高層住宅外門窗節(jié)能技術(shù)分析

文/陳思伊 重慶天舟建筑有限公司 重慶 401520

高層住宅外門窗節(jié)能技術(shù)分析

文/陳思伊 重慶天舟建筑有限公司 重慶 401520

習(xí)近平總書記在杭州G20峰會開幕式講話中提出推進(jìn)綠色發(fā)展，我們所處的是一個高樓林立的現(xiàn)代化社會，高層建筑是人們工作和居家生活的主要場所，外門窗節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用無疑是實現(xiàn)綠色環(huán)保的關(guān)鍵途徑，本文就該技術(shù)的要點、材料以及新能源的利用幾方面展開分析。

高層；外門窗；節(jié)能技術(shù)；分析應(yīng)用

據(jù)2014年我國統(tǒng)計局發(fā)布的建筑數(shù)據(jù)統(tǒng)計，門窗面積在年度總竣工面積中所占的比例高達(dá)2/5，門窗耗能在總建筑耗能中所占比例將近1/3。由此可見，若要更好地實現(xiàn)建筑節(jié)能，就要從門窗節(jié)能著手做起。與普通門窗不同，高層建筑用節(jié)能門窗有嚴(yán)格的規(guī)定：節(jié)能指標(biāo)不能低于我國現(xiàn)行節(jié)能建筑的1/2，而且要具備空氣滲透、保溫等功能。建筑師們在設(shè)計中首先要擴大建筑采光面積，然后又不能失去現(xiàn)代高層的高雅美觀，更要滿足市民的藝術(shù)審美，故而要對外門窗的隔音、采光等技術(shù)提出更高的要求。

1、高層住宅外門窗設(shè)計要點

外門窗的設(shè)計主要有兩個原則：控制成本和節(jié)約能源。面積相同、朝向相同的門窗和外墻，前者的傳熱系數(shù)總會大于后者，窗與墻的面積比例越大，采暖所需要的耗能熱量就會越大。所以，在充分保證門窗的通風(fēng)性和采光度良好的前提下，應(yīng)該盡可能地控制窗、墻比例，合理設(shè)計保溫窗板和窗簾。換言之，窗、墻比例越小，節(jié)能效果就越好。根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c、住宅區(qū)的周邊環(huán)境等因素，從朝向、面積、通風(fēng)性三個方面應(yīng)用節(jié)能技術(shù)。

1.1 南北朝向設(shè)計：根據(jù)相關(guān)住宅建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，從南偏東30°從南偏西30°為“南向”。若住宅建筑的朝向角度大于“南向”，那么原先在南向的外門窗就會成為“西向”或者“東向”，最終的結(jié)果極有可能會提高外門窗的遮陽系數(shù)、傳熱系數(shù)，造成能源浪費。

1.2 窗與墻的面積比例：高層住宅的節(jié)能設(shè)計，為了達(dá)到相關(guān)規(guī)范中的要求標(biāo)準(zhǔn)，在實際的施工設(shè)計中，難免要稍微調(diào)整窗墻比例，要么將實腹門置于北向陽臺的外門位置，要么就是調(diào)整外門窗的大小尺寸。為達(dá)到保溫效果，實腹門的填充材料通常會選擇玻璃棉、巖棉等，高度在80cm～90cm上下。

1.3 通風(fēng)性設(shè)計：高層住宅的總能耗當(dāng)中，風(fēng)能的消耗占據(jù)了很大比例，因此外門窗的設(shè)計，應(yīng)充分考慮季節(jié)因素，在夏季或者秋冬換季時節(jié)提高空氣在室內(nèi)的交換次數(shù)，既能降低空調(diào)負(fù)荷，又能改善室內(nèi)空氣環(huán)境。

2、高層住宅外門窗的節(jié)能材料

2.1 鋁合金的節(jié)能性能

鋁門窗在節(jié)能方面有著突出的優(yōu)勢：強度高、可回收利用、框玻小、施工簡單、便于使用、外形美觀，而且不會燃燒，可安全地與建筑防雷設(shè)施連接。因此，鋁合金是外門窗框料的最佳節(jié)能材料。最普通的鋁合金框料已經(jīng)能大幅降低外門窗的熱耗能，它的傳熱系數(shù)約為5.9kW/（m2·K），但是在冬天，由于室內(nèi)外溫差，普通鋁合金門窗極易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。而斷熱鋁合金則不會有門窗結(jié)露現(xiàn)象，它不僅具備普通鋁合金的所有優(yōu)勢，而且技能性能也有了很大提高，傳熱系數(shù)小，通常不會超過2.2 kW/（m2·K）。

