建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識——解決門窗節(jié)能問題的新途徑

□文/史繼春 劉 斌 杜家林

□劉 斌/天津市墻體材料革新和建筑節(jié)能管理中心。

□杜家林/天津建科建筑節(jié)能環(huán)境檢測有限公司。

建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識
——解決門窗節(jié)能問題的新途徑

□文/史繼春 劉 斌 杜家林

文章針對建筑節(jié)能設(shè)計、施工中門窗應(yīng)用存在的問題，結(jié)合建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識和最新實(shí)施的DB29-1-2010《天津市居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，給出解決問題的方法并說明建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識的重要作用。

門窗；節(jié)能性能標(biāo)識；傳熱系數(shù)；遮陽系數(shù)

門窗是建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)中保溫隔熱性能最差，對室外氣候變化最敏感的建筑構(gòu)件。針對建筑門窗生產(chǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀，為逐步提高門窗節(jié)能性能，住建部下發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識工作的通知》，要求利用3a左右時間，對全國規(guī)模以上門窗企業(yè)的主要產(chǎn)品進(jìn)行節(jié)能標(biāo)識，努力提高當(dāng)前主要門窗產(chǎn)品的節(jié)能性能，使獲得標(biāo)識的門窗廣泛應(yīng)用于新建建筑和既有建筑節(jié)能改造。建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識是粘貼在門窗上的信息性標(biāo)識，直接反映各門窗企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格門窗的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見光透射比和空氣滲透率等節(jié)能性能指標(biāo)，各種門窗產(chǎn)品之間的性能優(yōu)劣一目了然。將對建筑節(jié)能設(shè)計、施工和工程質(zhì)量驗收起到非常重要的作用。

1 門窗應(yīng)用存在的問題

由于設(shè)計人員認(rèn)為圖紙上標(biāo)注什么樣的門窗傳熱系數(shù)，工程上就能用到滿足其設(shè)計的門窗，因此，普遍依據(jù)節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的傳熱系數(shù)限值進(jìn)行設(shè)計。有的將各朝向外窗最小傳熱系數(shù)（最大窗墻面積比的外窗傳熱系數(shù)）限值標(biāo)注在設(shè)計圖中；有的將各朝向外窗的傳熱系數(shù)限值通通標(biāo)注在設(shè)計圖中。

例如，依據(jù)DB29-153—2005《天津市公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行公共建筑設(shè)計時，在圖紙上標(biāo)注各朝向窗墻比：南向0.36，東向0.48，西向0.65，北向0.48；均≤0.7。采用Low-E中空玻璃隔熱鋁合金外窗，各朝向外窗傳熱系數(shù)：東向K＝2.30W/（m2·K），綜合遮陽系數(shù) 0.60；南向K＝2.70W/（m2·K），綜合遮陽系數(shù)0.70；西向K＝2.00W/（m2·K），綜合遮陽系數(shù) 0.50；北向K＝2.30W/（m2·K）。

這樣的做法，第一，Low-E中空玻璃隔熱多腔鋁合金外窗的傳熱系數(shù)檢測值為2.5W/（m2·K），即使是采用Low-E充氬氣中空玻璃隔熱多腔鋁合金外窗，其傳熱系數(shù)檢測值也只能達(dá)到2.2W/（m2·K），仍不能滿足上述傳熱系數(shù)為 2.0W/（m2·K）的要求；第二，同一建筑物中使用的外窗大體為同一型材，同一玻璃品種，也就是說，同一型材，同一玻璃品種的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格外窗，其傳熱系數(shù)或綜合遮陽系數(shù)只有一個值；另外，如采用外窗的最小傳熱系數(shù)限值，使得節(jié)能設(shè)計偏于保守且較小傳熱系數(shù)的外窗很難選擇。

考慮到DB29-1—2010《天津市居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中外窗熱工性能參數(shù)限值與DB29-153—2005相似，以DB29-1—2010中的外窗熱工性能參數(shù)限值為例，說明在建筑設(shè)計中，外窗熱工性能參數(shù)如何確定。

1.1 建筑外窗傳熱系數(shù)的確定

根據(jù)DB29-1—2010，建筑外窗熱工性能參數(shù)限值見表1。

表1 建筑外窗熱工性能參數(shù)限值項目

在建筑設(shè)計中，應(yīng)要求建設(shè)單位（或門窗企業(yè)）提供擬選用外窗的檢測報告，根據(jù)檢測報告中的傳熱系數(shù)檢測值進(jìn)行設(shè)計。同一工程項目中的門窗類型應(yīng)盡量一致，以下給出2種門窗選型方法供參考。

1）外窗傳熱系數(shù)檢測值或標(biāo)識值應(yīng)小于或等于外窗最小傳熱系數(shù)限值（窗墻面積比最大的外窗傳熱系數(shù)限值），否則必須進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷。此法偏于保守且多數(shù)情況下最小傳熱系數(shù)的外窗很難選擇。

2）外窗傳熱系數(shù)檢測值或標(biāo)識值應(yīng)小于或等于各朝向外窗傳熱系數(shù)限值的平均值（依據(jù)設(shè)計建筑的層數(shù)或體形系數(shù)及其各朝向窗墻面積比選擇各朝向外窗傳熱系數(shù)限值，然后求出其面積加權(quán)平均值），否則必須進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工性能的權(quán)衡判斷。此法既可滿足節(jié)能設(shè)計要求，也可避免窗墻面積比較大的外窗傳熱系數(shù)較低，不好選擇的難題。

