建筑門窗的保溫性能優(yōu)化設(shè)計(jì)探微分析

高亮

摘 ? ?要：建筑門窗是我國(guó)建筑施工中的重要組成，近年來建筑行業(yè)對(duì)建筑門窗的保溫性高度重視，需要做好相關(guān)設(shè)計(jì)工作。本文從做好建筑門窗保溫設(shè)計(jì)的意義入手，討論建筑門窗保溫性能的使用現(xiàn)狀，最后分析如何做好建筑門窗保溫性能的設(shè)計(jì)工作，希望可以為人們提供更加舒適的居住環(huán)境。

關(guān)鍵詞：建筑門窗;保溫性能;設(shè)計(jì);分析

1 ?前言

在我國(guó)建筑事業(yè)不斷發(fā)展的背景下，工業(yè)建筑質(zhì)量也在顯著提升，從門窗結(jié)構(gòu)方面目前開始利用了諸多的材料與工藝，使其保溫性能得到顯著提升，不過在設(shè)計(jì)以及施工中還存在一些因素，導(dǎo)致建筑門窗的保溫性能不足，以下對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

2 ?做好建筑門窗保溫設(shè)計(jì)的意義

當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)處于飛速發(fā)展的階段，每年建成的建筑面積高達(dá)20億平方米，不過在這些建筑當(dāng)中，有9成以上建筑為高能耗建筑，如果不對(duì)建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)加以關(guān)注，可能會(huì)導(dǎo)致能源危機(jī)的出現(xiàn)。從當(dāng)前我國(guó)的建筑工程來看，門窗屋面墻體地面存在能耗大的情況，所以在房屋建設(shè)當(dāng)中，需要重點(diǎn)關(guān)注門窗是否達(dá)到節(jié)能要求。從門窗的作用來看，其開放和關(guān)閉會(huì)影響建筑內(nèi)外換氣、通風(fēng)以及室內(nèi)的采光、保溫，建筑門窗作為建筑外圍結(jié)構(gòu)最薄弱的地方，同時(shí)也是導(dǎo)致建筑室內(nèi)保溫性不佳的薄弱部分，存在門窗設(shè)計(jì)的缺陷，會(huì)導(dǎo)致大量的熱量散失，進(jìn)而造成能源的浪費(fèi)。因此，在建筑行業(yè)積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排理念的大背景下，必須對(duì)門窗的保溫功能加以重視。

3 ?建筑門窗保溫性能的使用現(xiàn)狀

如今，建筑領(lǐng)域?qū)?jié)能減排理念高度重視，并且把門窗的保溫性作為考察的重要內(nèi)容，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，目前民用住宅和工業(yè)建筑供暖期間，由于門窗導(dǎo)致的能源消耗占的比例很大。究其原因，在于建筑門窗的保溫性和氣密性設(shè)計(jì)存在一些問題，并且安裝不夠規(guī)范，尤其是單層鋼窗存在氣密性和保溫性不足的問題，嚴(yán)重影響了人們的生活舒適度。在建筑行業(yè)不斷進(jìn)步的背景下，如今的門窗材料已經(jīng)更新，其中鋁合金門窗、斷橋鋁門窗、塑鋼門窗的出現(xiàn)，不僅具有安裝便捷的特點(diǎn)，同時(shí)氣密性和保溫性也更好，加之當(dāng)前門裝安裝普遍采用復(fù)合雙玻窗，進(jìn)一步提升了保溫效果，不過這些建筑材料在成本上存在一些差異，需要施工單位根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行安裝[1]。

4 ?建筑門窗保溫性能的優(yōu)化內(nèi)容

建筑門窗是外圍結(jié)構(gòu)的組成部分，主要起到通風(fēng)、采光、隔熱、隔音、保溫等功能，以此為用戶提供舒適的居住環(huán)境，在設(shè)計(jì)建筑門窗的過程中，需要對(duì)其保溫性能加以重視，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先要考慮到節(jié)能環(huán)保的作用，建筑門窗的重要價(jià)值首先體現(xiàn)在可以避免建筑室內(nèi)熱量的損失。根據(jù)建筑節(jié)能規(guī)劃的相關(guān)要求，門窗需要建立在建筑功能需求的基礎(chǔ)上有效起到保溫的作用，這就要求設(shè)計(jì)人員踐行綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，避免建筑存在能量消耗較大的問題。其次，要減少熱量損失。在建筑供暖期間，門窗傳熱熱損失以及空氣滲透熱水時(shí)，會(huì)占到能源消耗的50%，主要是由于門窗的氣密性和保溫性不佳，并且部分建筑為單層鋼窗，進(jìn)一步導(dǎo)致室內(nèi)的能量散失較快，無法滿足人們的舒適性要求和建筑的節(jié)能需要。最后，要減少施工成本。相較于金屬窗，非金屬窗的保溫性更好，再如復(fù)合雙玻璃窗的保溫性也要好于金屬雙玻，在科學(xué)選擇門窗材料的過程中，也需要考慮到施工成本問題，這樣才能達(dá)到良好的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。

