中国门窗＆配套材料网 >> 行业新闻 >> 正文

夏热冬暖地区(南区)建筑外窗节能设计

来源:中国门窗&配套材料网 　作者:* 　日期:2009-9-12
页面功能【字体：大 中 小】【打印】【投稿】【评论】
导　读：本文根据夏热冬暖地区的气候特点，针对目前建筑节能设计存在的薄弱环节，分析了建筑外窗的构造与热工性能．提出其节能设计的技术措施与途径。
关键词：夏热冬暖地区、建筑外窗、节能设计、技术措施
　　1、概述
　　建筑节能利国利民，是一个世界性的课题，多年来受到我国政府的高度重视，随着生产力的不断提高和社会经济的发展，能源消耗快速增长，2004年夏季广东居民用电占本地区总用电量的40％，在同等气候条件下我国建筑物的单方能耗比发达国家高2-3倍，推广节能显得愈加重要。


　　近几年，国家出台了相应的建筑节能标准，并规定新建改建扩建的公共建筑、居住建筑要达到比1980年的基准建筑节能50％的目标。建筑节能技术的研究已取得相当进展，但要推广节能是项非常艰巨的任务，在夏热冬暖地区，建筑师在节能设计方面存在相当的经验不足，缺乏整合适用的措施，思想观念也存在误区，只顾眼前利益，不顾长远利益和国家利益，导致节能设计开展非常缓慢，只有11％的建筑施工图设计执行了节能标准，大量的民用建筑仍然是不节能的。按有关部门的数据显示，我国的建筑采暖耗热量: 外墙大体上为气候条件接近的发达国家的4-5倍，屋顶为2.5～5.5倍，外窗为1.5～2.2倍；门窗透气性为3-6倍；总耗能是2～3倍。由于没有统一的节能设计，部分建筑的使用者自制的遮阳、辐热设施使得整洁的建筑外观变得杂乱无章,这种乱搭乱建也产生不安全因素。如果听任高耗能建筑大行其道，建筑能耗增长的速度将远远超过我国能源生产可能增长的速度，国家的能源生产势必难以长期支撑这种浪费型需求，从而不得不组织大规模的旧房节能改造，将耗费更多的人力、物力。


　　夏热冬暖地区大部分位于亚热带，属季风气候，夏季以东南，西南风为主导风，合理组织好室内气流，形成穿堂风从而减少开空调或不用开空调，可达到节能的目的。在满足规范要求的窗墙面积比的条件下，尽量使窗的可开启面积增大，增强通风提高风速。但是近几年来，简约设计手法流行，相当部分民用建筑开大面积的外窗，而可开启的部分却很小，这种手法与倡导节能背道而驰。本文根据夏热冬暖地区的气候特点，针对目前建筑节能设计存在的薄弱环节，分析了建筑外窗的构造与热工性能，提出其节能设计的技术措施与途径。


　　2、建筑外窗的特点
　　2.1、遮阳特点
　　建筑外窗的遮阳可以减少太阳的直接辐射，改善夏季室内热环境，减少空调能耗。窗的遮阳有自身遮阳和构件遮阳。窗的自身遮阳受玻璃的透射率、反射率影响，透射率低，窗的遮阳系数小，所以选用吸热玻璃和热反射镀膜玻璃可以提高窗的遮阳效果，窗的自身遮阳还受到窗框和窗棱大小的影响。构件遮阳以外遮阳为主要措施，内遮阳由于受内部使用、管理等各方面因素的影响，难以从整体上进行控制，不列入建筑节能的基本措施之一。外遮阳式样的选用应根据各立面的朝向选择水平、垂直、综合遮阳和挡板遮阳。如采用铝合金百页或木百页遮阳，可以阻挡近85％的太阳辐射，减少约30％的空调能耗，避免阳光直射而产生的眩光和房间局部过热，如图1和图2。作为建筑师必须根据建筑物的特性，合理灵活地运用遮阳的形式，才能设计出各具特色的建筑。


　　2.2、传热性
　　外窗是建筑构件中保温隔热最薄弱部位，《公共建筑节能设计标准》对建筑物各向窗户的传热性能都有明确的限定，《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》虽然没有对窗户的传热性能作限定，但如果围护结构不符合标准中的强制性条款，需要用对比评定法来判定建筑是否节能时，则窗的传热性能大小同样左右着整栋建筑的能耗，所以合理选用玻璃品种及窗框的材质也相当关键。从太阳辐射的能量分析，可见光的能量约占1/3，其余的2/3主要是热辐射能量，普通透明玻璃的透射范围在0 3μm-5μm之间，刚好与太阳光谱区域重合，因此选用可见光透射性适当而且对红外线阻挡效果好的玻璃是窗户节能的关键。玻璃和玻璃窗的遮阳系数SC越小，隔绝热辐射的性能越好。


