綠色建筑窗戶(hù)節(jié)能設(shè)計(jì)研究

/綠色建筑窗戶(hù)節(jié)能設(shè)計(jì)探討【摘要】綠色建筑中的窗戶(hù)節(jié)能是一大重點(diǎn)。本文主要分析了綠色建筑窗戶(hù)節(jié)能設(shè)計(jì)，分別從窗墻面積比、窗框材料、窗開(kāi)啟方式、窗戶(hù)玻璃類(lèi)型和遮陽(yáng)幾個(gè)方面綻開(kāi)了探討。【關(guān)鍵詞】綠色；窗戶(hù)；節(jié)能；隔熱綠色建筑中的窗戶(hù)擔(dān)當(dāng)著保溫隔熱的作用，同時(shí)它又扮演了建筑室內(nèi)自然光明和空氣的交換流通的角色，但是熱量的消耗和傳遞，使得它成為了冬季保溫順夏季隔熱環(huán)節(jié)里最簡(jiǎn)潔出問(wèn)題的環(huán)節(jié)。所以，窗戶(hù)的節(jié)能設(shè)計(jì)可以說(shuō)是綠色建筑中的節(jié)能要點(diǎn)，也是優(yōu)化室內(nèi)熱環(huán)境、實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵點(diǎn)。1確定科學(xué)合理的窗墻面積比窗墻面積比指的是窗戶(hù)洞口面積和房間立面單元面積的比值。窗墻面積比代表了房間開(kāi)窗面積的大小。窗戶(hù)的傳熱系數(shù)要比同朝向的外墻傳熱系數(shù)大，采暖熱耗量會(huì)因?yàn)榇皦γ娣e比的變大而變大。所以，必需確保一個(gè)合理的窗墻面積比，才能做到建筑的真正有效節(jié)能。從相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，朝向不同的窗墻面積比也應(yīng)當(dāng)有所區(qū)分，分別是：朝向?yàn)楸钡拇皦γ娣e比應(yīng)≤0.25；朝向?yàn)闁|西的窗墻面積比應(yīng)當(dāng)≤0.30；朝向?yàn)槟系年?yáng)臺(tái)窗墻面積比應(yīng)當(dāng)≤0.35；朝向?yàn)槟?，沒(méi)有陽(yáng)臺(tái)，并且是中空玻璃窗或雙層窗時(shí)，窗墻面積比應(yīng)當(dāng)≤0.45?，F(xiàn)階段被普遍運(yùn)用到的形式是落地窗或飄窗，這一類(lèi)的大面積外窗雖說(shuō)能有效提高建筑的外觀美，但是也有其弊端：在夏季大大增加了室內(nèi)太陽(yáng)輻射熱量的射入，而在冬季又會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)大量熱量的流失，空調(diào)須要用到較多的電。2選擇合適的窗框材料2.1鋁合金型材鋁合金型材的導(dǎo)熱系數(shù)是相當(dāng)大的，而且熱傳導(dǎo)很快，這在寒冷的北方就相當(dāng)明顯，冬季室內(nèi)會(huì)發(fā)生結(jié)霜、露、冰以及淌水等現(xiàn)象。而在南方，這種問(wèn)題是肉眼看不到的，但對(duì)空調(diào)能耗消耗很大，因此在住宅設(shè)計(jì)中應(yīng)淘汰運(yùn)用鋁合金型材作為窗框材料。但在目前的住宅窗戶(hù)設(shè)計(jì)中，還有部分地區(qū)在型材的選擇方面只考慮成本，不重視節(jié)能，并還在運(yùn)用。2.2PVC塑料窗PVC的主要原料是聚氯乙烯樹(shù)脂，它質(zhì)量輕，具有較好的隔熱、保溫、防潮、阻燃等優(yōu)點(diǎn)，而且安裝起來(lái)相當(dāng)便利，它在抗扭強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度上都比木材更優(yōu)越，并且規(guī)格、色調(diào)繁多，運(yùn)用起來(lái)相當(dāng)美觀。