建筑門窗節(jié)能性能影響因素

吳永明

摘 要：門窗是建筑與室外交流、溝通的重要通道，也是滿足建筑采光，通風(fēng)、保溫、隔熱、隔音等功能的重要部件。外門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，是節(jié)能設(shè)計(jì)的重要部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風(fēng)滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風(fēng)、觀景要求的條件下，盡量提高外門窗本身的節(jié)能性能，減少外門窗本身的傳熱量，研究門窗組成材料的熱工性能，是提高其節(jié)能性能的根本途徑。

關(guān)鍵詞：門窗；節(jié)能；因素

1 前言

外門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅建筑總能耗的比例較大，是建筑節(jié)能設(shè)計(jì)的重要部位。本文就影響門窗節(jié)能的因素從門窗組成材料方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究討論，從而為提高門窗節(jié)能效果提供重要途徑。

2 影響因素

影響門窗節(jié)能性能材料因素主要有門窗的玻璃、型材及密封材料等，另外除了門窗材料本身因素外，安裝質(zhì)量也是影響其節(jié)能的重要因素。

2.1 玻璃類型

門窗用玻璃的種類較多，從結(jié)構(gòu)上劃分有單層玻璃、中空玻璃、三層中空玻璃、夾層玻璃等；單片玻璃又分為透明玻璃、吸熱玻璃、鍍膜玻璃等。門窗的節(jié)能很大程度上取決于所用玻璃的類型、加工工藝。在選擇原片玻璃時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同的地區(qū)選用不同的玻璃。陽(yáng)光照射強(qiáng)的地區(qū)，選用低透過(guò)的鍍膜玻璃或吸熱玻璃作為原片玻璃，控制陽(yáng)光進(jìn)入室內(nèi)，降低遮陽(yáng)系數(shù)，如采用吸熱玻璃、熱放射玻璃、遮陽(yáng)型Low-E玻璃等；而較寒冷地區(qū)，目的是減少因采暖而引起的能耗，應(yīng)充分利用太陽(yáng)輻射熱量，提高保溫性能，可采用Low-E玻璃膜或中空玻璃。在國(guó)外普遍使用氬氣等惰性氣體充入中空玻璃腔體，來(lái)生產(chǎn)節(jié)能效果更佳的中空玻璃，另外適當(dāng)增加中空層厚度對(duì)中空玻璃的節(jié)能效果影響很大，中空層的厚度越大，則傳導(dǎo)傳熱系數(shù)越小，中空玻璃的節(jié)能性能越好。

2.2 門窗框型材

門窗框材料是整個(gè)門窗系統(tǒng)中隔熱的薄弱環(huán)節(jié)，整個(gè)框材料約占整個(gè)窗戶面積的25%，選用隔熱性能好的材料非常重要。目前，門窗框所用型材種類主要有木型材、鋁合金型材、塑料型材、鋁塑復(fù)合型材、木塑復(fù)合型材等。特別是鋁合金窗的隔熱措施非常重要，直接關(guān)系到其傳熱系數(shù)的大小，其斷熱橋措施一般采用穿條式隔熱型材、注膠式隔熱型材，也有部分采用連接點(diǎn)斷熱措施。隔熱條的尺寸和導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)框的傳熱系數(shù)影響很大，因此規(guī)范中對(duì)穿條式隔熱型材的截面高度和注膠式隔熱型材槽的開口寬度都進(jìn)行了最小限值規(guī)定，增大穿條截面高度和注膠槽口寬度可有效提高隔熱性能。

2.3 密封材料

門窗扇和玻璃的密封條的安裝及性能對(duì)門窗節(jié)能有很大影響。經(jīng)常出現(xiàn)由于斷裂、收縮、低溫變硬等缺陷造成門窗滲水、漏氣，主要原因是密封毛條、密封膠條質(zhì)量差。經(jīng)過(guò)幾年的使用絕大多數(shù)的密封毛條均出現(xiàn)了不同程度的倒掛現(xiàn)象，密封膠條亦顯現(xiàn)了不同程度的收縮及失去彈性，嚴(yán)重影響了門窗的氣密性、水密性及保溫性能，使門窗的耐久性能及使用功能大打折扣，起不到密封作用。應(yīng)選用硫化類橡膠膠條，如三元乙丙、硅橡膠、氯丁基膠條；框扇間宜采用三元乙丙膠條。

普通中空玻璃應(yīng)采用聚硫密封膠及丁基密封膠，應(yīng)采取雙道密封，以確保中空玻璃內(nèi)部空氣的干燥。還有選用將密封和間隔兩個(gè)功能集于一身的暖邊間隔條，其傳導(dǎo)率低，是一種能夠改善中空玻璃邊緣熱傳導(dǎo)性的材料，暖邊間隔條包括超級(jí)間隔條、復(fù)合間隔條、聚丙烯間隔條、U型間隔條等。暖邊間隔條與普通金屬間隔條相比，節(jié)能性明顯提高。

