節(jié)能建筑中怎樣提高門窗的保溫隔熱性能

　　傳統(tǒng)建筑中，通過窗的傳熱量占建筑總能耗20%以上；節(jié)能建筑中，墻體采用保溫材料熱阻增大以后，窗的熱損失占建筑總能耗的比例更大。導(dǎo)致門窗能量損失的原因是門窗與周圍環(huán)境進(jìn)行的熱交換，其過程包括：通過玻璃進(jìn)入建筑的太陽輻射的熱量；通過玻璃的傳熱損失;通過窗格與窗框的熱損失；窗洞口熱橋造成的熱損失;縫隙冷風(fēng)滲透造成的熱損失。 

　　據(jù)了解，影響門窗熱量損耗大小的因素很多，主要有以下幾方面：門窗的傳熱系數(shù)。門窗的傳熱系數(shù)是指在單位時間內(nèi)通過單位面積的傳熱量。傳熱系數(shù)越大，則在冬季通過門窗的熱量損失就越大。門窗的傳熱系數(shù)又與門窗的材料、類型有關(guān)。門窗的氣密性。門窗的氣密性是指在門窗關(guān)閉狀態(tài)下，阻止空氣滲透的能力。門窗氣密性等級的高低，對熱量的損失影響極大，室外風(fēng)力變化會對室溫產(chǎn)生不利的影響，氣密性等級越高，則熱量損失就越少，對室溫的影響也越小。窗墻比系數(shù)與朝向。窗墻比例是指外窗的面積與外墻面積之比。通常門窗的傳熱熱阻比墻體的傳熱熱阻要小得多，因此，建筑的冷、熱耗量隨窗墻面積比的增加而增加。作為建筑節(jié)能的一項措施，要求在滿足采光通風(fēng)的條件下確定適宜的窗墻比。一般而言，不同朝向的太陽輻射強(qiáng)度和日照率不同，窗戶所獲得的太陽輻射熱也不相同。門窗節(jié)能途徑主要是保溫隔熱。其措施包括：提高門窗的保溫性能;提高門窗的隔熱性能，提高門窗的氣密性。

　　選擇節(jié)能窗型。窗型是影響節(jié)能性能的第一要素。推拉窗的節(jié)能效果差，而平開窗和固定窗的節(jié)能效果優(yōu)越。推拉窗在窗框下滑軌來回滑動，上部有較大的空間，下部有滑輪間的空隙，窗扇上下形成明顯的對流交換，熱冷空氣的對流形成較大的熱損失，此時，不論采用何種隔熱型材作窗框都達(dá)不到節(jié)能效果。平開窗的窗扇和窗框間一般有橡膠密封壓條，在窗扇關(guān)閉后，密封橡膠壓條壓得很緊，幾乎沒有空隙，很難形成對流，熱量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的熱傳導(dǎo)、輻射散熱和窗扇與窗框接觸位置的空氣摻漏，以及窗框與墻體之間的空氣滲漏等。固定窗由于窗框嵌在墻體內(nèi)，玻璃直接安裝在窗框上，玻璃和窗框已采用膠條或者密封膠密封，空氣很難通過密封膠形成對流，很難造成熱損失。在固定窗上，玻璃和窗框熱傳導(dǎo)為主要熱損失的來源，如果在玻璃上采取有效措施，就可以大大提高節(jié)能效果。因此，從結(jié)構(gòu)上講，固定窗是最節(jié)能的窗型。

　　設(shè)計合理的窗扇比和朝向。一般來說，窗戶的傳熱系數(shù)大于同朝向、同面積的外墻傳熱系數(shù)，因此，采暖耗能熱量隨著窗墻比例的增加而增加。在采光和通風(fēng)允許的條件下，控制窗墻比例比設(shè)置保溫窗簾和窗板更加有效，即窗墻面積比設(shè)計越小，熱量損耗就越小，節(jié)能效果越佳。熱量損耗還與外窗的朝向有關(guān)，南、北朝向的太陽輻射強(qiáng)度和日照率高，窗戶所獲得的太陽輻射熱多。在《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住建筑部分)》中，雖對窗墻面積比和朝向做了有選擇性的規(guī)定，但還應(yīng)結(jié)合各地的具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。有專家提出：考慮到起居室在北向時的采光需要，南、北向的窗墻面積比可取0.3;考慮到目前一些塔式住宅的情況，東、西向的窗墻面積比可取0.35;考慮到南向出現(xiàn)落地窗、凸窗的機(jī)會較多，南向的窗墻面積比可取0.45。這樣雖然增大了南向外窗的面積，但可充分利用太陽能的輻射熱降低采暖能耗，實現(xiàn)既有寬敞明亮的視野又不浪費能源的目的。

　　使用節(jié)能材料。由于新型材料的發(fā)展，組成窗的主材(框料、玻璃、密封件、五金附件以及遮陽設(shè)施等)技術(shù)進(jìn)步很快，使用節(jié)能材料是門窗節(jié)能的有效途徑。

