门窗幕墙节能技术探讨

谢光宇： 当前，节能建筑是我国可持续发展战略的一部分，国家制订了《中华人民共和国节能法》和《建筑节能技术政策》，社会上对建筑节能的意识也正在逐渐增强。住房和城乡建设部建筑节能与科技司于2012年五月发布的《“十二五”建筑节能专项规划》要求到2015年城镇新建建筑能源利用效率与“十一五”期末(建筑能源利用效率为50%)相比，提高30%以上，鼓励北京等四个直辖市和有条件的地区率先实施节能75%的标准。

　　为贯彻国家有关节约能源、保护环境的法律、法规和政策，改善福建省居住建筑室内热环境，提高夏季空调、冬季供暖的能源利用效率，福建颁布了地方标准《福建省居住建筑节能设计标准》。福建省居住建筑气候分三个区：宁德、南平和三明属于夏热冬冷地区，福州、莆田和龙岩属于夏热冬暖的地区北区，泉州、厦门和漳州属于夏热冬暖地区南区。夏热东冷地区和夏热东暖地区北区内建筑节能设计应该主要考虑夏季空调，兼顾冬季供暖，夏热冬暖地区南区内建筑界节能设计应该考虑夏季空调，可不考虑冬季供暖。这是气候区域的划分。

　　对三个区域建筑外窗平均传热系数和平均综合遮阳系数限值，外墙K值在小于2.0，D值是大于2.8。这个标准比较科学，是综合性考虑整个建筑，如果产品搞好一些，门窗可以适当放宽一些，如果产品差了一些，门窗要求就要高一些。北区要求K值4.0。南区对遮阳系数有要求。福州市是省会，经济比较发达，K值相对同一地区提高了0.5。

　　所谓建筑节能就是冬天如何阻止室内热能流失，夏天阻止太阳能进入室内，保持舒适的温度，减少空调和供暖的能耗。门窗幕墙是建筑节能最薄弱的环节，通过门窗幕墙损失的能耗占了50%以上，过去省内大部分是能耗占60%到70%，所以提高门窗幕墙的节能指标是建筑节能中的重中之重。

　　我省属于沿海多风雨湿热地区，位列两个气候区，全省气候共同特点是夏季炎热，部分城市气温常常高达38摄氏度以上，北部的南平、宁德和三明的部分地区冬季寒冷，最低气温在0度以下。夏季室内温度很高的原因，是门窗幕墙的隔热性能太差，太阳辐射和温差传导使得热量大量进入室内，造成室内气温升高。外窗是建筑保温隔热的薄弱环节，是改善室内热环境和建筑节能的重要因素。

　　建筑节能的能耗表现形式是热传导、热辐射和对流。

　　为什么要用隔热型材？普通型材从冷边到热边的热辐射占热流的15%，热传导占了50%，内外表面热辐射差不多占了35%的能耗。普通的型材，塑料窗毕竟是在高楼会释放出有毒气体，普通中空玻璃软热系数是4.0，好的可以达到3.0，大概平均是在4.0左右。中空玻璃断热铝合金门窗，K值在3.1左右，遮阳系数是0.76。铝合金型材的传热系数比较大，6063的传热系数达到201，热传导造成能耗非常大，所以通常采用复合材料来降低型材的传热系数，达到节能目的。像隔热条的宽度，不同节点的K值，还有制作成整窗的K值可以给大家参考进行选择。

　　窗型设计是否科学对整窗的传热系数有一定的影响。排水孔和外面大气相接，这种情况在南方可能也就损失一些能源而已，如果是在北方的话会产生冷凝水。窗扇T型的隔热条与压胶条构成完整的隔热带，热工性能比较好。使用隔热型材，在窗型设计时隔热条中线应该尽量与玻璃中线一致，以期得到最好的热工效果。国外给国内经常推C条，隔热性能更好，是因为传热路径比较长，热阻更大，它的保温性能更好，但是C条有一个很坏的部分，从受力角度来说，无论是传递或者受压受拉情况下，都会产生附加力矩，所以力学性能比较I型隔热条差。隔热幕墙由于隔热条的位置远离中性轴，存在比较大的应力突变，尤其应该慎用C形隔热条。

　　中空玻璃是利用两片玻璃之间高热阻的空气层，来实现降低玻璃传热系数的目的，是门窗幕墙首选的经济、高效的节能手段，空气层为12MM时，市性价比高。低辐射的玻璃有很低的表面辐射，普通玻璃表现辐射率在0.84左右，LOW-E玻璃的表面辐射率在0.25以下，低辐射膜层对远红外热辐射的反射率很高。5MM白玻璃，K值是5.5，绿玻璃也是一样。选择空气层为了降低成本，实际上最佳应该是12，每一个档次的差价是五六块，但是K值比较好，如果选用6，这不是太明智的选择。现在玻璃门窗，特别是普通门窗玻璃用6+空气层+6，5MM的单玻璃，可以满足大部分门窗的强度要求，中玻璃的强度是高于单片玻璃的强度，现在设计院常常会要求用6+9+6或者6+12+6的玻璃，采购成本会增加，这个钱花得冤枉，它对五金配件的要求也增加了。我建议玻璃使用的时候，特别是地产公司应该以计算或者以实验为依据来选择玻璃厚度，盲从地选用6，并不是很明智地选择。

　　暖边技术，中空玻璃暖边条是0.03，普通铝隔条是0.08，可以降低门窗的传热系数0.2左右，玻璃面积越小，周长和面积越大，效果就越显著。整窗的K值等于玻璃的传热系×玻璃面积+铝材传热系数×铝材面积+间隔条强度×割舍条传热系数，再除以总面积，这样可以得出K值。

　　气密性对节能的影响，绝对温度300K的时候，空气定压比热容，进行换算得出0.329W·H/M3·K。CP·q为2就是因为气密性的原因损失的热量。气密性损失的热量相当巨大。K值、U值是因为检测温度环境不同，也没有可比性。K值没有气密性差异，使他的准确性有所降低。

　　其他采取一些遮阳手段，吸热玻璃，普通玻璃是透过这个能量达到84，吸热玻璃会降低15%，吸热玻璃的价格和普通白玻璃差不多，这是一种比较经济不花钱的节能手段。

　　热反射玻璃，外遮阳建筑上，采用外遮阳方法，还有一个内遮阳，通常是使用窗帘。内置百叶窗，还有外开百叶窗+内开平开窗，这个活动百叶窗不仅具有遮阳效果，还有一定的防盗功能。