門窗幕墻節(jié)能技術(shù)探討

謝光宇： 當(dāng)前，節(jié)能建筑是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分，國家制訂了《中華人民共和國節(jié)能法》和《建筑節(jié)能技術(shù)政策》，社會上對建筑節(jié)能的意識也正在逐漸增強(qiáng)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建筑節(jié)能與科技司于2012年五月發(fā)布的《“十二五”建筑節(jié)能專項規(guī)劃》要求到2015年城鎮(zhèn)新建建筑能源利用效率與“十一五”期末(建筑能源利用效率為50%)相比，提高30%以上，鼓勵北京等四個直轄市和有條件的地區(qū)率先實施節(jié)能75%的標(biāo)準(zhǔn)。

　　為貫徹國家有關(guān)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的法律、法規(guī)和政策，改善福建省居住建筑室內(nèi)熱環(huán)境，提高夏季空調(diào)、冬季供暖的能源利用效率，福建頒布了地方標(biāo)準(zhǔn)《福建省居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》。福建省居住建筑氣候分三個區(qū)：寧德、南平和三明屬于夏熱冬冷地區(qū)，福州、莆田和龍巖屬于夏熱冬暖的地區(qū)北區(qū)，泉州、廈門和漳州屬于夏熱冬暖地區(qū)南區(qū)。夏熱東冷地區(qū)和夏熱東暖地區(qū)北區(qū)內(nèi)建筑節(jié)能設(shè)計應(yīng)該主要考慮夏季空調(diào)，兼顧冬季供暖，夏熱冬暖地區(qū)南區(qū)內(nèi)建筑界節(jié)能設(shè)計應(yīng)該考慮夏季空調(diào)，可不考慮冬季供暖。這是氣候區(qū)域的劃分。

　　對三個區(qū)域建筑外窗平均傳熱系數(shù)和平均綜合遮陽系數(shù)限值，外墻K值在小于2.0，D值是大于2.8。這個標(biāo)準(zhǔn)比較科學(xué)，是綜合性考慮整個建筑，如果產(chǎn)品搞好一些，門窗可以適當(dāng)放寬一些，如果產(chǎn)品差了一些，門窗要求就要高一些。北區(qū)要求K值4.0。南區(qū)對遮陽系數(shù)有要求。福州市是省會，經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)，K值相對同一地區(qū)提高了0.5。

　　所謂建筑節(jié)能就是冬天如何阻止室內(nèi)熱能流失，夏天阻止太陽能進(jìn)入室內(nèi)，保持舒適的溫度，減少空調(diào)和供暖的能耗。門窗幕墻是建筑節(jié)能最薄弱的環(huán)節(jié)，通過門窗幕墻損失的能耗占了50%以上，過去省內(nèi)大部分是能耗占60%到70%，所以提高門窗幕墻的節(jié)能指標(biāo)是建筑節(jié)能中的重中之重。

　　我省屬于沿海多風(fēng)雨濕熱地區(qū)，位列兩個氣候區(qū)，全省氣候共同特點是夏季炎熱，部分城市氣溫常常高達(dá)38攝氏度以上，北部的南平、寧德和三明的部分地區(qū)冬季寒冷，最低氣溫在0度以下。夏季室內(nèi)溫度很高的原因，是門窗幕墻的隔熱性能太差，太陽輻射和溫差傳導(dǎo)使得熱量大量進(jìn)入室內(nèi)，造成室內(nèi)氣溫升高。外窗是建筑保溫隔熱的薄弱環(huán)節(jié)，是改善室內(nèi)熱環(huán)境和建筑節(jié)能的重要因素。

　　建筑節(jié)能的能耗表現(xiàn)形式是熱傳導(dǎo)、熱輻射和對流。

　　為什么要用隔熱型材？普通型材從冷邊到熱邊的熱輻射占熱流的15%，熱傳導(dǎo)占了50%，內(nèi)外表面熱輻射差不多占了35%的能耗。普通的型材，塑料窗畢竟是在高樓會釋放出有毒氣體，普通中空玻璃軟熱系數(shù)是4.0，好的可以達(dá)到3.0，大概平均是在4.0左右。中空玻璃斷熱鋁合金門窗，K值在3.1左右，遮陽系數(shù)是0.76。鋁合金型材的傳熱系數(shù)比較大，6063的傳熱系數(shù)達(dá)到201，熱傳導(dǎo)造成能耗非常大，所以通常采用復(fù)合材料來降低型材的傳熱系數(shù)，達(dá)到節(jié)能目的。像隔熱條的寬度，不同節(jié)點的K值，還有制作成整窗的K值可以給大家參考進(jìn)行選擇。