2.4 安裝質(zhì)量

門窗安裝質(zhì)量也是影響門窗節(jié)能情況的重要因素。門窗框與墻體（附框）縫隙雖然不是耗能的主要部位，但處理不好會(huì)大大影響門窗的節(jié)能。門窗安裝的重點(diǎn)是窗框與洞口（附框）之間的連接與安裝，這也是決定門窗節(jié)能效果及其他使用性能的關(guān)鍵。

近些年來(lái)，門窗安裝采用干法施工（副框做法）越來(lái)越多，其能有效的減少交叉施工對(duì)門窗安裝質(zhì)量的影響，目前鋼副框是作為附框的唯一材料，還沒有實(shí)現(xiàn)同種門窗材料使用同種材料的副框的目標(biāo)，但推廣使用副框已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)的普遍認(rèn)可。目前主要存在問(wèn)題是洞口精度差影響門窗整體性能，實(shí)際建筑外墻預(yù)留洞口與附框尺寸偏差較大，同規(guī)格的窗在按照同一尺寸制作副框時(shí)不能適應(yīng)洞口的安裝。洞口與附框偏差過(guò)大會(huì)使修補(bǔ)的抹灰層過(guò)厚，容易發(fā)生龜裂，產(chǎn)生滲水，形成熱橋等現(xiàn)象，這些部位主要是密封和熱橋處理問(wèn)題，現(xiàn)在多采用現(xiàn)場(chǎng)注發(fā)泡膠，然后采用密封膠密封防水，另外框與洞口（附框）之間的伸縮縫空腔應(yīng)采用閉泡沫塑料、發(fā)泡聚苯乙烯等彈性材料分層填塞，且填塞不宜過(guò)緊。

3 門窗節(jié)能性能指標(biāo)

根據(jù)《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定，應(yīng)按地區(qū)類別對(duì)門窗節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)門窗容易結(jié)露，對(duì)保溫節(jié)能性能要求較高，其檢測(cè)指標(biāo)包括氣密性、傳熱系數(shù)和中空玻璃露點(diǎn)；在夏熱冬冷地區(qū)遮陽(yáng)也是非常重要的，其檢測(cè)指標(biāo)包括氣密性、傳熱系數(shù)、中空玻璃露點(diǎn)、遮陽(yáng)系數(shù)和可見光透射比；在夏熱冬暖地區(qū)由于夏天陽(yáng)光強(qiáng)烈，太陽(yáng)輻射對(duì)建筑耗能的影響很大，主要考慮夏季隔熱，其檢測(cè)指標(biāo)包括氣密性、遮陽(yáng)系數(shù)、中空玻璃露點(diǎn)、可見光透射比。

目前建筑節(jié)能指標(biāo)為65%，門窗保溫性能要求低于2.8 W/（m2·K），下一步將建筑節(jié)能要求提高至75%，門窗保溫性能要求低于2.0 W/（m2·K）。通過(guò)斷橋鋁合金窗傳熱系數(shù)檢驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)窗扇、窗框型材采取斷冷橋工藝以及對(duì)中空玻璃采取暖邊充氣工藝、雙空氣層、增大空氣層厚度等技術(shù)措施，鋁合金窗傳熱系數(shù)K值能夠達(dá)到2.0W/（m2·K），其實(shí)質(zhì)是對(duì)玻璃、窗框料、密封材料的熱工性能和加工工藝的提高。

4 結(jié)束語(yǔ)

為了進(jìn)一步降低居住建筑能耗，促進(jìn)和提高門窗節(jié)能性能的關(guān)鍵是原材料熱工性能技術(shù)突破，降低空氣滲透熱損失，提高氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等物理性能，要在密封材料和密封結(jié)構(gòu)及室內(nèi)換氣構(gòu)造上進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)住宅窗型結(jié)構(gòu)、開啟形式和窗體構(gòu)造進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。積極開發(fā)推廣新材料、新技術(shù)，開展國(guó)際合作，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品，加速推進(jìn)我國(guó)的建筑門窗技術(shù)進(jìn)步；在施工方面提高門窗的安裝質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)建筑門窗洞口的實(shí)際情況，繪制詳圖，方便設(shè)計(jì)、施工。使得建筑門窗可以在生產(chǎn)廠家進(jìn)行組裝，避免造成由于安裝問(wèn)題導(dǎo)致的門窗質(zhì)量下降，大大提升建筑門窗的整體性能。同時(shí)建議增加門窗耐久性檢測(cè)項(xiàng)目，評(píng)價(jià)門窗經(jīng)過(guò)一萬(wàn)次反復(fù)啟閉試驗(yàn)后的物理性能，出臺(tái)建筑門窗的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)定，提高門窗的使用年限。