節(jié)能門窗熱工性能對建筑耗能的影響分析

王路征

摘要：低碳、節(jié)約是當(dāng)今社會主要倡導(dǎo)的生活方式，門窗是建筑結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，是建筑能耗的重要部位，要想降低整個建筑的能耗，門窗的節(jié)能至關(guān)重要，文章從節(jié)能門窗的熱工性能著手，對節(jié)能門窗熱工性能對建筑耗能的影響做了簡要的分析研究。

關(guān)鍵詞：節(jié)能門窗；熱工性能；建筑耗能

門窗的主要作用是連接建筑室內(nèi)外的環(huán)境，為建筑遮風(fēng)擋雨，保證室內(nèi)環(huán)境通風(fēng)，在節(jié)能減排的必然趨勢下，合理的選擇節(jié)能門窗對建筑節(jié)能有著重要的意義，就目前來看，市場上的節(jié)能門窗有著多種材料，每一種材料的熱工性能都不盡相同，都會對建筑能耗產(chǎn)生不同影響，因此在選擇門窗材料的過程中，一定要對節(jié)能門窗的熱工性能進(jìn)行準(zhǔn)確的計算和模擬實驗，只有這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)建筑節(jié)能的最大化。

1.影響建筑能耗的節(jié)能門窗材料性能分析

門窗的節(jié)能設(shè)計越來越受到人們的重視，為了保證建筑節(jié)能效果，節(jié)能門窗應(yīng)當(dāng)具備以下幾種材料性能：

1.1氣密性。氣密性是節(jié)能門窗一種重要的材料性能，良好的氣密性能夠增加節(jié)能門窗的保溫效果，在選擇節(jié)能門窗或設(shè)計節(jié)能門窗之前，要對門窗的氣密性進(jìn)行嚴(yán)密的檢測，只有氣密性達(dá)到一定要求才可以選用。檢測方法是將待檢測門窗裝到有壓力箱的框架之中，通過壓力箱中的壓力控制裝置調(diào)節(jié)待檢測門窗的側(cè)壓，按照規(guī)定的順序、大小、加載速率等進(jìn)行施壓，這樣就能夠在待檢測門窗的兩側(cè)形成正負(fù)壓，之后通過空氣滲透量的檢測就可以得到門窗的氣密性等級，從而判斷出待檢測門窗的氣密性能力。

1.2水密性。水密性是衡量節(jié)能門窗材料性能的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，門窗的水密性對門窗的使用性能有著重要作用，在門窗水密性的檢測過程中，檢測的方法設(shè)備與氣密性的檢測有著相似之處：將待檢測門窗安裝到帶有壓力箱的框架中，將框架與門窗進(jìn)行密封性連接，按照相關(guān)規(guī)范對帶檢測門窗一側(cè)進(jìn)行淋水量為2L/（m2·min）的淋水試驗，同時進(jìn)行穩(wěn)定的加壓，在待檢測門窗出現(xiàn)嚴(yán)重漏水時計算壓力差，通過前一級的壓力差值來評定待檢測門窗的水密性。

1.3抗風(fēng)壓性?？癸L(fēng)壓性對保證門窗的正常使用和使用安全至關(guān)重要，節(jié)能門窗的抗風(fēng)壓行檢測方法是將待檢測門窗安裝到帶有壓力箱的框架中，將待檢測門窗與框架密封連接，之后通過壓力調(diào)節(jié)裝置按一定順序、大小和加載速度對待檢測門窗進(jìn)行加壓，在待檢測門窗損壞或者出現(xiàn)功能障礙的時候，檢測其壓力差，通過壓力差前一級別的壓力差值來分析評定待檢測門窗的抗風(fēng)壓性等級。

1.4保溫性。近年來，人們對能源的節(jié)約和保護越來越重視，節(jié)能門窗的保溫性逐漸受到了關(guān)注，節(jié)能門窗的保溫性對保證室內(nèi)溫度的穩(wěn)定有著重要的意義，其能夠為居民提供一個良好、舒適的室內(nèi)環(huán)境，因此對節(jié)能門窗保溫性能的測試至關(guān)重要。為了模擬冬季室內(nèi)的采暖氣候條件和室外溫度氣流的速度等，在待檢測門窗的兩側(cè)分別設(shè)置熱箱和冷箱，待檢測節(jié)能門窗安裝到導(dǎo)熱系數(shù)已知的框架上，并將二者進(jìn)行密封連接，當(dāng)熱箱與冷箱的溫度達(dá)到設(shè)定值并且傳熱的過程穩(wěn)定后，通過測量熱箱內(nèi)外表面的溫度差等來計算待檢測門窗的傳熱系數(shù)，從而分析出待檢測門窗的保溫性能。

