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节能门窗的知识科普

发布时间:2015-09-28
 

衡量建筑门窗是否节能应该主要考虑三个要素,即热量的流失(热量的交换)、热量的对流以及热量的传导和辐射。

 

在建筑外围护结构总能当中,建筑门窗的能耗占其能耗的49%.建筑门窗为建筑物保温性能最薄弱的地位,因此提高门窗的保温性能是保证建筑物能耗的主要途径,随着国家节能法规与建筑节能标准的出台,建筑节能门窗也引起了社会关注,通常节能门窗题材成了商家、媒体炒作的焦点。因为对节能门窗了解不深刻,很多门窗的广告宣传册上面可以看到:“某某楼盘门窗采用某某品牌的隔热断桥铝门窗或彩色塑料的节能门窗”以及采用某某品牌的Low-E中空玻璃的节能门窗。”对节能门窗而言,就只用了隔垫断桥型材或彩色塑料或是只采用了Low-E中空玻璃就是节能门窗吗?又何为节能门窗呢?它是一个系统的完美组合,各环节性能的综合结果,缺一不可,衡量建筑门窗是否节能应该主要考虑三个要素,即热量的流失(热量的交换)、热量的对流以及热量的传导和辐射。
1.对流是通过门窗的间隙使用热冷空气的循环流动,通过气体对流使得热量交换,导致热量流失;
2.热传导则是由门窗使用的材料本身分子运动而进行的热量传递,通过材料本身的一个面传递到另一个面,导致热流失;
3.辐射主要是以射线形式直接传递,导致能耗损失。以三个要素来看,节能门窗我们要注意以下几个方面:
一、型材的设计与选择
      首先选择不同材料的型材它们的性能不同,主要是热传导系数不同决定了门窗的能耗,当你选择一种材料时,对型材截面的设计又非常的重要。就拿铝合金型材来讨论:现还有大部分地区的建设单位在型材的选择方面只考虑成本,不重视性能。为了避开铝合金自身的不足,开发了隔热冷桥多腔体铝合金型材。使隔热冷桥的方式阻止了铝合金型材的快速热传导,从而实现节能。可隔热断桥铝型材的设计,往往忽略细节。框、扇料上面的隔热条不在同一侧(靠室外或室内),使得五金配件安装之后,室内外型材通过金属五金配件绕过隔热条相互连接在一起,从而使得热量快速传导,影响门窗的节能性能等等。当然,型材的改进是否对整窗能达到节能的效果,这也跟窗型的开启形式选择有关系,比如像平开的门窗,采用隔热断桥铝合金型材节能效果比较明显。而对于推拉门窗而言,采用隔热断桥铝型材也只能说是孤掌难鸣,由于推拉门窗的结构形式所决定,它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,毛条之间又存在间隙,形成对流现象,我们曾经在北京地区做过对基础建筑各部件的传热系数及耗热量比例分析,其中一项内容是空气渗透能耗占整体的23.2%,而空气渗透的能耗主要是通过门窗缝隙流失,可想而知,要是采用推拉形式的门窗,空气渗透所损耗的能量将更为严重,因此推拉门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。
 
二、玻璃的选择
    建筑门窗使用玻璃,在我国技术较为成熟,可根据各地区不同的节能指标,选择不同性能的玻璃来满足节能的要求。我们知道,能源的损耗主要是由对流、传导、和辐射三方面的因素。而玻璃主要是热辐射损耗能量,所以我们在选择建筑门窗玻璃时,要保证整体建筑的节能,就得合理的选择玻璃 ,应对各地不同建筑的需求,选择相应传热系数和遮阳系数的玻璃。
 