PVC塑料窗價(jià)格比較低廉，它的價(jià)格常常只是斷橋鋁含金窗的2/3。但是，要留意到影響PVC塑料門(mén)窗的保溫性能的主要因素：型材厚度，且越厚，其保溫性能越好；型材的腔體越多，阻擋熱流傳遞的實(shí)力越強(qiáng)，保溫性能越好。2.3塑鋼窗塑鋼窗是增加PVC空腹型材做窗框及窗扇，并再空腔中加入型鋼加強(qiáng)的窗。塑料塑鋼窗框的傳熱系數(shù)較小，保溫隔熱和氣密性好，傳統(tǒng)的塑鋼型材色調(diào)單一、窗框窗扇面積較大，而目前市面上流行色調(diào)豐富、耐老化性能優(yōu)良的彩色塑鋼型材。塑鋼窗框在價(jià)格上跟一般鋁合金窗框沒(méi)有多大的區(qū)分，但是節(jié)能效果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了一般窗。2.4玻璃鋼窗玻璃鋼窗主要是接受中堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗及其織物作為增加材料，接受不飽和樹(shù)脂作為基體材料，經(jīng)過(guò)特殊工藝將這兩種材料復(fù)合，并添加其他礦物填料，再通過(guò)加熱固化，拉擠成各種不同截面的空腹型材加工而成。它既有鋁合金的堅(jiān)實(shí)，又有塑鋼門(mén)窗的保溫性，防腐性，它具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、防腐、保溫、絕緣、隔音等諸多優(yōu)點(diǎn)。一般PVC壽命15年，而玻璃鋼壽命可達(dá)50年，和建筑物基本同壽命，因此接受玻璃鋼門(mén)窗可削減更換門(mén)窗的麻煩，節(jié)約開(kāi)支。3選擇合適的窗開(kāi)啟方式型材的改進(jìn)是否會(huì)起到較好的節(jié)能效果，這在很大程度上跟窗型的開(kāi)啟形式有很大的關(guān)系，當(dāng)前普遍接受的窗型有推拉窗、平開(kāi)窗和固定窗。3.1推拉窗推拉窗是兩個(gè)窗扇在窗框上下滑軌中開(kāi)啟和關(guān)閉，運(yùn)用一段時(shí)間后，密封毛條表面毛體磨損、窗上下空隙對(duì)流也加大，能量消耗更為嚴(yán)峻。另外，推拉窗在關(guān)閉時(shí)兩窗扇不在同一個(gè)平面，而兩窗扇之間以及四周沒(méi)有密封壓力的存在，只是依靠毛條進(jìn)行重疊搭接，形成對(duì)流現(xiàn)象，因此推拉窗即使接受隔熱斷橋鋁型材也不屬于節(jié)能門(mén)窗，由于推拉窗自身結(jié)構(gòu)所限止，其接受隔熱斷橋鋁型材也是毫無(wú)意義的。3.2平開(kāi)窗平開(kāi)窗的窗扇和窗扇、窗扇和窗框問(wèn)一般均用良好的橡膠做密封壓條。窗扇關(guān)閉后，密封橡膠壓條壓得很緊，密封性能很好，很難形成對(duì)流。這種窗型的熱量流失主要是玻璃和窗框及窗扇型材的熱傳導(dǎo)和輻射。從結(jié)構(gòu)上講，平開(kāi)窗要比推拉窗有明顯的優(yōu)勢(shì)。平開(kāi)窗可稱(chēng)為真正的節(jié)能窗。3.3固定窗固定窗的窗框嵌在墻體內(nèi)，玻璃干脆安在窗框上，用密封膠把玻璃和窗框接觸的四邊密封。正常狀況下，有良好的水密性和氣密性，空氣很難通過(guò)密封膠形成對(duì)流，因此對(duì)流熱損失極少。玻璃和窗框的熱傳導(dǎo)是熱損失的源泉。固定窗是節(jié)能效果最志向的窗。4窗戶(hù)玻璃的選用在建筑能耗中，窗戶(hù)導(dǎo)致的能耗占到了建筑總能耗的40%左右，其中通過(guò)玻璃的損失又在窗中占到75%。所以，要實(shí)現(xiàn)建筑的節(jié)能，必需提高玻璃的節(jié)能性能。