绿色建筑窗户节能设计研究

1、精选文档绿色建筑窗户节能设计研究 【摘要】绿色建筑中的窗户节能是一大重点。本文主要分析了绿色建筑窗户节能设计，分别从窗墙面积比、窗框材料、窗开启方式、窗户玻璃类型和遮阳几个方面展开了探讨。 【关键词】绿色；窗户；节能；隔热 绿色建筑中的窗户承担着保温隔热的作用，同时它又扮演了建筑室内自然光明和空气的交换流通的角色，但是热量的消耗和传递，使得它成为了冬季保温与夏季隔热环节里最容易出问题的环节。所以，窗户的节能设计可以说是绿色建筑中的节能要点，也是优化室内热环境、实现建筑节能的关键点。 1 确定科学合理的窗墙面积比 窗墙面积比指的是窗户洞口面积与房间立面单元面积的比值。窗墙面积比代表了房间开窗面积

2、的大小。窗户的传热系数要比同朝向的外墙传热系数大，采暖热耗量会因为窗墙面积比的变大而变大。所以，必须确保一个合理的窗墙面积比，才能做到建筑的真正有效节能。从相关的标准来看，朝向不同的窗墙面积比也应该有所区别，分别是： 朝向为北的窗墙面积比应0.25； 朝向为东西的窗墙面积比应该0.30； 朝向为南的阳台窗墙面积比应该0.35； 朝向为南，没有阳台，并且是中空玻璃窗或双层窗时，窗墙面积比应该0.45。 现阶段被普遍使用到的形式是落地窗或飘窗， 这一类的大面积外窗虽说能有效提高建筑的外观美，但是也有其弊端：在夏季大大增加了室内太阳辐射热量的射入，而在冬季又会导致室内大量热量的流失，空调需要用到较多

3、的电。 2 选择合适的窗框材料 2.1 铝合金型材 铝合金型材的导热系数是相当大的，而且热传导很快，这在寒冷的北方就相当明显，冬季室内会发生结霜、露、冰以及淌水等现象。而在南方，这种问题是肉眼看不到的，但对空调能耗消耗很大，因此在住宅设计中应淘汰使用铝合金型材作为窗框材料。但在目前的住宅窗户设计中，还有部分地区在型材的选择方面只考虑成本，不重视节能，并还在使用。 2.2 PVC塑料窗 PVC的主要原料是聚氯乙烯树脂，它质量轻，具有较好的隔热、保温、防潮、阻燃等优点，而且安装起来相当方便，它在抗扭强度和抗弯强度上都比木材更优越，并且规格、色彩繁多，使用起来相当美观。PVC塑料窗价格比较低廉，它的

4、价格常常只是断桥铝含金窗的2/3。但是，要注意到影响PVC塑料门窗的保温性能的主要因素：型材厚度，且越厚，其保温性能越好；型材的腔体越多，阻止热流传递的能力越强，保温性能越好。 2.3 塑钢窗 塑钢窗是增强PVC空腹型材做窗框及窗扇，并再空腔中加入型钢加强的窗。塑料塑钢窗框的传热系数较小，保温隔热和气密性好，传统的塑钢型材色彩单一、窗框窗扇面积较大，而目前市面上流行色彩丰富、耐老化性能优良的彩色塑钢型材。塑钢窗框在价格上跟普通铝合金窗框没有多大的区别，但是节能效果却远远超过了普通窗。 2.4 玻璃钢窗 玻璃钢窗主要是采用中碱玻璃纤维无捻粗纱及其织物作为增强材料，采用不饱和树脂作为基体材料，经过

5、特殊工艺将这两种材料复合，并添加其他矿物填料，再通过加热固化，拉挤成各种不同截面的空腹型材加工而成。它既有铝合金的坚固，又有塑钢门窗的保温性，防腐性，它具有质轻、高强、防腐、保温、绝缘、隔音等诸多优点。普通PVC寿命15年，而玻璃钢寿命可达50年，与建筑物基本同寿命，因此采用玻璃钢门窗可减少更换门窗的麻烦，节省开支。 3 选择合适的窗开启方式 型材的改进是否会起到较好的节能效果，这在很大程度上跟窗型的开启形式有很大的关系，当前普遍采用的窗型有推拉窗、平开窗和固定窗。 3.1 推拉窗 推拉窗是两个窗扇在窗框上下滑轨中开启和关闭，使用一段时间后， 密封毛条表面毛体磨损、窗上下空隙对流也加大，能量消

