提高建筑窗節(jié)能的途徑

呂鵬升， 張自強

1 駐馬店市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站（463000） 2 駐馬店市建設(shè)職工培訓(xùn)中心（463000）

對建筑物來說，節(jié)能的主要途徑是:減少建筑物外表面積，加強圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫，減少傳熱、耗熱量。在減少建筑物總失熱量的前提下,盡量利用太陽輻射得到的熱和建筑物內(nèi)部的熱，采暖季節(jié)達(dá)到節(jié)約采暖設(shè)備供熱量的目的。下面主要談一下建筑窗節(jié)能的途徑。

1 正確認(rèn)識節(jié)能窗

節(jié)能窗是未來的發(fā)展方向，如何認(rèn)識節(jié)能窗，怎樣才算節(jié)能，必須從熱力學(xué)熱傳導(dǎo)的三個要素(熱的對流、傳導(dǎo)和輻射)去認(rèn)識。對流是在門窗空隙間熱冷氣流的循環(huán)流動，帶動熱量交換。熱傳導(dǎo)則是由材料本身分子運動而進(jìn)行的熱量傳遞，通過物體本身一個面?zhèn)鬟f到另一個相對的面。輻射傳熱是能量通過紅外線直接傳遞。不論用什么材料制成的窗，如能對上述三種交換進(jìn)行最有效地阻斷和控制,就能稱為最好的節(jié)能窗。

2 節(jié)能窗的三個要素

2.1 窗型是節(jié)能窗的第一要素

推拉窗不是節(jié)能窗。因為推拉窗在窗框下滑軌道間來回滑動，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，熱冷空氣的對流造成較大的熱損失。對流的強弱、熱損失的大小和窗扇上下空間的大小成正比。此時用什么隔熱型材作窗框都達(dá)不到節(jié)能效果,可以說不論是鋁合金還是塑鋼做的推拉窗均不能稱為節(jié)能。

平開窗是節(jié)能窗。因為平開窗窗扇和窗框間一般用良好的橡膠密封條密封，在窗扇關(guān)閉后，密封橡膠壓得很緊，幾乎沒有空隙，很難形成對流。這種窗型的熱量流失主要是通過玻璃、窗扇和窗框的熱傳導(dǎo)和輻射散熱，這種散熱遠(yuǎn)比對流熱損失少得多。如果能很好地解決上述玻璃和窗框型材的熱傳導(dǎo)，平開窗的節(jié)能效果遠(yuǎn)比推拉窗優(yōu)越得多。

固定窗是節(jié)能窗。因為固定窗窗框嵌在墻體內(nèi)，玻璃和窗框現(xiàn)在已用密封膠代替膠條密封，接觸的四邊均密封，如密封膠密封得嚴(yán)密，空氣很難通過密封膠形成對流，很難造成熱的損失。熱損失主要來源于固定窗的玻璃及窗框的熱傳導(dǎo)，在玻璃上采取有效措施，可以大大提高節(jié)能效果。從結(jié)構(gòu)上講，固定窗是最節(jié)能的窗型。

2.2 玻璃是節(jié)能窗的第二要素

除窗的結(jié)構(gòu)外，窗的最大導(dǎo)熱和輻射面積就是玻璃。玻璃散熱主要是依靠熱傳導(dǎo)和熱輻射。傳導(dǎo)是熱量從玻璃內(nèi)表面通過玻璃的分子運動把熱量傳導(dǎo)到玻璃外表面。熱傳導(dǎo)的大小和傳導(dǎo)速度、玻璃厚度、不同玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān)，同時也和不同性質(zhì)的玻璃性能有關(guān),熱輻射則和不同性質(zhì)的玻璃有關(guān)。

1）熱反射鍍膜玻璃。該玻璃對光有較好的控制性能，對波長0.3～2.5mm的太陽光有良好的反射和吸收能力，能夠明顯減少太陽光的輻射能向室內(nèi)的傳遞,保持穩(wěn)定的室內(nèi)溫度，可以節(jié)約能源。在一般情況下，熱反射鍍膜玻璃已能滿足一般節(jié)能窗的需要。如要求更高，還有中空玻璃和熱反射鍍膜中空玻璃以及低輻射鍍膜玻璃等。

2）中空玻璃。該玻璃不僅有優(yōu)良的采光性能，同時具有隔熱、隔音、防霜露等特殊優(yōu)點。該玻璃具有優(yōu)良的隔熱性能，在某些條件下其隔熱能力主要來源于二層玻璃間密封的空氣層。此空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.028W/m·k，而玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)為 0.77W/m·k,密封的中空玻璃除四邊由密封膠導(dǎo)熱外，其余大面積玻璃均依靠空氣層導(dǎo)熱，加大熱阻。因此，中空玻璃能明顯提高隔熱效果。

2.3 窗框用材是節(jié)能窗的第三要素

窗框用材主要有鋁合金、塑料、不銹鋼、木材和鋼材等。從保溫角度分析，窗框型材斷面最好采用多腔型材，腔壁垂直于熱流方向分布。因為型材內(nèi)的多道腔壁對通過的熱流起到多重阻隔作用，腔內(nèi)傳熱(對流、輻射和導(dǎo)熱)就會被削弱。特別對于金屬型材(如鋁型材)，雖然也是多腔，但保溫性能的提高并不理想，其原因是鋁材導(dǎo)熱性能太好，通過腔壁傳導(dǎo)的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于腔內(nèi)空氣導(dǎo)熱、對流和腔面輻射傳熱量之和。

為了減少金屬框的傳熱，可用非金屬材料作斷熱橋?qū)饘傩筒淖鲾酂崽幚?，或者將帶腔的金屬和非金屬型材?fù)合構(gòu)成復(fù)合型材。這里需要指出的是斷熱橋應(yīng)有足夠長度(指金屬斷開的距離),才能保證斷熱橋有足夠的熱阻R(m2·k/W)。對于復(fù)合型材，非金屬型材應(yīng)有足夠厚度，才能保證它有足夠大的熱阻R，否則金屬斷熱型材和復(fù)合型材傳熱能力降低效果不明顯。

我國目前采用的鋁合金斷熱橋長度一般為5mm,長度偏小是導(dǎo)致鋁合金斷熱窗保溫性能不理想的原因之一(斷熱橋一般不宜小于15mm)。鋁合金斷熱窗保溫性能不理想的另一個原因是斷熱不徹底。對于平開窗，主要是使用的五金配件與鋁合金斷熱型材不配套。平開窗裝上五金件后，被斷熱橋斷開的鋁型材又被里外聯(lián)通,導(dǎo)致斷熱型材傳熱能力加強。作平開窗時，應(yīng)解決五金件及安裝上存在的問題。

我國門窗行業(yè)迅猛發(fā)展。隨著新材料的不斷問世，門窗行業(yè)將向高檔、新型、多功能、多品種、真正節(jié)能型方向發(fā)展。在節(jié)能建筑中，采用氣密性較好的門窗已經(jīng)具備了物質(zhì)基礎(chǔ)。

[1]JGJ26-9,民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S]

[2]夏JGJ134-2201,熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[S]