2.建筑門窗熱工性能的影響因素

門窗熱量的傳遞主要通過門窗主體材料以及空氣的滲透兩種方式來完成，由此可見，門窗的熱工性能主要受到門窗材料以及與墻體密封情況兩種因素的影響。但無論哪種熱量傳導(dǎo)方式都是一種基本的傳熱方式，門窗主體材料的傳熱主要有門窗材料表面的吸熱、放熱，熱量從高溫側(cè)傳遞到低溫側(cè)等，空氣滲透的傳熱主要是窗框與窗體之間、窗框與玻璃之間以及門窗和墻體之間的熱量傳遞。

就目前來看，許多人對門窗的熱工性能影響因素這方面存在著一些誤區(qū)，這主要表現(xiàn)在以下兩個方面：（1）玻璃層間距越大隔熱越好的誤區(qū)：玻璃是窗戶的主體部分，許多人認(rèn)為玻璃層之間的間距越大，窗戶的隔熱能力就越好，這種認(rèn)識是錯誤的，玻璃層間距中的空氣層是能夠降低窗戶的傳熱系數(shù)，但也是有一定范圍為的，如果玻璃層間距超過了30mm，則其阻熱效果增強的就不明顯了；（2）對于窗戶截面的誤區(qū)：塑料窗的多腔方式能夠提高隔熱性能，許多人對冷暖腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計以及隔熱條的寬度設(shè)計存在誤區(qū)，認(rèn)為一味的增大就會提升熱工性能的認(rèn)識是不正確的。3衡量門窗節(jié)能性能的參數(shù)及對建筑節(jié)能的影響

3.1衡量門窗節(jié)能能力的主要參數(shù)。判斷門窗節(jié)能特性的參數(shù)有傳熱系數(shù)K和太陽得熱系數(shù)SHGC，在單位時間內(nèi)，1m2玻璃的傳熱量就稱為傳熱系數(shù)，傳熱系數(shù)K的計算要求有穩(wěn)定的傳熱條件且窗戶兩側(cè)的空氣溫差為1℃，K值的單位用W/（m2·K）來表示。門窗的K值越低，則其保溫隔熱的性能越好。太陽的熱系數(shù)SHGC指的是通過門窗玻璃進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射能量與相同尺寸沒有門窗玻璃條件下進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射能量的比值，SHGC值越大，表示透過門窗進(jìn)入到室內(nèi)的太陽輻射能量越大。

3.2節(jié)能門窗熱功性能計算。以傳熱系數(shù)為例，要想研究節(jié)能門窗對建筑節(jié)能的影響，就要計算出門窗的傳熱系數(shù)K：

我們通過公式就可以求出節(jié)能門窗的傳熱系數(shù)K，就能夠分析判斷出節(jié)能門窗的熱工性能，從而得到了門窗設(shè)計是否滿足建筑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求。節(jié)能門窗要充分符合建筑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求和設(shè)計特點才能夠發(fā)揮出其節(jié)能的作用。

3.3門窗熱工性能模擬與建筑能耗模擬。我國幅員遼闊，有著多樣性的氣候，例如嚴(yán)寒地區(qū)、溫和地區(qū)等等，要想針對不同地區(qū)研究節(jié)能門窗熱工性能對建筑耗能的影響，應(yīng)當(dāng)采用一定的模擬方法對門窗的熱工性能以及建筑能耗進(jìn)行模擬實驗，再結(jié)合節(jié)能門窗熱工性能的計算，就可以得出相應(yīng)的結(jié)論。

以windows5計算機軟件為例，其可以實現(xiàn)對門窗熱工性能和建筑能耗的模擬，并且對不同種類的門窗的太陽得熱系數(shù)SHGC以及節(jié)能門窗的傳熱系數(shù)K等實現(xiàn)精確地計算，這樣就能夠分析出節(jié)能門窗的熱工性能；之后對建筑能耗進(jìn)行模擬，就可以模擬出不同氣候環(huán)境條件下的建筑能耗特點，同時能夠分析出節(jié)能門窗的熱工性能對于建筑能耗的影響。

4.結(jié)語

門窗是建筑圍護結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其占建筑總能耗的很大一部分，因此應(yīng)當(dāng)對節(jié)能門窗的熱工性能進(jìn)行研究，并分析其對建筑能耗的影響，這對于實現(xiàn)建筑的節(jié)能效果，促進(jìn)建筑節(jié)能發(fā)展等有著重要的意義。