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民用建筑外窗的节能技术

2019-10-12 17:44:51

随着建筑节能的进一步发展,建筑物外围护结构的隔热性能要求不断提高。随着墙体保温技术的日渐成熟,建筑门窗作为热桥的缺陷越来越突出,发展建筑门窗节能技术的要求越来越重要。

  建筑门窗的节能技术主要包括以下几项内容。

  一、窗型节能

  选择正确的窗型是外窗节能的一个首要问题。一般来说平开窗和固定窗的窗型较之推拉窗节能,这是因为推拉窗在窗框下滑轨来回滑动,上有较大的空间,下有滑轮间的间隙,窗扇上下都会形成明显的对流交换,热冷空气的对流形成的热损失要较热传导形成的热损失大得多,因此,此时选用怎样的隔热型材都不能改善热工缺陷,达不到节能效果。而平开窗的窗扇和窗框间按规定均用良好的橡胶密封压条,在窗扇关闭后,密封橡胶压条压得很紧,几乎没有空隙,很难形成对流。固定窗的窗框镶在墙体内,玻璃直接安装在窗框上,玻璃和窗框用密封胶密封,接触外墙的各边均密封,空气很难通过密封胶形成对流。这种窗型的热量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材的热传导和热辐射,这2种情况散失的热量要比对流散热小得多。这2种窗型只要解决玻璃和窗框型材的热传导,就可以大大提高节能效果。

  二、玻璃节能

  外门窗玻璃的热损失是建筑物能耗的主要部分,占建筑物能耗的50%以上。一般玻璃的面积平均占整窗面积的75%,因此,我们甚至可以说窗户的传热性能主要取决于玻璃的传热性能,较大限度地发挥玻璃隔热的能力是进一步发展外窗节能的重点和难点,是向更进一步居住建筑节能目标迈进的关键,一般现在建筑都使用中空玻璃来满足节能需求。中空玻璃节能技术大概有3个方面:降低空气层传热、Low-E膜镀膜、暖边间隔条技术。

  1、降低空气层传热

  中空玻璃的传热系数与中空玻璃的规格、间隙有跟大关系,间隙过大会引起玻璃间层的气体对流,从而增大传热系数。通过计算和实验,16mm时较合适,这个宽度基本为不产生对流的临界宽度。为了降低空气层传热,还可以使用填充惰性气体的技术,一般充入Ar气,充入Ar气后,中空玻璃整体传热系数可降低20%。玻璃在充入气体时间隙会要求相对缩小,如充入Ar气,则需空气间层厚度较佳为12mm。当然空气间层厚度还应考虑其他安全因素。此外,现在还有使用多层玻璃,如三玻窗,来降低空气层传热,也有很好的效果。目前还有使用真空玻璃技术,利用真空玻璃代替中空玻璃中的1层玻璃或双层玻璃进而提升中空玻璃阻热性能,提升节能水平。

  2、Low-E膜镀膜

  Low-E玻璃又称低辐射玻璃,是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品。其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性。有关研究资料表明,玻璃内表面的传热以辐射为主,占58%,这意味着要从改变玻璃的性能来减少热能的损失,较有效的方法是抑制其内表面的辐射。普通浮法玻璃的辐射率高达0.84,当镀上1层以银为基础的低辐射薄膜后,其辐射率可降至0.15以下。因此,用Low-E玻璃制造建筑物门窗,可大大降低因辐射而造成的室内热能向室外的传递,达到理想的节能效果。Low-E玻璃对太阳光中可见光有高的透射比,可达80%以上,而反射比则很低,这使其与传统的镀膜玻璃相比,光学性能大为改观。从室外看,外观更透明、清晰,即保证了建筑物良好的采光,又避免了以往大面积玻璃幕墙、中空玻璃门窗光反射所造成的光污染现象,营造出更为柔和、舒适的光环境。

  3、暖边隔条

  中空玻璃两玻璃之间由隔条分隔,起到支撑玻璃的作用。国际上通常将中空玻璃的边部2.5英寸(6.35cm)范围定义为玻璃边缘,由于普通隔条一般使用铝质,其绝缘效果差导致边缘的热导率高而使边缘出现结雾或上霜现象,降低了整窗的节能效果。暖边间隔条就是改善玻璃边缘传热性能的间隔条,通过采用少量的金属或完全非金属材料,或改变传统铝间隔条的结构来实现窗户的节能效果。一般金属间隔条的热导率为,铝隔条:172W/(m·K),不锈钢隔条14.3W/(m·K),而复合胶条的热导率仅有0.67W/(m·K)。复合胶条由密封胶、干燥剂和整体铝隔条3种材料挤压形成热塑化合物,铝隔条多采用波浪形,在保证对中空玻璃起支撑和抵抗风压作用的同时保证中空玻璃厚度,而连续的铝隔条可以有效地阻隔潮气进入中空玻璃内部。目前发展的三代暖边隔条导热系数仅0.16W/(m·K),可将采用铝隔条的外窗整体传热系数降低0.2~0.4W/(m·K),对于更高的建筑节能要求起到至关重要的作用。