三、配件
我们曾说过:“五金配件是门窗的心脏,而不是配角”。五金配件在节能门窗里面所起的作用非同小可,不但与门窗的气密、水密以及抗风压息息相关,在安全等性能上也起着非常重要的作用。节能门窗五金配件应考虑到以下几个方面:
1.五金配件材质的选择选择材质好的五金配件是好品质节能门窗的基本保证。材质差的五金配件易老化、碎裂。这样就可导致门窗开启不灵活或无法开启、关闭,这样不但不能保证建筑门窗的气密性能和节能,还会给人们的生命安全带来危害。因此在选择五金配件时一定要选择有品质保证的品牌产品,不能贪图便宜,以小失大。
  2. 节能门窗五金配件的合理配置与设计节能门窗的五金配件配置上面,应选择锁闭良好的多点锁系统,保证门在受风压的作用下,扇、框变形同步,有效保证密封材料的合理配合,使密封胶条能随时保持在受压力的壮态下有良好的密封性能,而不能选择便宜、简易的单点锁五金配置,因单点锁五金配置时,在门窗受到正风压,或负风压时,门窗在没有锁闭点的位置就会发生变形。而变形之后无法恢复原位,从而导致扇、框之间产生缝隙,使得热冷空气通过门窗缝隙循环流动,形成对流,不能使门窗达到节能。
 
四、正确的组装
  前面几点是门窗组件的要求,但合理的选择组件很重要,而正确的把多种组件合理的组合成系统才是完善的节能门窗,所以我们在选择门窗组装厂时,选择有实力、有经验的门窗组装厂也是很关键的。
从衡量建筑门窗的三个要素看,推拉门窗由于结构原因,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,毛条之间又存在间隙,形成对流现象,因此推拉门窗不属于节能窗。而其他开启形式的门窗就是节能门窗吗?其他开启形式的的门窗也得全面考虑和合理的设计才能达到门窗节能的要求。而只采用了节能型材或节能玻璃就是节能的门窗吗?从以上分析得知,节能门窗,仅仅采用好的型材或玻璃以及配件是不够的,良好的材料的完美组合,才是系统综合评价的要素。
 
 
门窗传热系数K和U值的区别
 
概念和定义相同。U值和K值都是衡量材料隔热性能的物理量,即传热系数。建筑玻璃的U值和K值都定义为:在标准条件下,单位时间内从单位面积的玻璃组件一侧空气到另一侧空气的传输热量。由此看出,U值和K值的概念和定义是完全相同的。
习惯上采用的符号。玻璃组件的传热系数,欧美国家大多用U来表示,日本工业标准JISR3209-1995和中国国标GB8484-87用K来表示。在我国,多数镀膜玻璃制造商在其产品说明书上给出U值。在国外,很多著名镀膜玻璃厂商给出U值,有些厂商给出K值,有些厂商指明U值=K值。
根据定义,U值和K值国际单位制为w/m2.k ,其中w为热功率、m2为玻璃面积、k为开氏温度。除了国际单位,还有英制单位BTU/h.ft2.℉ ,这里BTU为英制热量、h为小时、ft2为平方英尺、℉为华氏温度。两种单位之间的换算关系为:1个U值等于5.678K值 w/m2.k
从以上分析看出,U值和K值的概念和定义是相同的,U值就是K值,K值就是U值。但是由于以下原因,同一产品的U值(或K值)可能在不同的机构测试的数据有些差别。
测量方法。玻璃组件的U值(或K值)有两种常用的测量方法,一种叫分光法,另一种叫标定热箱法。分光法采用远红外光谱测量和数学物理运算相结合的方法,如美国加里福尼亚大学Lawrenze Berkley实验室开发的《Window4.1窗玻璃模拟计算软件》;标定热箱法是一种热工试验法,试验箱分冷室和热室,两室之间放置待测玻璃组件,测量稳态条件下的热量传递。
标准条件。玻璃组件的传热系数是一种复杂的物理量,与玻璃组件的辐射、传导、及环境气体的对流有关,换句话说不同条件下的传热系数值有点差别,因此必须指定一种所谓的标准条件。但是这个“标准条件”在不同国家的标准中不相同。例如,美国采用ASHRAE标准条件,它分夏季白天标准条件和冬季夜间标准条件:
ASHRAE夏季白天标准条件:室外温度90℉(31.7℃),室内温度75℉(23.9℃),风速7.5英里/小时(3.4m/s),直射太阳能密度248 BTU/h.ft2(783 W/m2)
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