1.2 外窗綜合遮陽系數(shù)的確定

根據(jù)DB29-1—2010，隔熱鋁合金門窗應(yīng)采用Low-E中空玻璃。當(dāng)無外遮陽時，外窗的綜合遮陽系數(shù)按式（1）計算

式中：SCc為外窗的綜合遮陽系數(shù)；SCB為玻璃的遮陽系數(shù)；Fk為窗框的面積；Fc為窗的面積。

鋁合金窗取Fk/Fc＝0.2，塑鋼或木窗取Fk/Fc＝0.3。

經(jīng)計算，典型中空玻璃窗的光學(xué)性能見表2。

表2 典型中空玻璃窗光學(xué)性能

例如：上述公共建筑最大的窗墻面積比為西向0.65，依據(jù)DB29-153—2005其外窗綜合遮陽系數(shù)限值為0.5，如采用隔熱鋁合金窗，就應(yīng)選擇高透光Low-E中空玻璃；如采用木窗或塑鋼窗，也應(yīng)選擇高透光Low-E中空玻璃。對于居住建筑，當(dāng)東或西向最大的窗墻面積比為0.65時，其綜合遮陽系數(shù)應(yīng)≤0.35，如采用隔熱鋁合金窗，就應(yīng)選擇較低透光Low-E中空玻璃；如采用木窗或塑鋼窗，就應(yīng)選擇中透光Low-E中空玻璃。由于各朝向窗墻面積比不同，外窗綜合遮陽系數(shù)限值不同，最簡單的辦法是采用東或西向最大窗墻面積比的綜合遮陽系數(shù)限值，即東或西向最小的綜合遮陽系數(shù)限值。但是遮陽系數(shù)越大，對夏季空調(diào)的節(jié)能越不利；遮陽系數(shù)越小，對照明的節(jié)能和冬季的太陽得熱越不利；可見光透射比越大，對采光越有利，對降低照明能耗越有利；為降低照明能耗，應(yīng)盡量選擇可見光透射比大的玻璃。

如果各朝向外窗分別滿足各自綜合遮陽系數(shù)限值要求，那么同一建筑物中的外窗就要采用多個玻璃品種，而門窗上又無任何標(biāo)識，從表面上看不出任何區(qū)別，必然會出現(xiàn)安裝錯誤。因此，對于無節(jié)能性能標(biāo)識的門窗，只能盡可能選擇可見光透射比較大的玻璃且各朝向中最小的綜合遮陽系數(shù)限值。

2 建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識的重要作用

建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識是粘貼在門窗上的信息性標(biāo)識，既是客觀反映標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格門窗的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)、可見光透射比和空氣滲透率4項與節(jié)能密切相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)，也是門窗企業(yè)向建設(shè)方、設(shè)計人員、施工人員、監(jiān)理人員、消費(fèi)者和政府提供衡量門窗綜合指標(biāo)的標(biāo)尺，以此判斷門窗節(jié)能性能的優(yōu)劣。根據(jù)標(biāo)識，建設(shè)方和設(shè)計人員可以非常方便地選擇符合節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求的門窗，從而避免設(shè)計圖紙上達(dá)標(biāo)，實(shí)際上并不達(dá)標(biāo)的隱患；施工人員可以非常方便地進(jìn)行門窗安裝；監(jiān)理人員和監(jiān)督部門可以非常方便地判定門窗安裝是否正確、是否符合節(jié)能設(shè)計要求；消費(fèi)者可以非常方便地了解門窗的節(jié)能品質(zhì)；各門窗企業(yè)和各檢測機(jī)構(gòu)可以非常方便地相互監(jiān)督，而不敢作假。在建筑設(shè)計中，應(yīng)采用獲得節(jié)能性能標(biāo)識的門窗,即便是各朝向外窗綜合遮陽系數(shù)不同，只要在建筑施工圖紙上標(biāo)注了其各朝向的綜合遮陽系數(shù)值，門窗安裝時就可依據(jù)圖紙和門窗標(biāo)識中的技術(shù)指標(biāo)對應(yīng)安裝，從而避免安裝錯誤，又便于檢查監(jiān)督。

3 結(jié)語

建筑門窗節(jié)能性能標(biāo)識直接反映各門窗企業(yè)不同門窗產(chǎn)品的性能指標(biāo)，各種門窗產(chǎn)品之間的性能優(yōu)劣一目了然，對促進(jìn)節(jié)能門窗的開發(fā)應(yīng)用、提高門窗節(jié)能性能、確保建筑節(jié)能效果起到重要作用。

TU203

□文獻(xiàn)表示碼：C

1008-3197（2011）02-17-02

2010-11-11

史繼春/男，1957年出生，高級工程師，天津中天建都市建筑設(shè)計有限公司，從事建筑設(shè)計工作。

□劉 斌/天津市墻體材料革新和建筑節(jié)能管理中心。

□杜家林/天津建科建筑節(jié)能環(huán)境檢測有限公司。