淺談建筑門窗節(jié)能的有效途徑
關(guān)鍵詞：門窗,節(jié)能,節(jié)能設(shè)計(jì),型材選擇,組件節(jié)能
門窗是建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，通過優(yōu)化門窗的配置和合理的組裝、安裝門窗，可以大大減少能量的損失。因此，建筑節(jié)能以門窗為起點(diǎn)和突破口，可以取得事半功倍的效果。
一、門窗節(jié)能設(shè)計(jì)
1、門窗開啟方式的選擇
推拉窗在窗框下滑軌來回滑動，上有較大的空間，下有滑輪間的空隙，窗扇上下形成明顯的對流交換，熱冷空氣的對流形成較大的熱損失。相比之下，平開窗、固定窗的密閉性好，節(jié)能效果好。建筑入口應(yīng)設(shè)計(jì)門斗與門扇，外廊與樓梯間要設(shè)窗扇，以減少冷空氣對建筑物的滲透而達(dá)到保溫節(jié)能。窗戶的開啟形式應(yīng)設(shè)置內(nèi)開下懸窗，關(guān)窗后的氣密、水密、隔音、清潔門窗等效果都很好，而應(yīng)盡量減少采用推拉窗。
2、控制窗墻面積比
門窗的熱阻較之墻體的熱阻要小得多，其能耗約為墻體的4倍。因此，窗戶面積越大，建筑的能耗就越大。在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下，應(yīng)盡可能減少窗墻面積比。《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定北向、東西向和南向窗墻面積比分別不應(yīng)超過20%，30%和35%。一般應(yīng)把窗墻面積比控制在30%左右為宜。減小門窗面積，也就減小了其周邊縫隙的長度，縫隙越長，對節(jié)能越不利。
3、門窗朝向與遮陽
北方地區(qū)的門窗應(yīng)布置在避風(fēng)和向陽位置，即在北向少布置門窗，且盡量開小窗，能滿足基本的通風(fēng)與采光即可。在南方，夏季的通風(fēng)與遮陽設(shè)計(jì)非常重要，為了使進(jìn)入室內(nèi)的熱量很快地散發(fā)出去，門窗的布置要面向夏季主導(dǎo)風(fēng)，并有利于室內(nèi)形成穿堂風(fēng)。由于南方的夏季主要是南風(fēng)和東南風(fēng)，因此，門窗設(shè)計(jì)要盡可能地布置在南向、東南向與北向。此外，門窗有遮陽時，可以減少傳至室內(nèi)的熱量并降低室內(nèi)的溫度。遮陽構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合建筑立面的造型，使遮陽構(gòu)件同時成為美化建筑立面的裝飾性構(gòu)件。
二、門窗材料的選擇
1、塑料門窗
塑料門窗作為節(jié)能產(chǎn)品已被列為國家鼓勵發(fā)展的項(xiàng)目已經(jīng)廣泛使用。達(dá)到節(jié)約能源目的是真正體現(xiàn)塑料門窗完整的概念，是塑料門窗實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。我們所說的塑料門窗不只是因?yàn)榇翱虿臑镻VC塑料型材就是節(jié)能窗，應(yīng)該是由包括窗框材在內(nèi)的各種關(guān)鍵要素共同構(gòu)成、共同作用下才成為節(jié)能窗，節(jié)能應(yīng)該是材料的傳熱性能、門窗的水密性和氣密性共同作用的結(jié)果。
從熱力學(xué)中我們知道，熱量的交換分為對流、傳導(dǎo)和輻射。對流是在塑料門窗空隙間熱冷氣流的循環(huán)流動，導(dǎo)致熱量交換，產(chǎn)生熱量流失;傳導(dǎo)則通過塑料門窗本身的一個面把熱量傳導(dǎo)至另一個相對的面，由分子運(yùn)動進(jìn)行熱量的傳遞;輻射是以紅外線能量直接傳遞的光輻射。塑料型材斷面設(shè)計(jì)是塑料門窗節(jié)能的基本要素之一，也是做好熱量交換工作的重點(diǎn)之一。塑料型材斷面設(shè)計(jì)需要考慮PVC塑料型材厚度、壁厚、腔室結(jié)構(gòu)與數(shù)量等，可以通過計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻方法來確定塑料型材厚度、壁厚、腔室結(jié)構(gòu)與數(shù)量，以滿足塑料門窗節(jié)能的要求。此外，窗墻比對于塑料門窗節(jié)能有著重要的作用，從建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各個部分熱損失程度來看，塑料門窗>外墻>屋面。
2、玻璃鋼門窗
