严寒和寒冷地区建筑门窗节能设计

1、    严寒和寒冷地区建筑门窗节能设计    董柯君【摘  要】在我国的严寒和寒冷地区，冬季的平均气温一般都在-10以下，严寒地区最低气温甚至可以达到-40，气候非常寒冷。因此这些地区对建筑的保温性能要求较高。而在建筑中，由于门窗经常处于开合状态，因此门窗部位是热量散失的主要通道。 为此，加强对门窗的节能设计，以尽量减少门窗损耗就显得很有必要。现本文就从不同的角度对严寒和寒冷地区建筑门窗的节能设计进行研究探讨。【关键词】寒冷地区;建筑门窗;节能设计一般来讲，建筑外围护结构的30%-50%都是门窗结构，因此在建筑节能设计中门窗

2、结构还是有很大节能空间的，尤其是在严寒和寒冷地区，良好科学的门窗设计更是能够产生很大的节能效益。以下笔者就通过分析影响严寒地区建筑保温性能的主要因素，来谈谈其门窗节能设计措施。1、影响严寒和寒冷地区保温性能的因素分析在我国，严寒和寒冷地区主要分布在东北、内蒙和西部部分地区，这些地区在冬季室内外温差非常大，往往会使得室内外气温的临界结构门窗结构出现变形情况，从而影响门窗的保温性能。具体来讲，影响严寒地区建筑门窗保温性能的主要因素有五点，分别是门窗上的玻璃的热辐射能力、门窗框材料的热辐射能力及其变形程度、门窗框扇和玻璃之间的渗透所形成的热量损失、门窗框和窗扇之间的渗透所形成的热量损失、门窗框和墙体

3、之间的渗透所形成的热量损失。为此，在对严寒和寒冷地区的建筑门窗进行节能设计时，应该从这五方面入手进行合理设计，以达到降低门窗热量损失的节能目的。2、严寒和寒冷地区建筑门窗节能设计措施2.1合理选择门窗用玻璃在寒冷的地区的冬季，为了充分利用太阳能，往往会采用大面积的玻璃窗来吸收更多热量。但是在吸收太陽辐射出的热量的同时，还要注意玻璃的保温性能。因此要求建筑门窗所选用的玻璃应该是高透光且高保温性能的玻璃，一般多采用中空玻璃。中空玻璃的节能原理是对中空玻璃辐射传递、传导传递、对流传递的三种方式的能量传递过程进行控制，实现节能。辐射传递占整个能量传递的约60%，其数值取决于两片玻璃内表面的温度差和间隔

4、层气体的辐射率;传导传递占整个能量传递的约37%，其数值取决于玻璃气体间隔层的厚度和玻璃板面尺寸的大小;对流传递占整个能量传递的约3%，其数值取决于玻璃气体间隔层的厚度和温度。因此，应该合理选择中空玻璃基片玻璃的厚度，适当加大中空玻璃的板面尺寸，选用合理中空玻璃密封系统，以保证中空玻璃的整体节能性能。2.2门窗用型材的选择及结构设计由于严寒或者是寒冷地区对于门窗提出较高的要求，因此，在门窗材质选择的过程中应该根据当地气候的特点来选择相对优质的门窗。其中，最基本的就是要保证门窗的强度要达到相应的标准，而且导热系数不能过高，一般来说玻璃纤维型材是首选。因为玻璃钢型材和其他的材质相比具有较多的优点，

5、其中其质地较轻，拉伸强度大是其最主要的优势所在。和铝合金或者其他的材料相比，性能要高出2-4倍。在安装的过程中不需要更多的施工程序就可以达到抗压的效果，而且这种材质不易出现变形或者是折断的现象，和寒冷地区的气候特点相符合，提高了门窗的整体性能。这种玻璃钢型材可以对寒冷地区的温差情况进行抵制，避免出现热胀冷缩的现象，因此，在门窗材料市场中得到了有效地推广，并且受到了相关技术人员的高度青睐。2.3门窗玻璃周边的密封及结构设计对于寒冷和严寒地区来说，进行门窗玻璃的周边密封也是一个重要的环节。如果设计不科学就会出现严重的结霜问题，主要是由于这种材料的框边材料不合理或者是密封效果达不到标准。因此，要根据

6、门窗玻璃的基本构成情况来采取适当的措施来减少对流的防热损失。其中，中空的玻璃需要采用暖边多道的密封形式来进行。三元乙丙包条的结构应该得以有效地应用，不仅能够对冷热空气的交换和渗透进行阻断，还能保证玻璃材料和窗框之间的紧密接触，避免出现玻璃的损坏问题。只有保证玻璃型材结构周边的密封性，才能从根本上保证玻璃窗的使用寿命，有效地抵制寒冷或者是严寒地区的严寒。因此，设计人员要对三元乙丙密封条的结构以及使用功能进行详细地了解，才能在实际的工作中有效地应用。2.4门窗开启扇的密封与结构开启窗的主要作用就是保证室内的通风和换气，因此，要保证其灵活性和自由性。但是由于寒冷地区的气候特点具有一定的特殊性，因此需

7、要保证开启窗的密封。门窗的保温性能由其自身的传热系数决定，要在关闭的状态下做到无渗漏。为了做到这一点，就需要对门窗的气密性加以重视，保证开启窗和窗框之间设计的合理性，做好密封工作。一般情况下，要应用室外的密封胶条，中间的等压胶条以及室内的侧密封胶条三个结构的共同作用。开启窗和窗框之间通常采用的是台阶式结构，可以有效地增加气流流动的阻力，隔断气流的进入通道。保证开启窗的密封性。不仅如此，还能保证其保温性、气密性以及持久性。由于开启窗结构在整个建筑门窗的应用中起到至关重要的作用，所以其密封程度应该受到设计人员的高度重视，为建筑门窗的节能性设计奠定坚实的基础。2.5门窗与建筑墙体的连接与密封设计安装

8、密封构造设计中最关键点是保温与防水，窗框与墙体之间采用了低k值、高密闭、粘接强、具有弹性变形能力的聚氨脂发泡胶保温结构，保证了窗框与墙体间的保温性能;内外侧密封胶和有效的排水，形成堵排结合的防水结构;经计算的接缝宽度和较高位移能力的密封胶使用，保证窗与墙体之间有良好的接缝处理和弹性连接。安装所用材料尽量选用线膨胀系数相近的材料，这样才不会因热胀冷缩使不同材料产生不相同的位移，而出现墙体与窗框之间裂缝，导致冷空气浸入室内。3、结束语总之，在严寒和寒冷地区，建筑门窗节能设计的好坏会对建筑的整体保温性能产生直接影响，而影响门窗保温性能的因素又主要有五点，因此在进行门窗设计时一定要从这五点出发，利用性能更加优良的材料，以保证建筑的保温性能，减少门窗的热量损失。参考文献1 周佩杰.  寒冷和严寒地区建筑门窗节能设计和解决方案（二）j. 门窗. 2011（01）2 李孝勤.  寒冷地区门窗在建筑节能中的应用j. 中国西部科技. 2010（04）3 陶紫