摘要：隨著高層建筑的不斷發(fā)展和節(jié)能設(shè)計理念的推廣，本文主要根據(jù)我國寒冷地區(qū)氣候特點、對外窗傳熱過程、室內(nèi)舒適性，通過對建筑外窗構(gòu)件的組成及熱阻，設(shè)計分析，玻璃節(jié)能分析，從而提高外窗氣密性，減少滲透消耗。總結(jié)出外窗節(jié)能設(shè)計需要考慮的因素以及寒冷地區(qū)節(jié)能設(shè)計以及外窗節(jié)能的策略。
　　關(guān)鍵詞：寒冷地區(qū);居住建筑;外窗;節(jié)能
　　Abstract: with the development of the high-rise building and energy saving design idea of the promotion, this paper mainly according to China's cold weather characteristics, foreign window in heat transfer process, indoor comfort, through to the building outside the window of the component composition and thermal resistance, design analysis, glass saving energy analysis, so as to improve the outside the window air tightness, reduce the consumption of infiltration. Summary out the window to consider the energy saving design factors and energy saving design and cold regions outside the window the energy saving of the strategy.
　　Keywords: cold areas; Residential building; Outside the window; Energy saving
　　中圖分類號：TU2 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
　　近幾年，我國建筑行業(yè)所消耗的能源相對于總能源消耗量所占的比例節(jié)節(jié)攀升，目前，我國西南地區(qū)地區(qū)城鎮(zhèn)民用建筑采暖能耗平均為20kg標(biāo)準(zhǔn)煤，此約占民用建筑總能耗的56%~58%。各個用能領(lǐng)域可能產(chǎn)生的節(jié)能潛力研究表明，建筑節(jié)能潛力最大，是緩解能源緊張、能源供應(yīng)不足的最有效措施。我國政府致力于建設(shè)節(jié)約型社會，建筑節(jié)能是建設(shè)節(jié)約型社會的重中之重。本文分析西南寒冷地區(qū)，得出氣候?qū)τ诮ㄖ?jié)能設(shè)計的影響因素。分析室內(nèi)環(huán)境影響因素，得出寒冷地區(qū)外窗節(jié)能設(shè)計策略。依據(jù)策略詳細(xì)探討，對節(jié)能門窗的設(shè)計提出方案與措施。
　　影響寒冷地區(qū)建筑外窗節(jié)能的因素
　　1、氣候特點
　　在我國的寒冷地區(qū)，其中我國西南地區(qū)在冬季主要以寒冷干燥的氣候涂點為主，累年最冷月平均溫度為-10~-20℃地區(qū)，西南地區(qū)冬季較長并且寒冷干燥，降水量相對集中在夏季，平原地區(qū)夏季較炎熱日照豐富，高原地區(qū)夏季常出現(xiàn)大風(fēng)天氣。氣溫溫差較大，春、秋較短，氣溫變化劇烈，夏季多雷暴和冰雹。這些地區(qū)的建筑應(yīng)滿足冬季保溫兼顧夏季防熱。采暖度日數(shù)的定義是指室外日平均氣溫與采暖基準(zhǔn)溫度之差與天數(shù)乘積之和。作為一種大大籬化了的計算方法，通常采用18℃作為室內(nèi)采暖基準(zhǔn)溫度。假設(shè)采暖耗熱量近似與室外平均溫度的差值成正比，凡室內(nèi)平均溫度低于基準(zhǔn)溫度的日子，均記入采暖度弱數(shù)，可用以估算采暖能耗，并綜合對比不同地區(qū)的冷天氣溫狀況。
　　2、建筑外窗的傳熱過程
　　外窗的組成為透光材料以及框架，保溫隔熱性能窗可減少由于熱量傳遞從室外進入室內(nèi)的熱量，為透光圍護結(jié)構(gòu)。夏季的夜晚或陰天，通過透光圍護結(jié)構(gòu)的熱傳遞過程與非透光圍護結(jié)構(gòu)有很大的不同，當(dāng)室內(nèi)溫度比室外高時，最好的辦法時開窗通風(fēng)，由于透光圍護結(jié)構(gòu)可以透過太陽輻射。良好的通風(fēng)可迅速帶走室內(nèi)的熱量，而且這部分熱量在建筑物熱環(huán)境的形成過程中發(fā)揮了重要的作用，降低溫度，通過玻璃板壁的傳熱量和透過玻璃的日射輻射得熱量，對建筑節(jié)能至關(guān)重要。
　　3、舒適感對外窗節(jié)能的影響