　　框料：窗用型材約占外窗洞口面積的15%~30%，是建筑外窗中能量流失的另一個薄弱環(huán)節(jié)，因此，窗用型材的選用也是至關(guān)重要的。目前節(jié)能窗的框架類型很多，如斷熱鋁材、斷熱鋼材、塑料型材、玻璃鋼材及復(fù)合材料(鋁塑、鋁木等)。其中，斷熱鋁材節(jié)能效果比較好，使用比較廣，它不僅保留了鋁型材的優(yōu)點，同時也大大降低了鋁型材傳熱系數(shù)。斷熱鋁材是在鋁合金型材斷面中使用熱橋(冷橋)技術(shù)使型材分為內(nèi)、外兩部。目前有兩種工藝：一種是注膠式斷熱技術(shù)(即澆注切橋技術(shù))，這種技術(shù)既可以生產(chǎn)對稱型斷熱型材，也可以生產(chǎn)非對稱型材。由于利用澆注式處理流體填補(bǔ)成型空間原理，其成品精度非常高。另一種是斷熱條嵌入技術(shù)，即采用由聚酞胺66和25%%玻璃纖維(PA66GF25)合成斷熱條，與鋁合金型材在外力擠壓下嵌合組成斷熱鋁型材。這種型材不僅強(qiáng)度高(接近鋁合金)，而且它的機(jī)械性能好、隔熱效果佳。由于隔熱條的加入使型材形成多種斷面形式，有良好的強(qiáng)度。另外隔熱條中的玻璃纖維排列有序，能夠長時間承受高拉應(yīng)力和高剪切應(yīng)力，隔熱條的線形膨脹系數(shù)接近鋁，有非常好的加工性能;同時內(nèi)、外型材可以由不同顏色和表面處理方式的型材組成，增強(qiáng)了裝飾效果;并且可抗多種酸、堿化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。

　　玻璃：在窗戶中，玻璃面積占窗戶面積的65%~75%。普通玻璃的熱阻值很小，而且對遠(yuǎn)紅外熱輻射幾乎完全吸收，單層普通玻璃是無法達(dá)到保溫節(jié)能效果的。門窗玻璃種類較多。不同種類的玻璃，其透光率、遮陽系數(shù)、傳熱系數(shù)是大不相同的。導(dǎo)熱性和遮陽性，有著雙重性。對于冬天，我們希望太陽輻射得到熱量，使室內(nèi)溫度升高。但夏天又希望減少太陽輻射，避免進(jìn)入室內(nèi)。

　　因此，對于不同地區(qū)，應(yīng)選擇相應(yīng)傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)的玻璃。為了降低導(dǎo)熱性和提高遮陽性，目前，門窗玻璃常用的處理方法有：

　　玻璃鍍膜。用物理或化學(xué)鍍膜工藝，改變玻璃表面的熱反射特性，將太陽輻射直接反射回去，從而提高玻璃的遮陽隔熱性能。鍍膜玻璃又分為熱反射玻璃(又稱陽光控制玻璃)和低輻射玻璃(又稱Low-E玻璃)，熱反射玻璃可通過配置膜層的結(jié)構(gòu)和厚度，在較大范圍改變遮陽性能。由于對紅外線高反射、不吸熱的材料鍍膜，Low-E玻璃可反射太陽能波段的熱輻射，從而有效地控制了玻璃的遮陽性能，同時也明顯降低了玻璃的傳熱系數(shù)。

　　玻璃著色。在制造過程中加入色劑，著色玻璃的遮陽性和隔熱性能優(yōu)于透明玻璃。通過吸收部分陽光的直接透過，從而減少太陽輻射熱進(jìn)入室內(nèi);但由于吸收熱量使自身溫度升高，增加了溫差傳熱，降低了保溫效果。

　　中空玻璃。中空玻璃是以兩片或多片玻璃，采用間隔條來控制中空玻璃的內(nèi)外兩片的間距。雙玻璃周邊用密封膠翻結(jié)密封，使玻璃層間形成干燥氣體，具有隔音、隔熱、防結(jié)露和降低能耗的作用。

　　密封材料：洞口密封材料的質(zhì)量，既影響著房屋的保溫節(jié)能效果，也關(guān)系到墻體的防水性能，應(yīng)正確選用洞口密封材料。目前塑鋼門窗框的四邊與墻體之間的空隙，通常使用聚氨酯發(fā)泡體進(jìn)行填充。此類材料不僅有填充作用，而且還有很好的密封保溫和隔熱性能。

　　另外應(yīng)用較多的密封材料還有硅膠、三元乙丙膠條。其他部分的密封用密封條，密封條分為毛條和膠條。密封膠條用于玻璃和扇及框之間的密封，在塑鋼門窗中起著水密、氣密及節(jié)能的重要作用。密封膠條必須具有足夠的拉伸強(qiáng)度、良好的彈性、良好的耐溫性和耐老化性，斷面結(jié)構(gòu)尺寸要與塑鋼門窗型材匹配。質(zhì)量不好的膠條耐老化性差，經(jīng)太陽長期暴曬，膠條老化后變硬，失去彈性，容易脫落，不僅密封性差，而且造成玻璃松動產(chǎn)生安全隱患。密封毛條主要用于框和扇之間的密封，毛條的安裝部位一般在門窗扇上，框扇的四周圍或密封橋(擋風(fēng)塊)上，增強(qiáng)框與扇之間的密封，毛條規(guī)格是影響推拉門窗的氣密性能的重要因素，也是影響門窗開關(guān)力的重要因素。毛條規(guī)格過大或豎毛過高，不但裝配困難，而且使門窗移動阻力增大，尤其是開啟時的初阻力和關(guān)閉時的最后就位阻力較大;規(guī)格過小或豎毛條高度不夠，易脫出槽外，使門窗的密封性能大大降低。毛條需經(jīng)過硅化處理，質(zhì)量合格的毛條外觀平直，底板和豎毛光滑，無彎曲，底板上沒有麻點。膠條、毛條都起著密封、隔音、防塵、防凍、保暖的作用。其質(zhì)量的好壞直接影響門窗的氣密性和長期使用的節(jié)能效果。