天又希望減少太陽輻射，避免進(jìn)入室內(nèi)。 因此，對(duì)于不同地區(qū)，應(yīng)選擇相應(yīng)傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)的玻璃。為了降低導(dǎo)熱性和提高遮陽性，目前，門窗玻璃常用的處理方法有： 玻璃鍍膜。用物理或化學(xué)鍍膜工藝，改變玻璃表面的熱反射特性，將太陽輻射直接反射回去，從而提高玻璃的遮陽隔熱性能。鍍膜玻璃又分為熱反射玻璃（又稱陽光控制玻璃）和低輻射玻璃（又稱Low-E玻璃），熱反射玻璃可通過配置膜層的結(jié)構(gòu)和厚度，在較大范圍改變遮陽性能。由于對(duì)紅外線高反射、不吸熱的材料鍍膜，Low-E玻璃可反射太陽能波段的熱輻射，

9、從而有效地控制了玻璃的遮陽性能，同時(shí)也明顯降低了玻璃的傳熱系數(shù)。 玻璃著色。在制造過程中加入色劑，著色玻璃的遮陽性和隔熱性能優(yōu)于透明玻璃。通過吸收部分陽光的直接透過，從而減少太陽輻射熱進(jìn)入室內(nèi)；但由于吸收熱量使自身溫度升高，增加了溫差傳熱，降低了保溫效果。中空玻璃。中空玻璃是以兩片或多片玻璃，采用間隔條來控制中空玻璃的內(nèi)外兩片的間距。雙玻璃周邊用密封膠翻結(jié)密封，使玻璃層間形成干燥氣體，具有隔音、隔熱、防結(jié)露和降低能耗的作用。 密封材料：洞口密封材料的質(zhì)量，既影響著房屋的保溫節(jié)能效果，也關(guān)系到墻體的防水性能，應(yīng)正確選用洞口密封材料。目前鋼塑門窗框的四邊與墻體之間的空隙，通常使用聚氨酯發(fā)泡體進(jìn)行填

10、充。此類材料不僅有填充作用，而且還有很好的密封保溫和隔熱性能。另外應(yīng)用較多的密封材料還有硅膠、三元乙丙膠條。其他部分的密封用密封條，密封條分為毛條和膠條。密封膠條用于玻璃和扇及框之間的密封，在塑鋼門窗中起著水密、氣密及節(jié)能的重要作用。密封膠條必須具有足夠的拉伸強(qiáng)度、良好的彈性、良好的耐溫性和耐老化性，斷面結(jié)構(gòu)尺寸要與塑鋼門窗型材匹配。質(zhì)量不好的膠條耐老化性差，經(jīng)太陽長(zhǎng)期暴曬，膠條老化后變硬，失去彈性，容易脫落，不僅密封性差，而且造成玻璃松動(dòng)產(chǎn)生安全隱患。密封毛條主要用于框和扇之間的密封，毛條的安裝部位一般在門窗扇上，框扇的四周圍或密封橋（擋風(fēng)塊）上，增強(qiáng)框與扇之間的密封，毛條規(guī)格是影響推拉門窗

11、的氣密性能的重要因素，也是影響門窗開關(guān)力的重要因素。毛條規(guī)格過大或豎毛過高，不但裝配困難，而且使門窗移動(dòng)阻力增大，尤其是開啟時(shí)的初阻力和關(guān)閉時(shí)的最后就位阻力較大；規(guī)格過小或豎毛條高度不夠，易脫出槽外，使門窗的密封性能大大降低。毛條需經(jīng)過硅化處理，質(zhì)量合格的毛條外觀平直，底板和豎毛光滑，無彎曲，底板上沒有麻點(diǎn)。膠條、毛條都起著密封、隔音、防塵、防凍、保暖的作用。其質(zhì)量的好壞直接影響門窗的氣密性和長(zhǎng)期使用的節(jié)能效果。門窗節(jié)能的關(guān)鍵是在滿足其使用功能的前提下，具有較高的保溫性和隔熱性能。門窗節(jié)能最重要的是解決好門窗型材斷熱問題和選配熱阻值小的玻璃問題，使門窗具有高強(qiáng)度、高氣密性、高水密性、高精度性、

