浅谈提高建筑门窗保温性能的措施

　　摘要：随着我国建筑节能标准的陆续出台，节能门窗也越来越受到市场的青睐。目前，广州、上海、北京、南京等城市，已经有很多节能建筑的成功案例受到了广大消费者的广泛赞誉。实现节能建筑的经济效益和社会效益的双赢，为中国的可持续性发展做出了巨大贡献，正得到各地房地产商的积极响应。目前在我国的建筑中90%属于高耗能建筑，而地面、屋面、墙体、门窗为建筑耗能的四大部位，其中门窗排列第一位，约占50%左右。所以，在开发新型结构门窗的同时，首先要考虑是否适应建筑节能的要求。建筑节能的关键是提高门窗节能，如何提高建筑门窗保温性能，必须要弄清楚影响它的主要因素，才能加以解决，收到较好的效果。

　　关键词：建筑门窗;保温性能;措施

　　随着我国建筑节能标准的陆续出台，节能门窗也越来越受到市场的青睐。目前，广州、上海、北京、南京等城市，已经有很多节能建筑的成功范例受到了广大消费者的广泛赞誉。实现节能建筑的经济效益和社会效益的双赢，为中国的可持续性发展做出贡献，正得到各地房地产商的积极响应。据分析，我国目前每年建成的房屋面积接近20亿平方米，超过了所有发达国家年建成建筑面积的总和，但是，有97%以上的建筑是高耗能建筑。以此推算，预计到2020年,全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。因此，为了避免加剧我国的能源危机，现在必须注重建筑节能设计。目前在我国的建筑中90%属于高耗能建筑，而地面、屋面、墙体、门窗为建筑耗能的四大部位，其中门窗排列第一位，约占50%左右。所以，在开发新型结构门窗的同时，首先要考虑是否适应建筑节能的要求，是否更有利于人类的健康。建筑节能的关键是提高门窗节能，如何提高建筑门窗保温性能，必须要弄清楚影响它的主要因素，才能加以解决，收到较好的效果。下面谈几点提高建筑门窗保温性能的措施。

　　1断面设计和框型材材性

　　框是门窗的支撑体系，由复合型材、金属型材和非金属型材加工而成。断面形式和型材材性是影响门窗保温性能的重要因素之一。我们知道金属的热工特性与非金属的热工特性差别是非常大，与型材传热能力密切相关的材料导热系数λ(W/m·K),铝为203W/(m·K),钢为58W/(m·K)，PVC 塑料为 0.14W/(m·K)，木材为0.20～0.28W/(m·K)，玻璃钢为 0.4～0.5W/(m·K)。所以导热系数越大传热能力也就越强。由于型材内的多道腔壁能对由此通过的热流起到多重阻隔的作用，腔内传热(对流、辐射和导热)也就相应会被消弱。从保温角度来讲，型材断面的设计，最好为多腔型材，使腔壁与热流方向垂直分布。特别是辐射传热强度随腔数量增加而成倍减少。对于金属型材(例如铝型材)，保温性能的提高并不理想，它虽然也是铝型材，但是由于铝型材的导热效果太好了，所以通过腔壁传导的热量大于腔内空气的对流、导热和壁面辐射传热量的总和。

　　如果减少金属框的传热，可以采用非金属材料作为断热桥对金属型材作处理，或者将非金属型材和带腔的金属复合构成复合型材。但是断热桥必须有足够的长度(指金属断开的距离)，才能保证有足够大的热阻R。而对于复合型材，非金属型材必须有足够的厚度，才能保证其有足够大的热阻R，否则复合型材和金属断热型材传热能力就会降低，效果不明显。目前，我国采用的铝合金断热桥长度多为5毫米，一般不宜小于15毫米，长度偏小容易导致铝合金断热窗保温性能不理想。断热不彻底是铝合金断热窗保温性能不理性的另外一个因素，对于平开窗，主要是使用的铝合金断热型材与五金配件不配套，装上五金配件后，断开的铝型材又被里外联通，断热型材传热性能加强。所以，应解决五金件及其安装上的问题。对于推拉窗，断热桥未起到断热作用，与框组装、与扇连接的边框型材依然里外联通，再加上下滑轮的金属支架直接固定在推拉扇的里外铝型材上，所以就形成了铝型材里外联通。

　　2提高玻璃的保温措施

　　玻璃是非金属材料，它的导热系数λ仅为 0.8 ～1.0W/(m2·K)，远远低于金属，但由于窗玻厚度一般为 3～6 毫米，自身热阻R非常小，几乎可以忽略不计，这对于玻璃面积占65%–75%的窗户传热量非常可观。所以，提高玻璃质量是改善窗户保温性能的措施之一。

　　2.1玻璃镀低辐射膜

　　要降低玻璃之间的辐射传热可以将玻璃镀低辐射膜。

　　实践证明，中空玻璃镀辐射膜后，可以明显改善中空玻璃的热工性能。传热系数K由普通中空玻璃的3.0～3.1W/(m2·K)降为1.7～2.3W/(m2·K);在热箱、冷箱温度分别为18℃和一20℃左右的试验条件下，里层玻璃内表面温度由4℃左右上升为9℃左右。用空气层厚度为12 mm的低辐射中空玻璃做成铝合金断热窗和PVC塑料窗(单块玻璃镀膜)，传热系数K分别降低到2.2~2.6 W/(m2·K)和1.7～2.0W/(m2·K)，基本能满足我国北方严寒地区的保温要求。对于我国南方地区，假如在中空玻璃的内层玻璃镀低辐射膜，外层将玻璃镀热反辐射膜，不仅可以将照射在玻璃上的太阳辐射热的85%~90%被反射回去，还能明显降低中空玻璃的传热能力，对夏季建筑物内的空调负荷有降低作用。

