綠色建筑窗戶節(jié)能設(shè)計研究

/綠色建筑窗戶節(jié)能設(shè)計探討【摘要】綠色建筑中的窗戶節(jié)能是一大重點。本文主要分析了綠色建筑窗戶節(jié)能設(shè)計，分別從窗墻面積比、窗框材料、窗開啟方式、窗戶玻璃類型和遮陽幾個方面綻開了探討?！娟P(guān)鍵詞】綠色；窗戶；節(jié)能；隔熱綠色建筑中的窗戶擔(dān)當(dāng)著保溫隔熱的作用，同時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)里最簡潔出問題的環(huán)節(jié)。所以，窗戶的節(jié)能設(shè)計可以說是綠色建筑中的節(jié)能要點，也是優(yōu)化室內(nèi)熱環(huán)境、實現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵點。1確定科學(xué)合理的窗墻面積比窗墻面積比指的是窗戶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窗面積的大小。窗戶的傳熱系數(shù)要比同朝向的外墻傳熱系數(shù)大，采暖熱耗量會因為窗墻面積比的變大而變大。所以，必需確保一個合理的窗墻面積比，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：朝向為北的窗墻面積比應(yīng)≤0.25；朝向為東西的窗墻面積比應(yīng)當(dāng)≤0.30；朝向為南的陽臺窗墻面積比應(yīng)當(dāng)≤0.35；朝向為南，沒有陽臺，并且是中空玻璃窗或雙層窗時，窗墻面積比應(yīng)當(dāng)≤0.45?，F(xiàn)階段被普遍運用到的形式是落地窗或飄窗，這一類的大面積外窗雖說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)太陽輻射熱量的射入，而在冬季又會導(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)會發(fā)生結(jié)霜、露、冰以及淌水等現(xiàn)象。而在南方，這種問題是肉眼看不到的，但對空調(diào)能耗消耗很大，因此在住宅設(shè)計中應(yīng)淘汰運用鋁合金型材作為窗框材料。但在目前的住宅窗戶設(shè)計中，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，并還在運用。2.2PVC塑料窗PVC的主要原料是聚氯乙烯樹脂，它質(zhì)量輕，具有較好的隔熱、保溫、防潮、阻燃等優(yōu)點，而且安裝起來相當(dāng)便利，它在抗扭強度和抗彎強度上都比木材更優(yōu)越，并且規(guī)格、色調(diào)繁多，運用起來相當(dāng)美觀。PVC塑料窗價格比較低廉，它的價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，阻擋熱流傳遞的實力越強，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。塑鋼窗框在價格上跟一般鋁合金窗框沒有多大的區(qū)分，但是節(jié)能效果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般窗。2.4玻璃鋼窗玻璃鋼窗主要是接受中堿玻璃纖維無捻粗紗及其織物作為增加材料，接受不飽和樹脂作為基體材料，經(jīng)過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。它既有鋁合金的堅實，又有塑鋼門窗的保溫性，防腐性，它具有質(zhì)輕、高強、防腐、保溫、絕緣、隔音等諸多優(yōu)點。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，因此接受玻璃鋼門窗可削減更換門窗的麻煩，節(jié)約開支。3選擇合適的窗開啟方式型材的改進是否會起到較好的節(jié)能效果，這在很大程度上跟窗型的開啟形式有很大的關(guān)系，當(dāng)前普遍接受的窗型有推拉窗、平開窗和固定窗。3.1推拉窗推拉窗是兩個窗扇在窗框上下滑軌中開啟和關(guān)閉，運用一段時間后，密封毛條表面毛體磨損、窗上下空隙對流也加大，能量消耗更為嚴(yán)峻。另外，推拉窗在關(guān)閉時兩窗扇不在同一個平面，而兩窗扇之間以及四周沒有密封壓力的存在，只是依靠毛條進行重疊搭接，形成對流現(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意義的。3.2平開窗平開窗的窗扇和窗扇、窗扇和窗框問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，平開窗要比推拉窗有明顯的優(yōu)勢。平開窗可稱為真正的節(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，空氣很難通過密封膠形成對流，因此對流熱損失極少。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窗戶玻璃的選用在建筑能耗中，窗戶導(dǎo)致的能耗占到了建筑總能耗的40%左右，其中通過玻璃的損失又在窗中占到75%。所以，要實現(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，在國外建筑中大量應(yīng)用。如德國生產(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)外通過門窗的熱交換，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玻璃將四周密封起來。一片玻璃上有一個排氣管，排氣管和該玻璃也用低熔點玻璃密封，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影響玻璃的透光性。4.3熱反射玻璃太陽能熱反射玻璃又稱陽光限制玻璃。其最大特點是利用鍍膜能透過可見光而把起加熱作用的遠(yuǎn)紅外光反射到室外，同時玻璃材料吸取的太陽熱能被鍍膜所隔離，使熱主要散發(fā)到室外一側(cè)，盡可能地削減太陽的熱作用，使室內(nèi)熱環(huán)境得到限制，同時削減眩光和色散，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)費用的目的。設(shè)計人員可依據(jù)不同功能的建筑來選用不同性能的鍍膜，來調(diào)整室內(nèi)光線和限制輻射熱。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太陽能玻璃一般平板玻璃由于其含鐵量較高，其對紅外線有猛烈吸取作用，而對遠(yuǎn)紅外輻射則是完全吸取。只有低鐵玻璃才能透過紅外線，因此低鐵玻璃（鐵含量0.1%以下）被稱為太陽能玻璃。太陽輻射中，可見光和紅外線各占近一半的能量。但當(dāng)太陽地平角度很低時，如5。時，可見光占28%，而紅外線占72%。這是由于可見光比紅外線波長短、散射強、衰減快。因此假如重視北方采暖季窗戶采光更多的得熱，應(yīng)當(dāng)重視玻璃對紅外線的透過率和太陽能玻璃的運用。5增設(shè)有效遮陽依據(jù)建筑日照設(shè)計原理，合理設(shè)計窗戶挑檐或?qū)嵭姓陉柎胧詼p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、西外窗的遮陽實力，是提高窗戶隔熱性能的重要措施。窗戶的固定外遮陽可以通過建筑措施，如陽臺就是一種常見的固定外遮陽方式，也可以對東、西外窗設(shè)置活動外遮陽，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輻射熱和提高外窗的遮陽實力。優(yōu)質(zhì)的玻璃貼膜在夏天能使窗戶阻隔約80%的太陽輻射能量，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