12、優(yōu)異的隔熱、隔音性能。 只要從門窗的設(shè)計(jì)、加工、安裝等各個(gè)細(xì)微環(huán)節(jié)上下工夫，就完全可以設(shè)計(jì)、制造出適應(yīng)保溫節(jié)能要求的門窗。近些年來，我國在節(jié)能門窗的研究開發(fā)和技術(shù)引進(jìn)方面做了大量工作，總體上說門窗節(jié)能水平有所提高，但與先進(jìn)國家相比，仍有較大差距。隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的制訂實(shí)施，國家也正采取有效措施，形勢(shì)迫使我國的門窗、幕墻行業(yè)迅速發(fā)展進(jìn)步。目前，在門窗節(jié)能問題上，我們還需要在以下幾方面做更多的研究和實(shí)踐。建立綜合性節(jié)能指標(biāo)體系，如窗的夏季傳熱系數(shù)、窗玻璃的遮陽系數(shù)、空氣滲透性能、窗戶采光性能等。建立符合地區(qū)特點(diǎn)的門窗節(jié)能指標(biāo)和技術(shù)；盡量通過加強(qiáng)建筑物的保溫隔熱能力，滿足人們對(duì)室內(nèi)舒適度的要求，降低

13、建筑能耗；加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)宣傳，建立正確的全民節(jié)能觀念。 五金附件：門窗是靠五金配件來完成開啟、關(guān)閉功能的，它是建筑門窗中最易磨損和持續(xù)活動(dòng)的部分，其功能的有效性不僅直接導(dǎo)致安全問題，而且影響建筑門窗的保溫性能以及水密性、氣密性。沒有高性能的五金配件作保證，是無法制作出高性能的節(jié)能門窗的。門窗五金配件主要包括：執(zhí)手、滑撐、撐擋、拉手、窗鎖、滑輪等。對(duì)平開窗而言，按照密封性能來分類，大體可分為兩類：多鎖點(diǎn)五金件和單鎖點(diǎn)五金件。多鎖點(diǎn)五金件的鎖點(diǎn)和鎖坐分布在整個(gè)門窗的四周；當(dāng)門窗鎖閉后鎖點(diǎn)、鎖坐牢牢地扣在一起，與鉸鏈或滑撐配合，共同產(chǎn)生強(qiáng)大的密封壓緊力，使密封條彈性變形，從而提供給門窗足夠的密封性能，

14、使窗扇、窗框形成一體；而單鎖點(diǎn)密封性相對(duì)來說就要差得多。因此，采用多鎖點(diǎn)窗鎖，可以大大減少門窗扇的變形，提高密封性能。就其它配件而言，滑撐鉸鏈應(yīng)采用不銹鋼材料，對(duì)寬度超過1米的推拉窗，或安裝雙層玻璃的門窗，應(yīng)采用雙滑輪或選用滾動(dòng)滑輪。 優(yōu)化門窗框型材的斷面結(jié)構(gòu)。新材料出現(xiàn)后如果沒有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)配合，則它發(fā)揮的作用也就有局限性。同樣的材料采用的結(jié)構(gòu)不同，在性能上相差是很大的，如框采用多腔隔熱條、密封采用多道密封和玻璃、附件配套，使K值大幅度降低。 由此可知，要提高框架的熱阻，就須加大隔熱條的寬度或連接內(nèi)外鋁框的隔熱芯子的厚度。為了框架斷面的緊湊，根據(jù)熱流長(zhǎng)度原理，在隔熱條同樣寬度下，可設(shè)計(jì)成“弓”

15、形，由于熱流的長(zhǎng)度增加，也就提高了熱阻R,使K值進(jìn)一步降低。 采取多空腔的隔熱條設(shè)計(jì)，以降低K值。雖然加寬隔熱條可有效降低K值，也只能適當(dāng)加寬，若加得太大，會(huì)造成結(jié)構(gòu)不緊湊，必須還要尋求提高熱阻的措施。根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，可將熱傳導(dǎo)的面設(shè)計(jì)成疊加的多空腔以提高熱阻。加寬隔熱條填充發(fā)泡材料，并用多頭腔密封條配套，進(jìn)一步降低K值。為一步降低K值，可加寬隔熱條、填充發(fā)泡材料，用多頭密封形成空腔與之性能配套。 密封結(jié)構(gòu)應(yīng)與框架等性能配套。門窗有一個(gè)開啟問題，這樣關(guān)閉時(shí)的縫隙密封處理是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，因密封不好產(chǎn)生對(duì)流損失的熱量。因此，在框架和玻璃都采取有效辦法降低K值后，必須解決密封性能的問題，窗的密封構(gòu)造

