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夏熱冬冷地區(qū)建筑外窗節(jié)能探討

來(lái)源:深圳市堅(jiān)朗建材有限公司供稿  作者:陳平 杜萬(wàn)明 黃興藝  日期:2006-8-25  頁(yè)面功能【字體: 】【打印】【投稿】【評(píng)論】【啄木鳥
降低玻璃遮陽(yáng)系數(shù)的方法有:1、在玻璃表面鍍膜,2、在制造玻璃的過(guò)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(jié)成彩釉玻璃等。
著色玻璃的遮陽(yáng)性能優(yōu)于透明玻璃,是通過(guò)吸收部分太陽(yáng)輻射能而減少其進(jìn)入室內(nèi),其隔熱優(yōu)于透明玻璃,但由于其吸收太陽(yáng)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(yáng)光的直接透過(guò),從而減少太陽(yáng)的輻射熱進(jìn)入室內(nèi)。
鍍膜玻璃是用物理或化學(xué)鍍膜工藝改變玻璃表面的熱反射特性,將太陽(yáng)輻射直接反射回去。從而提高玻璃的遮陽(yáng)隔熱性能,因此不同的鍍膜材料膜結(jié)構(gòu)不同,鍍膜玻璃又分為熱反射鍍膜玻璃(或稱陽(yáng)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(yáng)能波段的熱輻射,通過(guò)配置膜層的結(jié)構(gòu)和厚度,可在較大范圍改變玻璃的遮陽(yáng)性能,但由于這類膜層仍由一般性工程材料組成,因此,對(duì)太陽(yáng)光中遠(yuǎn)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(duì)紅外線高反射的、不吸熱的材料鍍膜,從而反射整個(gè)紅外波段的熱輻射,既反射太陽(yáng)能波段的熱輻射,也反射遠(yuǎn)紅外波段的熱輻射。因此,可有效地控制玻璃的遮陽(yáng)性能,同時(shí)也明顯降低玻璃的傳熱系數(shù)。
  以上制造技術(shù)復(fù)合使用,便可獲得性能各異的節(jié)能玻璃(見表3).
表3 幾種常用玻璃的主要光熱參數(shù)

玻璃名稱

玻璃種類結(jié)構(gòu)

透光率(%)

遮陽(yáng)系數(shù)Sc

傳熱系數(shù)(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(duì)夏熱冬冷的地區(qū)而言,應(yīng)對(duì)各地各建筑的需求,選擇相應(yīng)傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)的玻璃。 3、建筑外窗窗框材料的設(shè)計(jì)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(gè)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(duì)整個(gè)建筑外窗的節(jié)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(yōu)良,容易制成復(fù)雜斷面,但缺點(diǎn)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(duì)環(huán)境有不利的影響,不符合我國(guó)國(guó)情。