2.2 外門窗的節(jié)能玻璃

①普通中空玻璃：和斷熱鋁合金材料組合后節(jié)能效果非常理想，傳熱系數(shù)在3.0～3.2 kW/（m2·K）之間。但在實際施工中，需要根據(jù)住宅房間的朝向來定，東西向起居室就不宜使用中空玻璃，因為在冬天采暖環(huán)境下，玻璃的“中空”部分的傳熱系數(shù)非常低，容易讓采暖能耗提高。

②Low-e鍍膜玻璃：有高透光型與低透光型兩種，前者遮陽系數(shù)sc超過0.6，太陽能透射比與可見光透射比相對較高，中空部分傳熱系數(shù)在1.8 kW/（m2·K）。后者遮陽系數(shù)sc在0.3上下，太陽能透射比與可見光透射比非常低，中空部分傳熱系數(shù)與前者相同，遮陽效果好，因此又被人們稱為遮陽Low-e玻璃。但是Low-e玻璃不宜在夏熱冬冷的南向居室安裝，一旦采暖不當(dāng)就會增大空調(diào)能耗，在設(shè)計中應(yīng)采取外遮陽措施降低傳熱系數(shù)，以達(dá)到節(jié)能效果。

③吸熱玻璃：單片玻璃的遮陽系數(shù)在0.7上下，大約可吸收60%的太陽輻射透熱量，但吸熱玻璃的隔熱功能較差，傳熱系數(shù)并沒有太大改善，所以不宜在上海、浙江、安徽等日照較強的地區(qū)使用。

④氬氣中空玻璃：成本低，是國外高層建筑常用的技能材料，而且能夠與Low-e等節(jié)能技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，但要處理好使用過程中的泄漏現(xiàn)象，密封性較強的氬氣中空玻璃每年的泄露率不會超過0.5%。

⑤熱反射玻璃：在冬季濕冷但又沒有暖氣設(shè)備的地區(qū)，就需要借助陽光來提高室內(nèi)溫度，但是熱反射玻璃并不適用于寒冬地區(qū)，因為它會將太陽輻射熱阻隔在外，從而提高冬天室內(nèi)采暖能耗。

3、新能源在高層住宅中的開發(fā)利用

3.1 地?zé)?/p>

地下水溫度恒定，幾乎不會受到季節(jié)影響，冬天可作為與深水層交換熱量的中間介質(zhì)，提取地?zé)崮苡糜谑覂?nèi)采暖，夏天也可用來降低室內(nèi)溫度。蘊藏在土壤中的熱能溫度不高，普通的熱泵就能完成傳輸過程，無需消耗其它熱力，故而可提高地能熱泵的能源利用率。應(yīng)用該技術(shù)實現(xiàn)室內(nèi)制冷或者采暖，既節(jié)省了成本又節(jié)約了能源，而且操作簡單，不會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，是致力于節(jié)能研究的設(shè)計師們廣泛關(guān)注的一種技術(shù)。

3.2 太陽能

太陽能是節(jié)能環(huán)保效果最好的自然能源之一，被愈來愈廣泛地應(yīng)用于高層住宅建筑中，比如眾所周知的太陽能熱水器就是一個偉大的節(jié)能設(shè)計創(chuàng)舉。充分利用太陽能為高層用戶提供熱水，經(jīng)濟實用性強，同時又節(jié)省了許多供熱燃燒資源，此外，通過設(shè)施設(shè)備實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)換和傳遞的研究也已取得重大進(jìn)展，太陽能不僅可為人們提供家用熱水，還能提供室內(nèi)供暖。利用太陽能光伏電池可以將太陽能儲存起來，然后轉(zhuǎn)化為電能，但是因為技術(shù)成本很高，需要大量的資金投入才能實現(xiàn)該項技術(shù)。因此，太陽能光伏電池的使用范圍并不廣泛，也并不適宜普通高層住宅。

結(jié)語：

社會發(fā)展進(jìn)程越快，對能源的需求量就越大。作為最大的發(fā)展中國家，我國的建筑能耗已成為急需解決的重大問題，節(jié)能減排勢在必行。只有在積極利用新能源的基礎(chǔ)上，將其與先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)相結(jié)合，才能保證我國在綠色環(huán)保發(fā)展道路上取得可喜成果。

[1]王蓉,王勝.高層住宅外門窗節(jié)能技術(shù)淺析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2015,(26):1766.

[2]湯津.高層住宅外門窗節(jié)能技術(shù)淺析[J].門窗,2015,(5):38,53.

[3]杜昕.高層住宅門窗設(shè)計體會[J].建設(shè)科技,2015,(11):85-86,90.

[4]黃曲.探討現(xiàn)代高層住宅工程中新型節(jié)能環(huán)保材料的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）,2011,(22).