　　2.2玻璃结构要改变

　　我们平时用的窗户玻璃多为单层，金属单玻窗是保温性能最差的一类窗，如果采用的玻璃及其组合相同，非金属窗的保温性能就明显高于金属窗，双玻窗和中空玻璃窗的保温性能就明显高于同类框型材的单玻窗。要想提高玻璃的保温性能，就必须把窗户玻璃有单玻变成双玻(或中空玻璃)和三玻(或两玻加膜)，这样一来，玻璃的保温性能就会显著提高。提高玻璃的保温性能并不是增加玻璃的厚度，而是利用两玻或三玻之间形成的密闭空气层，密闭空气层具有很好的保温性能，密闭的空气因为具有一定的热阻R，它能随空气层的厚度而发生变化，所以提高了玻璃的保温性能。

　　2.3玻璃安装要平整、牢固

　　玻璃安装应平整、牢固，垫块设置应当正确、牢固，不应有松动现象。夹层玻璃内不得有灰尘和水气。双玻间隔条设置应符合设计要求。单面镀膜玻璃应在最外层，镀膜应在夹层中。密封条与玻璃及糟口接触紧密、平整不露框外，无卷边、脱槽等现象。带密封条的玻璃压条，必须与玻璃全部贴紧，压条与型材接触处无明显缝隙，接头处缝隙应小于lmm。

　　2.4合理的窗框比

　　窗框比是窗框表面与窗面积之比。它与窗面积、窗框表面面积、窗立面的设计有关。多为25%~35%，有的超过40%。有的金属型材框断面尺寸较大，感热面和放热面的增加会影响到窗的保温性能。窗框的放热面和感热面会随着窗框比的变化而变化的。窗立面不要分割的太碎了，小面积的窗户也不适合采用大断面的金属型材，只要能满足其使用功能就行。

　　2.5中空玻璃铝隔条对传热的影响

　　中空玻璃铝隔条的长度L(米)与中空玻璃面积S(平方米)之比P越大，铝隔条传热所占比重就越大。实验证明，面积大于lm2，空气层厚度为9mm的中空玻璃传热系数K为3.0～3.1W/(m2·K)，而面积小于0.2 m2的中空玻璃，K值大于3.5 W/(m2·K)。为了加强中空玻璃的保温性能，适合采用P值较小的中空玻璃。中空玻璃铝隔条是良导体，使其周边的传热强度大于中部，铝隔条处内层玻璃温度表面温度却明显低于中部，严寒的冬季会结出宽度为15毫米左右的霜。在安装中空玻璃的时候，铝隔条尽可能埋在沟槽中，不要让铝隔条处内外玻璃表面暴露在空气中，减少或消除铝隔条处内层玻璃表面的结霜问题。

　　2.6加强门窗的质量控制

　　门窗框与墙体连接必须牢固，门窗框与墙体间的缝隙按设计应用高级保温材料嵌填饱满。门窗框四周与墙体接缝的表面，应用密封材料严密封闭，无脱落或缝隙。门窗关闭严密，缝隙均匀，开关灵活，无阻滞现象。门窗关闭时，扇与框间无明显缝隙，密封上的密封条处于均匀的压缩状态。当采用塑料门窗时，与塑料型材紧密接触的各种五金件、紧固件、密封条、间隔条、垫块、密封材料和保温材料等，在性能上应与PVC材性相容。增加窗户开启缝隙的搭接量，减少开启宽度。按所用材料、断面形状、装置部位采用各种密封条进行密封，以提高外窗的气密性水平。窗上压缝条、密封条的安装应顺直，与窗结合应牢固严密。

　　2.7其他措施

　　在选择外门外窗时，还要考虑门窗材料的性能、特点和适用范围，以及当地的具体情况，

　　根据当地采暖期的室外温度可以选择传热系数小的外窗类型，例如可以选用塑钢窗框，因为热导率较小，还可以采用单框中空玻璃或者单框双玻璃等。还可以对窗框进行断热处理，宜采用冷热断桥型窗框，也就是利用多腔断面形式和型材特有的材性，用高效保温材料控制热导率的大小。户门和阳台门可以在门芯板上加贴保温材料，也可以采用夹层内填充保温材料。楼梯间和公共空间的外门最好设计成具有随时关门的功能。

　　目前，我国的门窗保温性能整体水平与国外相比还存在着非常大的差距。北欧和北美国家窗户传热系数K值一般都小于2.0(W/m2·K)，多数小于2.0(W/m2·K)， 有的达到 1.1-1.2 (W/m2·K)。虽然我国在节能门窗的技术引进方面作出了很大工作，在研究与开发方面也一直在努力，总体来说，在门窗保温性能上还是有很大提高的，基本上可以满足我国现在建筑节能的需求。但是与发达国家相比，还是有非常大的差距。因为我国是耗能大国，节能势在必行，能耗的增量和增速之迅猛，所以节能工作迫在眉睫，节能工作已经逐步成为我国的重要产业政策之一。

　　在开发新型结构门窗时，不但要讲究美观，而且更要适应建筑节能的要求。建筑节能成为世界性潮流，大力倡导绿色建筑概念。绿色建筑使用绿色能源和绿色建材，在建筑过程中对地球环境的破坏最小，更有利于人类健康。而保温门窗是真正的绿色产品，基本上满足了建筑工程的需求，隔热、隔音、保温性能都非常好，可以节约能源50%左右，也正是大家研究和开发新型门窗的努力方向。当前要以政策为指导，以市场为导向，以技术为依托，协调发展、完善多层多品种节能门窗，以满足当前建筑市场的需要。同时要有超前的意识，吸收国外先进技术，研究开发适合我国未来建筑市场所需的新型节能门窗。

　　参考文献：

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