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1、淺談建筑外窗節(jié)能技術摘要:我國《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010規(guī)劃》屮的目標是:1996-2000新建采暖居住建筑的能耗水平,在1980-1981年當地通用設計能耗基礎上節(jié)省50%,而2000起新建采暖居住建筑的能耗水平在此水平上再提高30%o如果我們要在提高室內居住的舒適度的同時,達到節(jié)能的目標,就必須在外窗的設計、制作、安裝三個階段充分考慮節(jié)能的要求。關鍵詞:建筑外窗;節(jié)能技術;保溫隔熱措施建筑是耗能大戶,建筑物在使用過程中所消耗的能量在社會總能耗中所占的比例很大。每年在全世界的總能源消耗中,建筑能耗約占到25%?40%o在經濟相對發(fā)達、生活水平相對較高的社會中建筑耗能所
2、占的相對更大。比如,在2000年的能源消耗屮,法國的建筑能耗占到法國社會總能耗的45%;美國的建筑能耗占美國社會總能耗的33.7%0我國隨著經濟的快速發(fā)展,建筑能耗也己占到社會總能耗的20%?25%,并正逐步上升到30%o如今建筑節(jié)能是世界性的大潮流和大趨勢,同時也是我國社會經濟健康發(fā)展對建筑行業(yè)提出的迫切要求。外窗是建筑圍護結構的重要組成部分,隨著社會的發(fā)展生活水平的提高,我們不斷追求更人的外窗面積。據調查,目前我國窗戶的面積大約占建筑面積的1/4,外圍護結構面積的1/6O而通常情況下通過外窗的熱損失占建筑能耗的50%以上,外窗作為圍護結構保溫的薄弱環(huán)節(jié),外窗的保溫效果直接
3、影響到建筑物的節(jié)能性能。因此實施好建筑外窗的節(jié)能工作,是整個建筑節(jié)能工程中既有效又經濟的措施。一、外窗發(fā)生能耗的主要途徑窗戶由窗框、玻璃、密封件、譏金件組成。通常情況下,窗戶的能耗主要通過空氣滲漏、玻璃輻射熱、溫差傳導傳熱(玻璃的間隔層材料)和空氣對流傳遞熱四種途徑實現(xiàn)熱量的交換:空氣滲透是通過外窗開啟部分的密封縫隙處滲透入室內的空氣通過對流交換所帶來的能量損失;溫差傳熱是由于室內外的溫差作用,通過窗框和窗玻璃的熱傳導所帶來的能量損失;輻射熱是通過采光玻璃的輻射所帶來的能量損失;而對流熱則是因為窗內外不同溫度氣體上下相對運動時的損失熱。我們在設計外窗的時候不但要考慮門窗獲得能
4、量的因素,同時要考慮影響門窗熱損失的因素。只有做到建筑內能量充分的利用,熱量的獲得與外流最大限度的處于對居住環(huán)境可利用的平衡狀態(tài),才是真正意義上的節(jié)能。外窗的位置和方向、外窗產品的設計(外窗孔道的數量)、使用的玻璃的種類、內部和外部陰影的數量,都直接影響著輻射傳遞、對流傳遞、傳導傳遞和空氣滲漏等等的能量傳遞方式。我們只要合理配置就能實現(xiàn)對通過外窗進行熱量交換的過程控制,才能實現(xiàn)真止的節(jié)能。二、外窗能量損失的具體分析1.空氣滲漏這部分技術控制主要通過加工工藝、外窗開啟形式以及安裝技術手段解決。不論冬季還是夏季,外窗能量損失多數是因為空氣滲漏造成的,對開啟窗來說,大多數空氣滲漏是
5、在扇和框之間發(fā)生或者兩個推拉扇之間。較大面積的窗往往泄漏少的空氣,在結構裝配很差的固定窗上,主要在中空玻璃與扇之間密封處發(fā)生空氣滲漏,固定窗往往具有最低的空氣滲漏速率。在開啟窗中,空氣滲漏最小的是上懸窗、平開窗和類似使用特殊壓條的推拉窗。如開啟窗裝配質量較差,窗框周邊和洞口之間沒冇很好地堵縫或者使用泡沫絕緣密封,就會發(fā)生空氣滲漏,在外窗徹底安裝完成前,這些部位應該密封和絕緣處理。1.輻射傳遞外窗中通過玻璃的輻射熱損失占外窗總熱損失的2/3左右,普通的玻璃很容易將熱量發(fā)射到冷的表面(普通玻璃的輻射率為0.84),將玻璃表面的發(fā)射率降低可以減少玻璃的輻射傳熱即使用Low-E玻璃可
6、以減少輻射傳熱(Low-E玻璃的表面輻射率在0.01-0.15Z間)。3傳導傳遞外窗上的傳導熱損失主要是通過中空玻璃邊部和窗框發(fā)生的,通過改進邊部材料,使用更絕緣的邊部窗框材料,如幫料外窗型材或者是鋁合金斷橋隔熱型材以及中空玻璃邊部密封材料,如采用暖邊密封系統(tǒng),增加外窗型材腔體設計可以有效地減少傳導熱損失。不同的型材具有不同的隔熱系數,雖然鋁合金材料本身的導熱系數是塑料材料導熱系數的2000倍,雖然經過加工處理后的型材本身的差異就沒有這么高了,但一些地區(qū),采用鋁合金或者鋁合金斷橋屮空玻璃窗,很難達到當地節(jié)能標準的一級,甚至要達到二級也是很困難的事情,選用PVC窗就可以達到,塑
7、料型材為多腔室中空結構,PVC是熱的不良導體,其傳熱系數僅為鋼材的1/357,鋁材的1/1250,單玻塑窗比單玻鋁窗隔熱能力提高40%,雙玻超過50%。其中主耍原因是窗框材料導熱性能的影響,畢競窗框材料在整個外窗中占有約25%的比例份額,因此窗框材料的導熱性能成為決定外窗是否能夠達標的關鍵因素。4.對流傳遞對流熱損失主要在通過中空玻璃內部間隔氣體運動產生的,如果間隔層太小通過空氣的熱傳導是很大的。如果空氣間隔層太大,那么在室內側暖玻璃表面的暖空氣就會上升而室外側冷玻璃表面的冷空氣就會下降,形成對流,將室