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夏熱冬冷地區建筑外窗節能探討

來源:深圳市堅朗建材有限公司供稿  作者:陳平 杜萬明 黃興藝  日期:2006-8-25  頁面功能【字體: 】【打印】【投稿】【評論】【啄木鳥
降低玻璃遮陽系數的方法有:1、在玻璃表面鍍膜,2、在制造玻璃的過程中加入色劑制成著色玻璃,3、在玻璃表面涂抹或印刷色油料并燒結成彩釉玻璃等。
著色玻璃的遮陽性能優于透明玻璃,是通過吸收部分太陽輻射能而減少其進入室內,其隔熱優于透明玻璃,但由于其吸收太陽輻射能而使自身溫度升高,增加了溫差傳熱,降低了保溫效果。
彩釉玻璃是利用覆蓋在玻璃表面的釉料控制陽光的直接透過,從而減少太陽的輻射熱進入室內。
鍍膜玻璃是用物理或化學鍍膜工藝改變玻璃表面的熱反射特性,將太陽輻射直接反射回去。從而提高玻璃的遮陽隔熱性能,因此不同的鍍膜材料膜結構不同,鍍膜玻璃又分為熱反射鍍膜玻璃(或稱陽光控制鍍膜玻璃)和低輻射鍍膜玻璃(或稱LOW---E玻璃)。
熱反射鍍膜玻璃可非常有效地反射太陽能波段的熱輻射,通過配置膜層的結構和厚度,可在較大范圍改變玻璃的遮陽性能,但由于這類膜層仍由一般性工程材料組成,因此,對太陽光中遠紅外波段的吸收與透明玻璃差別不大,不能降低玻璃的傳熱性能。
LOW---E的玻璃采用對紅外線高反射的、不吸熱的材料鍍膜,從而反射整個紅外波段的熱輻射,既反射太陽能波段的熱輻射,也反射遠紅外波段的熱輻射。因此,可有效地控制玻璃的遮陽性能,同時也明顯降低玻璃的傳熱系數。
  以上制造技術復合使用,便可獲得性能各異的節能玻璃(見表3).
表3 幾種常用玻璃的主要光熱參數

玻璃名稱

玻璃種類結構

透光率(%)

遮陽系數Sc

傳熱系數(w/mk)

單片透明玻璃

6c

89

0.99

5.58

單片綠著色玻璃

6F-Green

73

0.65

5.57

單片灰色玻璃

6Grey

43

0.69

5.58

單片熱反射玻璃

6CTS140

40

0.55

5.06

彩釉玻璃(100%覆蓋)

6mm白色

-

0.32

5.76

透明中空玻璃

6c+12A+6c

81

0.87

2.72

綠著色中空玻璃

6F-Green+12A+6c

66

0.52

2.71

熱反射鍍膜中空玻璃

6CTS140+2A+6c

37

0.44

2.54

Low—E中空玻璃

6CEF11+12A+6c

35

0.31

1.66


對夏熱冬冷的地區而言,應對各地各建筑的需求,選擇相應傳熱系數和遮陽系數的玻璃。 3、建筑外窗窗框材料的設計選用。
建筑外窗在洞口可視面積是由玻璃和窗框、窗扇框共同組成。且窗框、窗扇框型材面積,占整個建筑外窗洞口面積的15~30%,因此,建筑外窗窗框、窗扇框材料的保溫隔熱性能也對整個建筑外窗的節能效果有一定的影響,建筑外窗常用框材有木、鋼、塑、鋁四大類。
木窗保溫隔熱性能優良,容易制成復雜斷面,但缺點是易燃,防腐能力差、吸潮,并且,需要砍伐森林樹木才能得到原料,對環境有不利的影響,不符合我國國情。

