7.4 提高窗框隔热性能
铝合金窗框的冬季传热系数约为
PVC塑料窗框的1.5倍,并不等同于
铝合金型材与
PVC塑料型材材料
导热系数之比的1250倍。。无隔热的
铝型材传热系数K为6.0 (W/m2·K)左右,而采用隔热条的
铝型材传热系数K值可降到1.8~3.5(W/m2·K)。铝
合金型材对紫外线、可见光、红外线有很好的反射能力,其表面的反射能力与表面状态和颜色有关,对热辐射的反射能力最高可达90%,这对于阻隔太阳辐射热是很有利的。
铝合金隐框玻璃窗是很好的隔热节能窗。采用这种铝合金隐框
玻璃幕墙结构上用的隐框窗,太阳光不能直接照射在铝合金窗
框架上,玻璃与铝型材之间起结构性
粘接作用的
固化后的
有机硅酮
橡胶,自然成为玻璃与铝合金之间的断
热桥,其
导热系数低于硬质
PVC塑料型材。高强度、高
弹性模量、抗臭氧和紫外线、
耐热、非燃烧性的
硅酮结构胶,是理想的建筑外窗
绝热材料。采用单层热反射镀膜玻璃的铝合金隐框玻璃窗就具有较好的隔热性能,这已经得到证实。国内已有专
门的隐框推拉铝合金窗产品推出。
7.5 确保窗的负压气密性
目前,我国的建筑外窗气密性能分级及检测,是按窗的室外压力大于室内压力10Pa下的空气渗透量q0评定与检测的,即是“正压气密性”。而空调通风制冷房间中,通常是保持室内正压(≤50Pa),即室内压力大于室外压力,这对外窗要求的就是“负压气密性”。这样,目前我国使用最多的外开式
平开窗和一些外侧单向
密封的
推拉窗型,即“正压气密性”的窗型,就不一定能满足空调建筑外窗“负压气密性”的要求。正在修订的国家标准GB 7107 《建筑外窗空气
渗透性能分级及检测方法》(修改稿)已经增加了“检测负压差下空气
渗透率”的内容。因此,双向密封的推拉窗型和内开式平开窗型,对防止夏季空调房间的空气渗透能量损失会更有利。
7.6 适当考虑窗的通风换气和散热
夏热冬暖地区的建筑围护结构,要求白天隔热好,晚上散热快,以利于降低冷负荷。特别是许多白天使用的办公楼、学校、商业建筑等间歇使用空调的
公共建筑,晚上人走之后又要关窗,所以窗户的隔热密封性要求太高也没必要。而且,在我国目前建筑物内尚未能普遍设置机械换气
设备如微量
通风器等的条件下,还要靠可调节换气、能开启的外窗等自然通风手段来改善室内空气质量。《旅馆空调节能标准》对占全国旅游旅馆总数70%的四级旅游旅馆规定,其空调房间的空调设施,可不设新风供给系统,可采取设置开启的外窗等自然通风措施。所以,夏热冬暖地区建筑外窗的窗墙面积比(南向)和窗的可开扇比例大一些,有利于充分利用窗及其缝隙的自然通风和晚间散热作用,处理好隔热和散热的矛盾。
7.7 满足采光要求 确保建筑照明节能
建筑使用能耗中,照明能耗为20~30%,是占第二位的。因此,在考虑窗的隔热节能时,要满足窗的采光要求。否则,如果窗洞面积较小、窗框遮光面积大,玻璃的可见光
透射率太低,自然采光不足,造成白天都要开灯,这就增加了照明能耗,而照明放热又造成室内得热,从而又加大了空调冷负荷,增加了空调能耗。
塑料窗的粗大框架遮光,不少
塑料窗的窗框窗洞面积比高达40%左右。洞口规格、窗型相同时,塑料窗比铝合金窗的
采光系数小11%左右,采光性能和视野效果较差。
8 围护结构及外窗隔热设计标准
《热工规范》规定,围护结构隔热设计标准是:在房间自然通风情况下,建筑物的屋顶和东、西外墙的内表面最高温度,应不高于当地夏季室外计算温度最高值即:θi·max≤te·max ,实际上就是要求大体上达到24砖墙的隔热水平。(24砖墙的传热系数K 为2.4~3.2 W/m2·K;广州夏季室外计算温度最高值为35.6℃,低于夏热冬冷地区的城市如:南京37.1℃,武汉36.9℃,重庆38.9℃,长沙37.9℃)
《采暖空调规范》规定,舒适性空气调节房间围护结构最大传热系数K:屋盖1.0;外墙1.5。
《旅馆空调节能标准》规定“外窗玻璃的遮阳系数,非严寒地区应小于0.60,或采取外遮阳措施”,并规定了法定采暖地区的保温性能——冬季传热系数,尚未有对其它地区夏季传热系数的具体规定。
因此可见,目前我国有关的标准规范尚无空调建筑外窗隔热设计标准——窗的夏季传热系数的规定。
文献[6]作者通过对国内已有工程的调查研究并总结国外建筑的情况,认为在现阶段,
高层民用建筑夏季“外墙的传热系数不宜大于0.9;屋面不宜大于0.65;外窗必须采用密封性能良好的
双层中空玻璃,其平均传热系数不宜大于3.5”。
按外窗夏季传热系数3.5(W/m2·K)的要求,单层玻璃的铝合金窗和塑料窗都达不到;采用中空玻璃的单框铝合金窗,以其可达到的冬季传热系数3.5~3.9(W/m2·K)参考,应可以符合该要求;而隔热型铝合金中空玻璃窗和单框中空玻璃塑料窗的冬季传热系数均在3.0(W/m2·K)以下,已经达到24砖墙2.4~3.2( W/m2·K)的隔热水平。
9 建筑外窗节能指标
笔者认为,夏热冬暖地区空调建筑外窗节能指标应是综合性的指标:窗的夏季传热系数,窗玻璃的遮阳系数(或窗内、窗外遮阳系数),空气渗透性能(包括负压下指标),采光性能。从广义的节能意义考虑,窗的抗风压和
水密性能也应是节能指标,如果窗户和室内设施因台风和暴雨遭到破坏和损坏,则需维修和重新更换窗及室内设施所消耗的能源和资源亦是造成不必要的能源浪费。
10 建筑外窗的选择
建筑外窗是实现建筑外围护结构综合功能的重要构件,应按不同地区建筑气候,以窗的综合性能指标为准,考虑整窗的、长期的、技术与经济的综合效果。
根据夏热冬暖地区的建筑气候特点,建筑外窗首先要满足抗风压强度和雨水密封性能,确保基本的安全性,还必须考虑
防雷、
防火安全性,其次是采光、隔热、节能和隔声性,抗日晒、耐
腐蚀及色彩装饰效果的
耐久性,清洗和维修更换的方便性与安全性(特别是
高层建筑),产品的经济性,总之,从窗的立面分格、开启方式、玻璃与框格的质感色彩,到窗的物理性能,要符合适用、安全、美观、耐久、经济的综合要求。
鉴于夏热冬暖地区高风压、多暴雨、太阳辐射强烈的特点,抗风压强度和雨水密封性能较低、有日晒
老化现象的PVC塑料窗,不适宜本地区建筑外窗使用,特别是高层建筑;因为含氯的PVC塑料火灾作用下会放出有毒气体,不适用于公寓式住宅和公共建筑。而且,不
导电的PVC塑料窗不能解决高层建筑防侧雷击的问题。这些就是为什么塑料窗在广东以至整个华南地区推不开的根本原因,而其产品价格比铝窗贵的原因则在其次。
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