5 ?如何做好建筑門窗保溫性能的設(shè)計(jì)工作

5.1 ?對(duì)門窗框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

框架是門窗的重要組成部分，主要的作用在于支撐，所以必須對(duì)其科學(xué)設(shè)計(jì)。常見的門窗材料包括金屬、非金屬以及復(fù)合型材，金屬型材和非金屬型材存在熱導(dǎo)系數(shù)差異的主要原因在于材料的熱傳能力，相關(guān)研究證實(shí)熱導(dǎo)系數(shù)越大，那么材料傳熱能力越強(qiáng)，所以從保溫的角度講，門窗框的型材斷面要盡量設(shè)計(jì)為多腔型材[2]。讓腔壁形成垂直關(guān)系，也可以起到優(yōu)化設(shè)計(jì)的作用，主要是對(duì)熱流的方向進(jìn)行控制，隨著阻斷熱流作用的增強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)熱能力降低。因此，可以把金屬型材料進(jìn)行斷熱處理，或者把非金屬材料做成復(fù)合型材，并且要增加非金屬型材的厚度，可以有效提升熱阻能力。對(duì)于門窗框的材料選擇，主要以鋁合金斷熱橋窗框材料、玻璃鋼型材為主，通過對(duì)這些低導(dǎo)熱系數(shù)材料的利用，可以減少金屬門框的傳導(dǎo)熱量損失。

5.2 ?對(duì)門窗玻璃進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

相較于金屬材料玻璃的熱傳導(dǎo)系數(shù)更低，所以利用玻璃提升門窗的保溫性能，有著更大的操作空間，相較于雙玻和三玻，單玻的保溫性較差，所以在設(shè)計(jì)門窗的過程中，從玻璃的角度要改進(jìn)，這樣可以形成密閉的空氣層，讓熱阻水平得到提升。單層玻璃熱阻值較小，在內(nèi)外部溫差較大的情況下會(huì)導(dǎo)致熱量傳導(dǎo)，在夏季開啟空調(diào)后，建筑內(nèi)的溫度可以降低，但門窗單層玻璃傳熱性會(huì)導(dǎo)致大量的低濕空氣被損耗，再如冬季門窗會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，單層玻璃在傳熱過程中通過對(duì)流換熱的方法將熱量傳遞到玻璃表面，并且熱量由內(nèi)表面的高溫部分向低溫部分傳遞之后，以輻射的形式導(dǎo)致熱量散失到室外，所以雙層玻璃和多層玻璃更加滿足建筑室內(nèi)的保溫需要。從物理學(xué)的角度分析，雙層玻璃的熱過程更為復(fù)雜，具體說來熱量傳遞到內(nèi)層玻璃內(nèi)表面后會(huì)經(jīng)過外表面空氣間層，以及外層玻璃的內(nèi)外表面，最后傳遞到建筑的外部，以此有效的降低熱量散失。

5.3 ?對(duì)門窗框比例進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

門窗框的比例也就是門窗框表面與門窗面積的比值，影響因素包括門窗立面的表面積、門窗面積，對(duì)門窗框比例改變會(huì)導(dǎo)致感熱面發(fā)生變化，如果金屬型材門窗，框斷面尺寸過大會(huì)影響門窗保溫性能，所以需要再滿足門窗功能的前提下，對(duì)門窗立面的分割加以控制，大斷面的金屬型材與面積較小的門窗不宜搭配。通過增加玻璃層數(shù)可以增加每層玻璃間空氣厚度，通過對(duì)鍍膜玻璃的有效利用，可以提升玻璃的熱阻。

5.4 ?設(shè)計(jì)好門窗的開啟形式

框架在門窗中發(fā)揮支撐的作用，窗框架也影響著其開啟形式，進(jìn)而對(duì)保溫性產(chǎn)生影響，我國(guó)建筑門窗開啟形式包括推拉窗、平開窗和固定窗三種，目前推拉窗的形式較為普遍，但是推拉窗在利用的過程中熱能對(duì)流損失更大，平開窗主要包括內(nèi)平開窗和外平開窗，具有開放性好的特點(diǎn)，與此同時(shí)也體現(xiàn)出熱傳導(dǎo)方面的優(yōu)勢(shì)，整體上來看固定窗的節(jié)能性最好。

5.5 ?設(shè)計(jì)好門窗的氣密性

對(duì)于節(jié)能性建筑來說，門窗的空氣滲透能力和框扇的密封性有直接關(guān)系，也就是與框扇之間的縫隙以及密封材料性能有關(guān)，對(duì)氣密性的影響主要體現(xiàn)在溫差和縫隙，設(shè)計(jì)的過程中要考慮到窗扇和門上的四周受力均勻，具有良好的密封性。此外，還需要從材料選擇加工工藝，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和安裝細(xì)節(jié)等方面加以重視。

6 ?結(jié)束語

綜上所述，人們生活質(zhì)量不斷提升的背景下，人們對(duì)居住的舒適性，功能性和節(jié)能性也提出了更高的要求，尤其對(duì)能源節(jié)約的問題更加重視。建筑門窗的設(shè)計(jì)對(duì)建筑保溫性產(chǎn)生和能源消耗影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)人們的居住舒適度造成直接影響，由于門窗中的滲透熱損失在住宅采暖中占了很大比例，所以需要對(duì)門窗框的保溫性加以控制，目前來說進(jìn)行門窗的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及比例設(shè)計(jì)，這樣可以有效減少?gòu)倪吙蛄魇崃康膯栴}，保證建筑的局部和整體具有合理性，最終減少建筑門窗施工成本。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方海珊，朱斌.建筑節(jié)能改造中內(nèi)保溫構(gòu)造技術(shù)設(shè)計(jì)與技術(shù)要點(diǎn)分析[J].門窗，2018（7）：33.

[2] 楊海維，王衛(wèi)鋒.建筑外墻及外門窗施工中的保溫節(jié)能方式研究[J].建材與裝飾，2019（22）.