鋼窗強度高,防火能力強,抗風壓性能,防盜性能好,但熱工性能差,保溫隔熱性能不好,氣密性能差。加工成具有良好的氣密性和水密性結構的型材斷面難度大,成本高,精度低,并且普通鋼窗在自然狀態下易銹蝕,造成使用性能下降,因此,不適合做節能建筑外窗。
塑料窗用型材現階段,主要由聚氯乙烯高分子材料,并添加各種功能的添加劑經高溫注塑成型,特點是保溫隔熱性能好,容易擠塑成建筑外窗所需的復雜的斷面,耐潮濕能力強,耐腐蝕性好。因塑料型材本身強度 、剛度、耐沖擊力、抗風壓性能較差,必須配合穿入型鋼鋼襯彌補上述性能的不足之處。缺點是斷面較大,對光線遮陽較多,不耐燃燒。
鋁合金窗在二次世界大戰以后得到了應用和發展,強度和剛度較好,抗風壓性能好,斷面設計合理的窗戶,有很好的氣密性能和水密性能。在自然環境下耐腐蝕,使用壽命長,并且容易表面處理(有多種表現處理方式),裝飾性能好,色彩豐富,容易加工成所需的復雜斷面,不燃燒,耐潮濕性能良好。缺點是,僅用鋁合金型材制造的建筑外窗保溫性能差;但是,現已開發成功隔熱斷橋復合型鋁合金門窗型材,可以根據工程需要制造出滿足節能要求的傳熱系數的鋁合金型材。
4、建筑外窗窗型的節能設計和選用
夏熱冬冷地區生活工作的人們,無論是春秋季節還是冬、夏兩季,普遍有開窗加強房間通風的習慣,一是利用自然通風改善室內空氣質量,二是夏季在兩個連晴高溫期間的陰雨降溫過程或降雨后連晴開始升溫的夜間,室外空氣涼爽宜人,加強房間通風能帶走室內余熱并降低室內溫度和積蓄冷量,可以減少空調運行電耗,因此,門窗需要長時間的開啟通風。另外,南窗面積大,有利于冬季更多地獲得太陽輻射熱能。而在相同建筑外窗洞口面積下,平開窗開啟面積是推拉窗的兩倍,平開窗的氣密性能、保溫性能、水密性能、抗風壓性能也都優于普通的推拉窗,并且,現在的推拉窗多數都沒有防止窗扇脫落的設計,已發生多起窗扇高空墜落事件。因此,從建筑節能角度,建筑外窗宜采用平開窗和內平開懸窗。因外開窗不易清潔玻璃,并且檫洗玻璃時有一定的危險性,尤其是高層建筑,在刮風時,若外平開窗沒有關閉,有窗扇玻璃碰碎、窗扇脫落傷及行人的危險,建議不用外平開窗為好。而內平開窗,根據我國國情、民族特色以及審美觀來講,不太受大家之喜歡。一是因為內平開窗在開啟時占用室內空間;二是以前內平開窗的水密性能不好,下雨時有往室內進水的現象,給大家留下了不好的影響。但隨著技術進步和門窗制造質量以及各配件質量的提高,良好的內平開窗已經具備非常好的水密性能。為方便人們對窗戶的清潔和維護,開啟關閉窗戶及使用的安全性,既不占用建筑物室內的空間又能保持長時間的開啟通風,應選擇內平開下懸窗。
5、選擇優良門窗五金件并合理配置和使用,有效地提高建筑外窗的氣密性能,減少采暖和空調的能耗。
五金配件是門窗的心臟部件,具有固定、開啟以及鎖閉門窗的功能。五金件質量的好壞直接影響到門窗的使用壽命和門窗的密封性能。
(1)五金配件材質的選擇
選擇門窗五金配件時,一定要選擇好材質的五金件。如鋅合金材料要采用5#鋅合金,不銹鋼材料采用304不銹鋼,鋁合金材料采用6063T6鋁合金等等。劣質的門窗五金件,因沒有嚴格的設計制造和產品實驗檢驗,以及采用低價格的劣質材料,經常出現門窗在安裝使用過程中,出現因五金件生銹、老化、斷裂,受力變形嚴重,導致門窗關閉不嚴,甚至喪失使用功能.(如圖1、圖2)


圖1為因五金配件材質差導致主傳動桿下半部分斷裂,使得窗扇的下半部分傳動件失效,只有上半部分傳動件工作。這樣就造成窗扇在鎖閉狀態下只有單點受力,使其無法滿足抗風壓強度。一旦受風壓,就會造成上部分鎖點也隨之損壞,導致整窗功能失效。

圖2也是五金配件因材質差,整個條形鎖在短時間內就發生老化并碎裂掉落,使得最后在型材上只留下安裝孔室內與室外相通,大大影響了門窗的氣密、水密等性能。使用了劣質五金配件對我們的維修與更換也是一件非常麻煩的事,因每個廠家的配件的安裝孔位都不一樣,給我們帶來二次加工。
(2)根據窗型的大小合理配置五金件
建筑外窗的五金件配置,應選擇鎖閉性能良好的多點鎖系統,保證在風壓作用下,扇、框變形同步,有效保證密封材料的合理配合,保證在門窗關閉之后扇、框有效密封(參見我司另一文章)。

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