6、耗更为严重。另外，推拉窗在关闭时两窗扇不在同一个平面，而两窗扇之间以及四周没有密封压力的存在，只是依靠毛条进行重叠搭接，形成对流现象，因此推拉窗即使采用隔热断桥铝型材也不属于节能门窗， 由于推拉窗自身结构所限止，其采用隔热断桥铝型材也是毫无意义的。 3.2 平开窗 平开窗的窗扇和窗扇、窗扇和窗框问一般均用良好的橡胶做密封压条。窗扇关闭后，密封橡胶压条压得很紧，密封性能很好，很难形成对流。这种窗型的热量流失主要是玻璃和窗框及窗扇型材的热传导和辐射。从结构上讲，平开窗要比推拉窗有明显的优势。平开窗可称为真正的节能窗。 3.3 固定窗 固定窗的窗框嵌在墙体内，玻璃直接安在窗框上，用密封胶把玻璃和窗框

7、接触的四边密封。正常情况下，有良好的水密性和气密性，空气很难通过密封胶形成对流，因此对流热损失极少。玻璃和窗框的热传导是热损失的源泉。固定窗是节能效果最理想的窗。 4 窗户玻璃的选用 在建筑能耗中，窗户导致的能耗占到了建筑总能耗的40%左右，其中通过玻璃的损失又在窗中占到75%。所以，要实现建筑的节能，必须提高玻璃的节能性能。 4.1 中空玻璃 中空玻璃是由2片（或3片）玻璃与空气层组合而成。有些中空玻璃空气间层为真空或充惰性气体，因此具有优良的保温隔热与隔声特性，在国外建筑中大量应用。如德国生产的真空中空玻璃总厚度仅6mm，传热系数仅为1.512W/（m?K），这样，大大减少了室内外通过门窗

8、的热交换，降低了建筑采暖空调能耗，限制了表面的冷凝现象。给人们的工作、生活提供了舒适的室内环境。 4.2 真空玻璃 真空玻璃采用两片平板玻璃用低熔点玻璃将四周密封起来。一片玻璃上有一个排气管，排气管与该玻璃也用低熔点玻璃密封，两片玻璃间的间隙为0.10.2mm，为使玻璃在真空状态下承受大气压的作用，两片玻璃间放有微小支撑物，支撑物用金属或非金属材料制成，均匀分布。由于支撑物非常小不会影响玻璃的透光性。 4.3 热反射玻璃 太阳能热反射玻璃又称阳光控制玻璃。其最大特点是利用镀膜能透过可见光而把起加热作用的远红外光反射到室外，同时玻璃材料吸收的太阳热能被镀膜所隔离，使热主要散发到室外一侧，尽可能地

9、减少太阳的热作用，使室内热环境得到控制，同时减少眩光和色散，降低室内空调负荷和减少设备投资，从而达到节约空调费用的目的。设计人员可根据不同功能的建筑来选用不同性能的镀膜，来调节室内光线和控制辐射热。热反射玻璃的颜色有灰色、青铜色、蓝绿色、金色、银色、古铜色等。 4.4 太阳能玻璃 普通平板玻璃由于其含铁量较高，其对红外线有强烈吸收作用，而对远红外辐射则是完全吸收。只有低铁玻璃才能透过红外线，因此低铁玻璃（铁含量0.1%以下）被称为太阳能玻璃。太阳辐射中，可见光和红外线各占近一半的能量。但当太阳地平角度很低时，如5。时，可见光占28%，而红外线占72%。这是由于可见光比红外线波长短、散射强、衰减快。因此如果重视北方采暖季窗户采光更多的得热，应该重视玻璃对红外线的透过率和太阳能玻璃的运用。 5 增设有效遮阳 根据建筑日照设计原理，合理设计窗户挑檐或采取遮阳措施，以减小玻璃面的日照面积，降低夏季空调能耗。提高外窗特别是东、西外窗的遮阳能力，是提高窗户隔热性能的重要措施。窗户的固定外遮阳可以通过建筑措施，如阳台就是一种常见的固定外遮阳方式，也可以对东、西外窗设置活动外遮阳，如安装铝制或木制百叶窗等。另外，玻璃贴膜也可有效地减少太阳辐射热和提高外窗的遮阳能力。优质的玻璃贴膜在夏天能使窗户阻隔约80% 的太阳辐射能量，冬天则有助于保持屋内热量不