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新型節能門窗及配套技術

來源:互聯網　作者:* 　日期:2006-4-19 　頁面功能【字體：大中小】【打印】【投稿】【評論】

    一、前言

    與世界發達國愛家相比，我國既是一個自然資源和能源極渡潰缺的國家，也是能源消耗大國，能耗浪費的現象十分嚴重，如何充分提高現有能源的利用率，實現有效的環境保護已成為全國面臨的嚴峻課題。

    建筑能耗占全國總

    一、前言

    與世界發達國愛家相比，我國既是一個自然資源和能源極渡潰缺的國家，也是能源消耗大國，能耗浪費的現象十分嚴重，如何充分提高現有能源的利用率，實現有效的環境保護已成為全國面臨的嚴峻課題。

    建筑能耗占全國總能耗量1/4，僅僅是中國寒冷地區冬季采暖能耗就達到1.8億噸標準煤，占全國能耗總量的13.6%；其中通過建筑物窗戶散失的能耗就占建筑全部能耗的50%左右；在建筑物保溫性能上與發達國家相比，我國我窗能耗是發達國愛的2.2倍，外墻能耗是發達國家的4倍。

    為了減少能量損失，建設部制定了《建筑節能“九五”計劃和2010年規劃》，95年發布《民用建筑節能設計標準采暖居住建筑1996年以前在這丙項設計標準采暖居住建筑》新標準JGJ26—95,這兩項文件規定：新建采暖居住建筑1996年以前在1980—1981年當地通用設計能耗水平基礎上普遍降低30%，為第一階段；1996年起在達到第一階段要求的基礎上節能30%，為第二階段；2005年起在到達第二階段要求的基礎上再節能30%，為第階段。可以看出我國的采暖居住建筑的窗戶選用趨勢將往保溫節能方向發。以北京為例，1999年4月北京建委規定各類住宅建筑外窗傳熱系數(K值)不大于3.5國，由此可見，開發出新型適應不同氣候條件下的節能門窗是實現節能的有效手段之一。

    二、節能門窗
    在門窗上的能量損失方式主要是：輻射傳遞、對流傳遞、傳導傳遞、空氣滲漏。建筑物通過外窗傳熱散失的能量占建筑能源的28%左右，而通過門窗空氣滲透散失的能量占建筑能耗的27%左右，所以建筑外窗的保溫隔熱性能(主要是傳熱系數)和氣密性是決定建筑外窗是否為節能門窗的兩個指標。

    根據以上表格可以看出，針對建筑能耗較多的三北地區(華北、東北、西北)雙玻塑料窗及雙玻斷熱鋁合金窗K值可達到節能窗的標準。

    三、新型節能門窗---多腔體塑料門窗
    塑料門窗采用的PVC型材具有良好的隔熱性能，由表2可知，PVC塑料的導熱系數為鋁材的千分之一，具有良好的隔熱優勢。同時生產單位質量的PVC 型材的能耗是鋁材的1/8.8，鋼材的1/4.5，由此可判斷PVC門窗的確屬于新型節能門窗。

    塑料門窗的導熱主要取決于塑料塑料型材、玻璃及門窗框扇間的密封三個要素。

    1．塑料異型材

    PVC塑料異型材的傳熱系數和型材的規格型號及腔體設計有關。

    PVC型材最常見系列有55、60、73、80、88等系列，不同系列主型材沿熱流傳導方向厚度不同，系列數字越在，斷面越厚，K值越低。

    (1)  PVC型材還有雙腔體和多腔體之分，同一系列型材沿熱傳導方向腔體分割越多，型材保溫性能越好。

    建筑外窗的熱損失除了由于室內外溫差引起的熱傳導進行的熱交換以外，由于框扇間密封不嚴，導致空氣對流，也是影響門窗保溫節能的一個原因。

    2．  玻璃

    玻璃在門窗中所占的面積為55%-85%，門窗的導熱系數的在小很大程度上取決于玻璃的組合結構及玻璃的物理性能。

    玻璃傳遞熱量主要是通過傳導和輻射，熱傳導是玻璃通過玻璃分子的運動把能量從玻璃一邊傳到另一邊。熱傳導和玻璃的材及組合結構有關，而熱輻射主要決定于玻璃的性質。

    由表2呆知，玻璃是熱的良導體，改善玻璃的導熱性能有兩種途徑。一是改變玻璃的層數，在兩層或多層玻璃之間密封干燥的空氣或惰性氣體，由于空氣和異性氣體是熱的不良導體，導熱系數只有0.046W/℃。能有效的改善玻璃的導熱性能；二是對玻璃進行鍍膜處理，改善玻璃通過可見光和不呆見光的物理性能來達到節能的目的。

    玻璃材料的透光系數、太陽直射透射率、相對得熱以及傳熱系數指標，對建筑的室內熱環境和采暖空調能耗影響最大，因此，在建筑設計上如何利用玻璃材料，了解其技術特性，做到減少能耗，是制作節能塑料門窗的關鍵。

    目前國內幾種節能玻璃主要有中空玻璃、太陽能熱反射玻璃、低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃。