　　由表1、表2可见吸热玻璃能阻挡约30％的太阳辐射，中空玻璃不能有效减少太阳光的透射．热反射镀膜玻璃将太阳辐射直接反射出去，LOw—e玻璃对可见光的透过性较好，而且能有效地反射太阳光的热辐射，PVC窗比铝台金窗的保温隔热性能好。


　　2 3、气密性
　　夏热冬暖地区加强室内通风与提高窗的气密性是辩证统一的关系。在炎热季节使用空调的建筑如果窗的气密性不佳，将会造成能量大量流失。窗扇与玻璃之间应采用橡塑弹性压条，扇与框之间采用浓密的有弹性的尼龙毛条或弹性密封条。对应《建筑外窗气密性分级及检测方法》(GB／T7107 2002)多层居住建筑外窗的气密性应达到3级，高层居住建筑、公共建筑应达到4级以上，使室内换气次数控制在1次/h左右。


　　3、节能设计措施
　　夏热冬暖地区气候炎热，夏季最热月平均温度在25-29℃，冬季最冷月平均温度大于10℃，除少数天气较寒冷外，基本可以不用采暖，独特的气候特点，决定了建筑围护结构以防热、遮阳为主。从热工性能分析，多层材料的传热系数和多层材料的热惰性指标应按下列公式计算：

　　K=1/(1/hout+R1+R2+……+Rn+1/h1n)(1-1)
　　D=R1S1+R2S2+……+RnSn(1-2)
　　式中：K传热系数[W/(m2·K)]；D热惰性指标；hout室外表面换热系数，取23W／(m2·K)；h1n室内表面换热系数，取8W/(m2·K)；R1、R 2……Rn由内到外各层材料的热阻(m2·K/W)；S1、S2……Sn由内到外各层材料的蓄热系数[W/(m2·K)]。

从上面两式可见：材料的传热系数K越小，热惰性指标D越大，则围护结构两侧的能量传递越少，热稳定性越好，温度波在其中衰减越快。


　　从上述的分析可见，对建筑外门窗的节能设计，可从以下几个方面的技术措施与途径得到解决：

　　(1)控制住宅窗墙比(即住宅窗户洞口面积与住宅立面单元面积的比值)。JGJ26-1995《民用建筑节能设计标准(采暖居住部分)》对不同朝向的住宅窗墙比做了严格的规定，指出“北向、东向和西向、南向的窗墙比分别不应超过20％、30％、35%。


　　(2)提高住宅外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的，密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料(如毛毡)、弹性密闭型材料(如聚乙烯泡沫材料)、密封膏以及边框设灰口等密封；框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等：扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等，扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。


　　(3)改善住宅门窗的保温性能。户门与阳台门应结台防火、防盗要求，在门的空腹内填充聚苯乙烯板或岩棉板，以增加其绝热性能；窗户最好采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷桥，可设置双层玻璃或多层玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，有条件的住宅可采用低辐射玻璃；缩短窗扇的缝隙长度，采用大窗扇，减少小窗扇，扩大单块破璃的面积．减少窗芯，合理地减少可开启的窗扇面积，适当增加固定玻璃及固定窗扇的面积。


　　(4)设置“温度阻尼区”。所谓温度阻、尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这中间层次象热闸样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙，外窗的热耗损。在住宅中，将北阳台的外门，窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。


　　4、结语
　　建筑外窗是住宅能耗散失的严重部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，是建筑节能设计的重要部位。其节能设计的途径是：在保证日照、采光、通风，观景要求的条件下，尽量减小住宅外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少冷风渗透，提高外门窗本身的保温性能，减少外门窗本身的传热量。


　　建筑节能是个大课题，应从多方面多角度来分析节能措施，运用新技术新材料完善建筑节能体系，才能使建筑外窗在经济，适用，美观与节能等方面的到和谐的统，使技术与艺术并肩齐进。


　　参考文献：1清华大学建筑学院、清华大学建筑设计研究院建筑设计的生态策略中国计划出版社2001 92杨仕超夏热冬暧地区居住建筑节能设计标准广东省建设执业资格注册中心2005 63许武毅建筑玻璃的特性及其选择(二)，建筑知识2005 3注：本文部分数据采用广东省建筑科学研究院REEC软件计算。
转载时需注明出处：中国门窗配套材料网 www.windoor168.com
我要评论 (已有*人参与评论)
上一篇：美式塑料门窗异型材断面设计的特点
下一篇：浅述目前国内铝合金节能门窗的节能缺陷    		【回到顶部】
相关新闻：
  • ·塑料门窗固定圆弧窗下料尺寸计算 
  • ·专家分析：太阳能为什么融不进城市建筑
    		•

    版权声明:
    本网站所有文章版权，归中国门窗＆配套材料网和作者所共有，未经允许请勿转载。

    转载要求:
    转载的图片或者文件，链接请不要盗链到本站，且不准打上各自站点的水印，亦不能抹去本站水印。

    隐私条款:
    除非特别声明，否则文章所体现的任何观点并不代表中国门窗＆配套材料网。
    本站转载或引用文章若涉及版权问题请与我们联系，我们立即将其删除！

    >>更多