　　窗型設(shè)計是否科學(xué)對整窗的傳熱系數(shù)有一定的影響。排水孔和外面大氣相接，這種情況在南方可能也就損失一些能源而已，如果是在北方的話會產(chǎn)生冷凝水。窗扇T型的隔熱條與壓膠條構(gòu)成完整的隔熱帶，熱工性能比較好。使用隔熱型材，在窗型設(shè)計時隔熱條中線應(yīng)該盡量與玻璃中線一致，以期得到最好的熱工效果。國外給國內(nèi)經(jīng)常推C條，隔熱性能更好，是因為傳熱路徑比較長，熱阻更大，它的保溫性能更好，但是C條有一個很壞的部分，從受力角度來說，無論是傳遞或者受壓受拉情況下，都會產(chǎn)生附加力矩，所以力學(xué)性能比較I型隔熱條差。隔熱幕墻由于隔熱條的位置遠(yuǎn)離中性軸，存在比較大的應(yīng)力突變，尤其應(yīng)該慎用C形隔熱條。

　　中空玻璃是利用兩片玻璃之間高熱阻的空氣層，來實現(xiàn)降低玻璃傳熱系數(shù)的目的，是門窗幕墻首選的經(jīng)濟(jì)、高效的節(jié)能手段，空氣層為12MM時，市性價比高。低輻射的玻璃有很低的表面輻射，普通玻璃表現(xiàn)輻射率在0.84左右，LOW-E玻璃的表面輻射率在0.25以下，低輻射膜層對遠(yuǎn)紅外熱輻射的反射率很高。5MM白玻璃，K值是5.5，綠玻璃也是一樣。選擇空氣層為了降低成本，實際上最佳應(yīng)該是12，每一個檔次的差價是五六塊，但是K值比較好，如果選用6，這不是太明智的選擇。現(xiàn)在玻璃門窗，特別是普通門窗玻璃用6+空氣層+6，5MM的單玻璃，可以滿足大部分門窗的強(qiáng)度要求，中玻璃的強(qiáng)度是高于單片玻璃的強(qiáng)度，現(xiàn)在設(shè)計院常常會要求用6+9+6或者6+12+6的玻璃，采購成本會增加，這個錢花得冤枉，它對五金配件的要求也增加了。我建議玻璃使用的時候，特別是地產(chǎn)公司應(yīng)該以計算或者以實驗為依據(jù)來選擇玻璃厚度，盲從地選用6，并不是很明智地選擇。

　　暖邊技術(shù)，中空玻璃暖邊條是0.03，普通鋁隔條是0.08，可以降低門窗的傳熱系數(shù)0.2左右，玻璃面積越小，周長和面積越大，效果就越顯著。整窗的K值等于玻璃的傳熱系×玻璃面積+鋁材傳熱系數(shù)×鋁材面積+間隔條強(qiáng)度×割舍條傳熱系數(shù)，再除以總面積，這樣可以得出K值。

　　氣密性對節(jié)能的影響，絕對溫度300K的時候，空氣定壓比熱容，進(jìn)行換算得出0.329W·H/M3·K。CP·q為2就是因為氣密性的原因損失的熱量。氣密性損失的熱量相當(dāng)巨大。K值、U值是因為檢測溫度環(huán)境不同，也沒有可比性。K值沒有氣密性差異，使他的準(zhǔn)確性有所降低。

　　其他采取一些遮陽手段，吸熱玻璃，普通玻璃是透過這個能量達(dá)到84，吸熱玻璃會降低15%，吸熱玻璃的價格和普通白玻璃差不多，這是一種比較經(jīng)濟(jì)不花錢的節(jié)能手段。

　　熱反射玻璃，外遮陽建筑上，采用外遮陽方法，還有一個內(nèi)遮陽，通常是使用窗簾。內(nèi)置百葉窗，還有外開百葉窗+內(nèi)開平開窗，這個活動百葉窗不僅具有遮陽效果，還有一定的防盜功能。