　　室內(nèi)環(huán)境的舒適與否，很大程度上取決于室內(nèi)的冷熱，不同使用性質(zhì)的房間，取決于熱環(huán)境的狀態(tài)。在氣候良好的春秋季節(jié)，在冬季與夏季時節(jié)，對室內(nèi)熱環(huán)境有不同的要求;因為室外氣候狀況不良，只要人在室內(nèi)工作與生活，并通過建筑的周圍壁體進入室內(nèi)，間接地影響室內(nèi)的氣候。熱舒適是指人對環(huán)境的冷熱程度感覺滿意的狀態(tài)，對人體產(chǎn)生不適影響。熱舒適不僅是保護人體健康的重要條件，室外氣候?qū)κ覂?nèi)熱環(huán)境的影響，也因建筑設(shè)計的好壞而產(chǎn)生相當(dāng)大的差異，而且也是人們正常工作、生活的保證。
　　建筑外窗的節(jié)能設(shè)計
　　1、建筑外窗的阻熱原理
　　按照窗框的材料不同，按照窗戶的開啟方式有平開窗、推拉窗、平開下懸窗等。窗戶的總熱阻公式為：
　　窗的傳熱系數(shù)K值關(guān)系式：
　　建筑外窗的節(jié)能首先需降低窗的傳熱系數(shù)，由以上公式可知，當(dāng)窗框的傳熱系數(shù)較小時，窗戶有較小的傳熱系數(shù)，窗玻璃與窗框的傳熱系數(shù)越小越好; 隨著其面積比率的增大，窗框的傳熱系數(shù)較大時，其所占面積越小越好，窗戶傳熱系數(shù)有減少的趨勢。
　　2、建筑外窗框的節(jié)能設(shè)計分析研究
　　主要窗框材料的導(dǎo)熱系數(shù)、密度如下表。
　　表1 主要窗框材料的導(dǎo)熱系數(shù)、密度比較

材料	鋁	鋼材	玻璃鋼	松、杉木	PVC	空氣
導(dǎo)熱系數(shù)W/m·k	174	58	0.50	1.17~1.75	0.13~0.29	0.04
密度Kg/m3	2700	7800	1780	300~400	40~50	1.20

　　從表1可以看出:材料中木材、PVC材料、玻璃鋼的傳熱系數(shù)小，玻璃鋼是一種新型材料，住宅建筑中比較成熟的首選材料是PVC塑鋼框。
　　3、建筑外窗玻璃節(jié)能分析與研究
　　窗玻處的節(jié)能設(shè)計主要有玻璃的保溫節(jié)能及太陽輻射節(jié)能，目前我國采取的單框雙玻窗構(gòu)造絕大部分是簡易型的，單層玻璃的熱阻很小，幾乎就等于玻璃兩個表面換熱阻之和，很難保證外層玻璃的內(nèi)側(cè)表面在任何階段都不形成冷凝。雙玻形成的空氣間層并非是絕對密封的，所以通過窗戶的熱流很大，使得整個墻面的保溫節(jié)能效果相對減弱。中空玻璃是以兩片或多片玻璃，利用雙層窗或雙層玻璃，以有效的支撐均勻隔開，利用能發(fā)射紅外線的玻璃或利用貼有反射紅外線的合成樹脂薄膜的玻璃，在窗型的設(shè)計中應(yīng)該在構(gòu)造上提供容易擦抹玻璃內(nèi)側(cè)表面和下方框扇部位的功能，通過設(shè)置空氣間層提高窗玻的保溫能力，而且一般不作干燥處理。
　　中空玻璃氣體間層的厚薄與熱阻的大小有著直接的聯(lián)系。在玻璃材質(zhì)、密封構(gòu)造相同的情況下，當(dāng)氣體間層厚度小于9 mm時，氣體間隔層越大，其熱阻也越大，其傳熱系數(shù)值基本成線性下降，對應(yīng)的玻璃傳熱系數(shù)K值就越小。但當(dāng)間層厚度達到一定程度后，其熱阻的增長率就很小了，當(dāng)厚度大于13 mm后，其傳熱系數(shù)的減少已經(jīng)變得很平緩了。因為當(dāng)氣體層厚度增加到一定程度后，增加玻璃的層數(shù)會降低太陽輻射透過率，如果要進一步提高玻璃的保溫性能可以采用增加空氣層數(shù)量的辦法，從而降低了氣體層增厚對熱阻增加的影響。通常情況下，中空玻璃的空氣層厚度不會超過12mm，因此應(yīng)綜合考慮太陽得熱和增加熱阻兩方面因素，確定玻璃層數(shù)。
　　4、提高外窗氣密性，減少滲透耗熱量
　　外窗存在墻與框與玻璃之間的裝配縫隙，產(chǎn)生內(nèi)外空氣交換，房間的氣密程度影響其換氣次數(shù)。通過窗戶縫隙的空氣滲透量過大，窗的氣密性不好，就會導(dǎo)致熱耗增加，空氣滲透量小，則房間的換氣次數(shù)就比較少。節(jié)能率隨換氣次數(shù)的改變變化很大，外窗的氣密性不好，冷風(fēng)或熱風(fēng)的滲透，使冬季、夏季的能耗均會上升。在滿足房間衛(wèi)生條件的前提下，在保證人對新鮮空氣需求量的范圍內(nèi)，減少換氣次數(shù)可以達到較好的節(jié)能效果。
　　結(jié)語
　　我國西南地區(qū)寒冷地區(qū)氣候特點冬季較長且寒冷干燥，氣溫年較差較大，日照較豐富。窗戶是耗熱量較大的構(gòu)件，是節(jié)能的重點部位，改善室內(nèi)溫度，使室內(nèi)換氣量合理，外窗的節(jié)能可提高外窗的保溫隔熱性能，滿足人體需求，在減少能源消耗的同時，改善窗戶內(nèi)表面溫度，提高室內(nèi)熱舒適程度和視覺舒適程度，控制空氣滲透，改善住宅的品質(zhì)。
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