    (1)  中空玻璃
    中空玻璃是由兩片或多片玻璃之間的密封的氣體組成，對同等材質的原版玻璃，中空玻璃的隔熱能力主要取決于玻璃的層數(氣體的層數)、及氣體層的厚度及填充氣體的特性，下表是幾種不同類弄玻璃的導熱系數。

由上表可以看出，通過增加玻璃的層數(氣體層數)能大大降低玻璃傳熱系數，是提高門窗隔熱性能的最有效途徑之一。

氣體層的厚度對中空玻璃導熱系數也有較大影響。用不同寬度的隔條組裝的58雙玻平開塑窗系列，按GB8484-87進行保溫性能測試，測試結果如表5。并根據表5繪得如下曲線(雙玻K值與隔條寬度關系圖)。

    隨隔條寬度的增加，窗戶的傳熱系數總體上是呈下降趨勢，但其中有微小的起伏波動。并且，在隔條寬度在12mm之前，K值隨隔條寬度(即空氣層厚度)的增加而減少的趨勢非常明顯，而在12mm之后，K值隨隔條寬度的增加變化已不是很大。因此從性能與經濟成本兩方面來考慮，隔條寬度為12mm的雙玻塑窗的性能比為最佳。從該曲線可以看出隔條寬度超過24mm之后，窗戶的傳熱系數幾乎沒什么大的變化了，如果要再提高其保溫性能增加間距的增大，相應的成本卻將大大增加。

    (2)  鍍膜玻璃
    鍍膜玻璃主要有太陽能熱反射玻璃、低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃。

    (1太陽能熱反射玻璃
    太陽能熱反射玻璃又稱陽光控制玻璃。其最大特點是利用鍍膜能透過呆見光而把起加熱作用的遠紅外光反射到室外，同時玻璃材料吸收的太陽熱能被鍍膜所隔離，使熱主要形發到室外一側，盡可能地減少太陽的熱作用，使室內熱環境得到控制，同時減少眩光和色散，降低室內空調負荷和減少設備投資，從而達到節約空調負荷和減少設備投資，從而達到節約空調費用的目的。這種熱反射玻璃隔熱反射性能通常用陽光系數(或遮陽系數)表示，陽光系數越低，鍍膜的性能的鍍膜來調節室內光線和控制輻射熱。

    (2低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃
    低輻射玻璃(1LE)、多功能鍍膜玻璃(1MF)又稱保溫鍍膜玻璃，這類材料具有最大的日光透射率和最小的反射系數，可讓80%的可見光進入室內被物體所吸收，同時又能將90%以上的室內物質反輻射的長波保留在室內。低輻射玻璃(1LE)和多功能鍍膜玻璃(1MF)大大提高了能量的利用率，在寒冷地區能有選擇地傳輸太陽能量，同時把大部分的熱輻射反射進室內，因此，在采暖建筑中可起到保溫和節能的作用。低輻射玻璃(1LE)和多功能鍍膜玻璃(1MF)大大提高了能量的利用率，在寒冷地區能有選擇地傳輸太陽能量，同時把大部分熱輻射進室內，因此，在采暖建筑中可起到保溫和節能的作用。低輻射玻璃(1LE)與多功能鍍膜玻璃(1MF)相比，在熱傳輸控制方面作用相同，但在減少熱進入方面1LP性能更為優越。另外，低輻射玻璃和多功能鍍膜玻璃對不同頻譜的太陽光透過具有選擇性，它能濾掉紫外線，室內家具、圖片、藝術品等因紫外線照射而褪色，還能吸收部分可見光，可起到防眩光的作用，因此，廣泛用于美術館以及科學實驗樓等有特殊要求的建筑物。

    3．窗框扇間的密封
    建筑外窗扇間的密封主要決定于框扇間的密封形式及縫隙的大小。

    塑料門窗框扇之間的密封主要有兩種形式：毛條密封和膠條密封，推拉窗一般采用毛密封，而平開窗采用膠條密封。膠條密封性能好于毛條密封，膠條密封性能的好壞主要決定于密封構造膠條的型狀、材質。

    根據建筑工業行業標準JG/T3018-94對平開窗及推拉窗劃分等級。(如下表6)
    由上表可知，推拉窗一般很難達到第一等級。因為推拉窗的氣窗性比平開窗的氣密性差，保溫性能也稍差(如表7所示)所以在特別寒冷的地區，要求窗戶有很好的保溫性能時，一般不宜使用推拉窗而只宜使用平開窗。

    四、塑料節能窗的選用

    中國地域遼闊，地區氣候差異較大，必須針對不同地區氣候條件和建筑物具體保溫隔熱要求選用不同系列塑料型材、門窗開啟方式、玻璃等。

    1．  中國建筑氣候區的劃分及特點。(見表8)；

    2.建筑氣候分區對塑料門窗物理性能的基本要求。

    國家建筑工業行業標準JP/T3017-94，JG/T3018-94對 PVC塑料門窗的建筑物理性能的要求，將抗風壓性能分為1-6級，空氣滲透性能分為1-5級，雨水滲透性能分為1-6級，保溫性能分為1-4級。這是依據全國各地不同環境下建筑物的使用要求提出的一系列指標，應針對本地區的使用環境、氣候特點進行選擇(見表9)。

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