4.1中空玻璃中空玻璃是由2片（或3片）玻璃和空氣層組合而成。有些中空玻璃空氣間層為真空或充惰性氣體，因此具有優(yōu)良的保溫隔熱和隔聲特性，在國(guó)外建筑中大量應(yīng)用。如德國(guó)生產(chǎn)的真空中空玻璃總厚度僅6mm，傳熱系數(shù)僅為1.512W/（m?K），這樣，大大削減了室內(nèi)外通過(guò)門(mén)窗的熱交換，降低了建筑采暖空調(diào)能耗，限制了表面的冷凝現(xiàn)象。給人們的工作、生活供應(yīng)了舒適的室內(nèi)環(huán)境。4.2真空玻璃真空玻璃接受兩片平板玻璃用低熔點(diǎn)玻璃將四周密封起來(lái)。一片玻璃上有一個(gè)排氣管，排氣管和該玻璃也用低熔點(diǎn)玻璃密封，兩片玻璃間的間隙為0.1～0.2mm，為使玻璃在真空狀態(tài)下承受大氣壓的作用，兩片玻璃間放有微小支撐物，支撐物用金屬或非金屬材料制成，勻整分布。由于支撐物特殊小不會(huì)影響玻璃的透光性。4.3熱反射玻璃太陽(yáng)能熱反射玻璃又稱(chēng)陽(yáng)光限制玻璃。其最大特點(diǎn)是利用鍍膜能透過(guò)可見(jiàn)光而把起加熱作用的遠(yuǎn)紅外光反射到室外，同時(shí)玻璃材料吸取的太陽(yáng)熱能被鍍膜所隔離，使熱主要散發(fā)到室外一側(cè)，盡可能地削減太陽(yáng)的熱作用，使室內(nèi)熱環(huán)境得到限制，同時(shí)削減眩光和色散，降低室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷和削減設(shè)備投資，從而達(dá)到節(jié)約空調(diào)費(fèi)用的目的。設(shè)計(jì)人員可依據(jù)不同功能的建筑來(lái)選用不同性能的鍍膜，來(lái)調(diào)整室內(nèi)光線(xiàn)和限制輻射熱。熱反射玻璃的顏色有灰色、青銅色、藍(lán)綠色、金色、銀色、古銅色等。4.4太陽(yáng)能玻璃一般平板玻璃由于其含鐵量較高，其對(duì)紅外線(xiàn)有猛烈吸取作用，而對(duì)遠(yuǎn)紅外輻射則是完全吸取。只有低鐵玻璃才能透過(guò)紅外線(xiàn)，因此低鐵玻璃（鐵含量0.1%以下）被稱(chēng)為太陽(yáng)能玻璃。太陽(yáng)輻射中，可見(jiàn)光和紅外線(xiàn)各占近一半的能量。但當(dāng)太陽(yáng)地平角度很低時(shí)，如5。時(shí)，可見(jiàn)光占28%，而紅外線(xiàn)占72%。這是由于可見(jiàn)光比紅外線(xiàn)波長(zhǎng)短、散射強(qiáng)、衰減快。因此假如重視北方采暖季窗戶(hù)采光更多的得熱，應(yīng)當(dāng)重視玻璃對(duì)紅外線(xiàn)的透過(guò)率和太陽(yáng)能玻璃的運(yùn)用。5增設(shè)有效遮陽(yáng)依據(jù)建筑日照設(shè)計(jì)原理，合理設(shè)計(jì)窗戶(hù)挑檐或?qū)嵭姓陉?yáng)措施，以減小玻璃面的日照面積，降低夏季空調(diào)能耗。提高外窗特殊是東、西外窗的遮陽(yáng)實(shí)力，是提高窗戶(hù)隔熱性能的重要措施。窗戶(hù)的固定外遮陽(yáng)可以通過(guò)建筑措施，如陽(yáng)臺(tái)就是一種常見(jiàn)的固定外遮陽(yáng)方式，也可以對(duì)東、西外窗設(shè)置活動(dòng)外遮陽(yáng)，如安裝鋁制或木制百葉窗等。另外，玻璃貼膜也可有效地削減太陽(yáng)輻射熱和提高外窗的遮陽(yáng)實(shí)力。優(yōu)質(zhì)的玻璃貼膜在夏天能使窗戶(hù)阻隔約80%的太陽(yáng)輻射能量，冬天則有助于保持屋內(nèi)熱量不散發(fā)，提高室內(nèi)的舒適度。參考文