鋼窗強(qiáng)度高,防火能力強(qiáng),抗風(fēng)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(jié)構(gòu)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(tài)下易銹蝕,造成使用性能下降,因此,不適合做節(jié)能建筑外窗。
塑料窗用型材現(xiàn)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(jīng)高溫注塑成型,特點(diǎn)是保溫隔熱性能好,容易擠塑成建筑外窗所需的復(fù)雜的斷面,耐潮濕能力強(qiáng),耐腐蝕性好。因塑料型材本身強(qiáng)度 、剛度、耐沖擊力、抗風(fēng)壓性能較差,必須配合穿入型鋼鋼襯彌補(bǔ)上述性能的不足之處。缺點(diǎn)是斷面較大,對(duì)光線遮陽(yáng)較多,不耐燃燒。
鋁合金窗在二次世界大戰(zhàn)以后得到了應(yīng)用和發(fā)展,強(qiáng)度和剛度較好,抗風(fēng)壓性能好,斷面設(shè)計(jì)合理的窗戶,有很好的氣密性能和水密性能。在自然環(huán)境下耐腐蝕,使用壽命長(zhǎng),并且容易表面處理(有多種表現(xiàn)處理方式),裝飾性能好,色彩豐富,容易加工成所需的復(fù)雜斷面,不燃燒,耐潮濕性能良好。缺點(diǎn)是,僅用鋁合金型材制造的建筑外窗保溫性能差;但是,現(xiàn)已開發(fā)成功隔熱斷橋復(fù)合型鋁合金門窗型材,可以根據(jù)工程需要制造出滿足節(jié)能要求的傳熱系數(shù)的鋁合金型材。
4、建筑外窗窗型的節(jié)能設(shè)計(jì)和選用
夏熱冬冷地區(qū)生活工作的人們,無(wú)論是春秋季節(jié)還是冬、夏兩季,普遍有開窗加強(qiáng)房間通風(fēng)的習(xí)慣,一是利用自然通風(fēng)改善室內(nèi)空氣質(zhì)量,二是夏季在兩個(gè)連晴高溫期間的陰雨降溫過(guò)程或降雨后連晴開始升溫的夜間,室外空氣涼爽宜人,加強(qiáng)房間通風(fēng)能帶走室內(nèi)余熱并降低室內(nèi)溫度和積蓄冷量,可以減少空調(diào)運(yùn)行電耗,因此,門窗需要長(zhǎng)時(shí)間的開啟通風(fēng)。另外,南窗面積大,有利于冬季更多地獲得太陽(yáng)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(fēng)壓性能也都優(yōu)于普通的推拉窗,并且,現(xiàn)在的推拉窗多數(shù)都沒(méi)有防止窗扇脫落的設(shè)計(jì),已發(fā)生多起窗扇高空墜落事件。因此,從建筑節(jié)能角度,建筑外窗宜采用平開窗和內(nèi)平開懸窗。因外開窗不易清潔玻璃,并且檫洗玻璃時(shí)有一定的危險(xiǎn)性,尤其是高層建筑,在刮風(fēng)時(shí),若外平開窗沒(méi)有關(guān)閉,有窗扇玻璃碰碎、窗扇脫落傷及行人的危險(xiǎn),建議不用外平開窗為好。而內(nèi)平開窗,根據(jù)我國(guó)國(guó)情、民族特色以及審美觀來(lái)講,不太受大家之喜歡。一是因?yàn)閮?nèi)平開窗在開啟時(shí)占用室內(nèi)空間;二是以前內(nèi)平開窗的水密性能不好,下雨時(shí)有往室內(nèi)進(jìn)水的現(xiàn)象,給大家留下了不好的影響。但隨著技術(shù)進(jìn)步和門窗制造質(zhì)量以及各配件質(zhì)量的提高,良好的內(nèi)平開窗已經(jīng)具備非常好的水密性能。為方便人們對(duì)窗戶的清潔和維護(hù),開啟關(guān)閉窗戶及使用的安全性,既不占用建筑物室內(nèi)的空間又能保持長(zhǎng)時(shí)間的開啟通風(fēng),應(yīng)選擇內(nèi)平開下懸窗。
5、選擇優(yōu)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(diào)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(zhì)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(zhì)的選擇
選擇門窗五金配件時(shí),一定要選擇好材質(zhì)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(zhì)的門窗五金件,因沒(méi)有嚴(yán)格的設(shè)計(jì)制造和產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),以及采用低價(jià)格的劣質(zhì)材料,經(jīng)常出現(xiàn)門窗在安裝使用過(guò)程中,出現(xiàn)因五金件生銹、老化、斷裂,受力變形嚴(yán)重,導(dǎo)致門窗關(guān)閉不嚴(yán),甚至喪失使用功能.(如圖1、圖2)


圖1為因五金配件材質(zhì)差導(dǎo)致主傳動(dòng)桿下半部分?jǐn)嗔,使得窗扇的下半部分傳?dòng)件失效,只有上半部分傳動(dòng)件工作。這樣就造成窗扇在鎖閉狀態(tài)下只有單點(diǎn)受力,使其無(wú)法滿足抗風(fēng)壓強(qiáng)度。一旦受風(fēng)壓,就會(huì)造成上部分鎖點(diǎn)也隨之損壞,導(dǎo)致整窗功能失效。

圖2也是五金配件因材質(zhì)差,整個(gè)條形鎖在短時(shí)間內(nèi)就發(fā)生老化并碎裂掉落,使得最后在型材上只留下安裝孔室內(nèi)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(zhì)五金配件對(duì)我們的維修與更換也是一件非常麻煩的事,因每個(gè)廠家的配件的安裝孔位都不一樣,給我們帶來(lái)二次加工。
(2)根據(jù)窗型的大小合理配置五金件
建筑外窗的五金件配置,應(yīng)選擇鎖閉性能良好的多點(diǎn)鎖系統(tǒng),保證在風(fēng)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(guān)閉之后扇、框有效密封(參見我司另一文章)。

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