(1)線膨脹系數(shù)小。玻璃鋼是一種高分子復(fù)合材料，在冷熱變化較大的環(huán)境下具有尺寸穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)小的特點(diǎn)。因而，玻璃鋼門窗尺寸穩(wěn)定性好，避免了因溫度變化引起的熱脹冷縮造成的門窗與玻璃和建筑物主體之間產(chǎn)生縫隙，從而避免了熱量在熱變形產(chǎn)生的縫隙中的滲漏，提高了門窗的保溫性能。同時，溫度的變化不會影響門窗的正常開關(guān)功能。
(2)密封性能好。由于玻璃鋼門窗產(chǎn)品在組裝過程中，其角部處理采用膠粘加螺接工藝，同時全部縫隙均采用橡膠條和毛條密封，加上玻璃鋼型材本身又是空腹結(jié)構(gòu)，因而其密封性能要明顯優(yōu)于其他型材的門窗產(chǎn)品。數(shù)據(jù)表明，玻璃鋼門窗抗風(fēng)壓性能和空氣滲透性(氣密性)均可達(dá)到國標(biāo)Ⅰ級水平，而雨水滲透性(水密性)可達(dá)到國標(biāo)Ⅱ級水平。可見，玻璃鋼門窗的氣密性與PVC塑鋼門窗相當(dāng)，比普通鋁合金門窗要強(qiáng)許多;而就抗風(fēng)壓性能而言，玻璃鋼門窗要好于鋁合金門窗，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于PVC塑鋼門窗。
(3)保溫隔熱。玻璃鋼型材導(dǎo)熱系數(shù)低，用玻璃鋼窗框的熱阻值遠(yuǎn)大于其他材料窗框的熱阻值，保溫效果佳。
(4)尺寸穩(wěn)定、隔音性好。玻璃鋼型材熱變形溫度為200℃，即使長時間處于烈日下也不會變形，其線膨脹系數(shù)與建筑物和玻璃相當(dāng)，在冷熱溫差變化較大環(huán)境下，不易與建筑物及玻璃之間產(chǎn)生縫隙，可大大提高玻璃鋼門窗的密封性能。此外，玻璃鋼的樹脂與玻璃纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)的振動阻尼很高，所以特別適宜于繁華的鬧市區(qū)。
(5)耐腐蝕、抗老化。玻璃鋼門窗對無機(jī)酸、堿、鹽、大部分有機(jī)物、海水及潮濕環(huán)境都有較好的抵抗力，對于微生物也有抵抗作用，因此除適用于干燥地區(qū)外，同樣適用于多雨、潮濕地區(qū)，沿海地區(qū)和化工場所。
(6)裝飾性好。玻璃鋼型材安全衛(wèi)生，無毒無害，達(dá)到國家A類裝飾裝修材料標(biāo)準(zhǔn)。與鋁合金型材類似，玻璃鋼型材硬度高，經(jīng)磨砂拋光后表面光滑細(xì)膩易涂裝，可以根據(jù)不同客戶的需求、噴涂各種顏色，裝飾效果好，且耐擦洗、不褪色。
三、門窗組件節(jié)能
1、鋼、鋁、塑、木以各種復(fù)合材料各有各的優(yōu)點(diǎn)，都可以做出好型材。近年來斷熱橋鋁型材的出現(xiàn)大大提高了鋁窗的熱工性能，再加上鋁合的陽極氧化、電泳噴漆、塑料噴涂、氟炭噴涂等著色技術(shù)的發(fā)展，鋁合金節(jié)能門窗幕墻深受歡迎。
2、玻璃占整個成窗80%左右的面積，玻璃的選用對窗戶的節(jié)能影響很大。選用中空玻璃K值可到3以下。LOW-E玻璃在冬季既可阻止室內(nèi)長波熱射出，在夏季又可防止紅外線射入，如再充入氮?dú)�，K值可在2以下。
3、五金配件的節(jié)能效果更為明顯。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。
4、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。目前鋼塑門窗框的密封條、毛條等密封件是窗戶的重要部件，節(jié)能效果甚為明顯不可忽視。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。密封膠條用于玻璃和扇及框之間的密封，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)，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。
5、加工裝配上墻是門窗系統(tǒng)工程中的重要環(huán)節(jié)，再好的窗戶如果裝配上墻不好，也達(dá)不到節(jié)能效果。門窗框與門窗洞壁之間的縫隙，必須用發(fā)泡聚氨酯等保溫材料填墻嚴(yán)實(shí)，內(nèi)外邊沿再用密封膏封閉防裂、防滲。
總之，建筑門窗是關(guān)系到人身安全及建筑節(jié)能的重要產(chǎn)品，列入了國家工業(yè)生產(chǎn)許可證管理范圍。需要注意的是，節(jié)能門窗是集窗型、型材、玻璃、五金配件、密封條、制作、安裝為一體的綜合產(chǎn)物。只有做到良好的銜接，才能達(dá)到節(jié)能的效果;只有通過合理選材，科學(xué)設(shè)計(jì)，精心制作，規(guī)范安裝，才能實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能和作用。
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