16、設(shè)計(jì)除解決上述對(duì)流熱損失問題外，還要考慮解決熱傳導(dǎo)的損失問題，因此密封條的設(shè)計(jì)除考慮密封性能外還需考慮多頭密封空腔，形成多腔空間，以求得K值與其他部分配套。 目前常用的遮陽設(shè)施有：活動(dòng)式外遮陽。活動(dòng)式外遮陽設(shè)施是阻隔太陽輻射的良好屏障。活動(dòng)式遮陽百葉裝置安裝在開放式鋁板幕墻內(nèi)部，在室內(nèi)可控制百葉升降進(jìn)行合理遮陽，不用時(shí)百葉可上升進(jìn)入幕墻內(nèi)面。這種裝置能阻隔太陽輻射于室外。但這種裝置造價(jià)高，對(duì)居住建筑來說并不適合；而簡(jiǎn)單外遮陽又帶來建筑外觀和清潔等問題，所以居住建筑大多選用室內(nèi)遮陽，然而，室內(nèi)遮陽節(jié)能效果又不夠理想，因而出現(xiàn)了百葉中空玻璃。 百葉中空玻璃窗遮陽設(shè)施。百葉中空玻璃窗是將百葉安裝在中

17、空玻璃兩片玻璃間，可代替普通中空玻璃裝于各種窗框上，通過磁力控制百葉翻轉(zhuǎn)和升降動(dòng)作，以達(dá)到遮陽和保溫效果。當(dāng)百葉處在垂直位置時(shí)能有效降低中空玻璃內(nèi)的熱傳導(dǎo)，遮擋陽光直射，并有效降低中空玻璃的遮陽系數(shù)；當(dāng)百葉處在水平位置時(shí)，既可采光，又可起到遮陽作用；當(dāng)百葉處在收起位置時(shí)就有和普通中空玻璃一樣的效果。同時(shí)百葉在中空玻璃內(nèi)也解決了清潔維護(hù)問題。這種百葉中空玻璃窗集隔熱、保溫、隔聲、隱私性、裝飾性于一體，適合于我國廣大地區(qū)應(yīng)用，實(shí)為節(jié)能的好產(chǎn)品。 提高創(chuàng)作和安裝水平。安裝是窗結(jié)構(gòu)的重要組成部分，窗的安裝對(duì)窗是否能獲得良好的質(zhì)量，具有決定性的作用。測(cè)試性能好的窗，不等于安裝上墻后其性能也好。如何將一個(gè)

18、公差以毫米計(jì)的窗，安裝在公差以厘米計(jì)的墻洞口上，把窗和墻體部分連成一個(gè)系統(tǒng)，使窗和墻體之間天衣無縫并滿足一定的功能要求是一個(gè)重要問題。 窗安裝上墻需滿足的功能如下：在各種溫度的影響下，窗的各項(xiàng)功能運(yùn)轉(zhuǎn)自如；對(duì)窗的外力能可靠分解，尤其將正負(fù)風(fēng)壓有效轉(zhuǎn)移到墻體上去；窗不受墻體內(nèi)部的各種運(yùn)動(dòng)以及尺寸變形的影響（沉降、振動(dòng)、熱脹冷縮等）；安裝的各向應(yīng)力應(yīng)排除，窗開啟自如；窗與墻體連接處的防水、隔聲的密封性能；窗與墻體連接處的隔熱性能。要達(dá)到這些要求，必須進(jìn)行科學(xué)、規(guī)范、嚴(yán)密的施工。節(jié)能門窗安裝除符合一般門窗安裝的技術(shù)規(guī)定外，還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。門窗的品種、型號(hào)、規(guī)格、性能、開啟方向及門窗的密封處理等必須符合設(shè)計(jì)要求。門窗安裝必須采用預(yù)留洞口的方法，嚴(yán)禁邊安裝邊砌口或先安裝后砌口。節(jié)能門窗的安裝應(yīng)根