基于門窗視角下的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)探討

安 玉 英

(河北工程大學(xué)，河北 邯鄲 056038)

1 概述

門窗是建筑結(jié)構(gòu)中非常重要的組成部分，是進(jìn)行室內(nèi)外連接的關(guān)鍵所在。門窗的建設(shè)要保證充足的光照要求，并且要同時(shí)滿足換氣需求、防風(fēng)需求、隔音需求和裝飾作用等，也要滿足室內(nèi)外的整體美觀。門窗不單單是調(diào)節(jié)室內(nèi)外環(huán)境舒適度的主要工具，同時(shí)也是促進(jìn)建筑節(jié)能發(fā)展的重要途徑。節(jié)能門窗的發(fā)展，也賦予了門窗行業(yè)嶄新的定義。建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的一些主要的傳熱部件及相應(yīng)的系數(shù)(見表1)，從中能夠發(fā)現(xiàn)，門窗所損失的能量是墻體的近5倍，是地面熱量損失的20多倍，總的來說要占建筑圍護(hù)部件總耗能的40%～50%之間[1]。所以，門窗盡管在建筑中的所占比重比較小，但是在建筑節(jié)能方面卻有著非常重要的意義，換句話來說，門窗節(jié)能對建筑節(jié)能具有極大作用。

表1 一般建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的傳熱系數(shù) W/(m2·K)

根據(jù)我國統(tǒng)計(jì)局在2012年所公布的數(shù)據(jù)信息顯示，在2012年中，我國的房屋竣工面積總數(shù)為9.94×108m2。如果按照門10%，窗戶20%的所占比來進(jìn)行計(jì)算，那么門窗的建筑面積總數(shù)是竣工面積總數(shù)的30%，初步估算當(dāng)前我國門窗市場為3×108m2。并且伴隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，門窗市場將會(huì)以每年平均11%的增長速度在不斷的遞增，而中國也將會(huì)在未來成為世界最大的門窗市場。從建筑能耗的角度來說，在當(dāng)前我國400×108m2的既有建筑中，其中有90%以上的建筑都屬于高耗能建筑，預(yù)計(jì)每年的建筑門窗能耗占建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗的1/2以上，是整體澆筑總能耗的1/4。在數(shù)據(jù)中顯示，當(dāng)前我國居住建筑的單位總能耗是西方發(fā)達(dá)國家的3倍左右，而外窗能耗超過1.5倍，此外還有3倍～6倍的門窗漏氣率等問題，所以說門窗節(jié)能對于建筑節(jié)能的發(fā)展有著非常重要的現(xiàn)實(shí)作用。采用新型的節(jié)能門窗，能夠有效的降低外窗的熱量損耗，對提升建筑整體節(jié)能有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 邯鄲市建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能門窗應(yīng)用的現(xiàn)狀

邯鄲市的氣候有著明顯的四季變化，并且冬冷夏熱特點(diǎn)非常突出，因此在這種特定的氣候條件下，建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能工作不單單需要考慮到夏季的隔熱，還需要注重冬季的保暖。筆者對邯鄲市主城區(qū)進(jìn)行走訪調(diào)研，了解到邯鄲市的建筑門窗主要以鋁合金和塑鋼材料為主。其中鋁合金門窗占總量的38%～47%之間，而塑鋼門窗則占總量的49%～59%之間。窗戶的類型主要以平開窗和推拉窗為主。從抽樣調(diào)查的數(shù)據(jù)中顯示，邯鄲市仍舊以推拉窗為主，只有極少數(shù)的辦公大樓或者是高檔建筑才會(huì)采用平開窗和上懸窗。

表2 不同類型玻璃的傳熱系數(shù)

對于建筑外窗玻璃來說絕大多數(shù)都是采用中空玻璃，在玻璃的品種方面主要是選擇中空玻璃，還有一少部分的貼膜玻璃。如表2所示，普通單層玻璃的傳熱系數(shù)最大，而Low-E中空玻璃最小[2]。因此，Low-E中空玻璃(5+12+5)塑料門窗的節(jié)能效果最好。對于玻璃幕墻來說，邯鄲市的絕大多數(shù)建筑都是運(yùn)用中空玻璃，在公共建筑方面則會(huì)采用中空Low-E玻璃。在門窗的生產(chǎn)加工方面，一些大型企業(yè)主要是通過引進(jìn)國外先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備來進(jìn)行門窗以及玻璃等材料的生產(chǎn)加工，通過先進(jìn)的生產(chǎn)線來保證生產(chǎn)質(zhì)量和效率。同時(shí)，國務(wù)院印發(fā)《“十三五”節(jié)能減排綜合工作方案》之后，諸多企業(yè)圍繞著節(jié)能減排的核心思想，針對門窗以及型材的生產(chǎn)加工進(jìn)行了創(chuàng)新發(fā)展，在這一方面也取得了顯著的效果。

3 邯鄲市建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能門窗的應(yīng)用存在的問題

3.1 生產(chǎn)節(jié)能門窗的系統(tǒng)企業(yè)較少

房屋建筑行業(yè)的全面發(fā)展對門窗行業(yè)的發(fā)展帶來了嶄新的需求，而門窗生產(chǎn)商家也猶如雨后春筍一般不斷的出現(xiàn)，生產(chǎn)的種類呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。市場無序競爭導(dǎo)致節(jié)能門窗產(chǎn)品的發(fā)展非常緩慢。只有極少數(shù)的一些企業(yè)能夠按照節(jié)能設(shè)計(jì)的要求來進(jìn)行材料以及門窗產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)，通過比較嚴(yán)密的計(jì)算來保證產(chǎn)品的質(zhì)量。不過玻璃質(zhì)量也會(huì)影響到門窗的質(zhì)量，還有不專業(yè)的隔熱鋁材生產(chǎn)商家，會(huì)影響到材料的穩(wěn)定性，這些問題都會(huì)影響到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能，導(dǎo)致相應(yīng)的隱患發(fā)生。而這些因素也嚴(yán)重的影響到了產(chǎn)品的品質(zhì)和節(jié)能作用。

3.2 門窗節(jié)能的監(jiān)管有待提高

當(dāng)前，我國現(xiàn)行的有關(guān)門窗標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定是在2007年所公布的《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》，在規(guī)范中明確的表示門窗只有符合規(guī)范上的要求才被視為合格產(chǎn)品。在對建筑門窗進(jìn)行驗(yàn)收的時(shí)候，邯鄲市一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)還無法實(shí)現(xiàn)對門窗物理性能的檢驗(yàn)，缺少相應(yīng)的監(jiān)管手段，導(dǎo)致很多工程無法達(dá)到節(jié)能的需求。對于有能力檢測的地區(qū)來說，即便是進(jìn)行了數(shù)據(jù)檢測，要求仍然無法達(dá)到，等到工程項(xiàng)目已經(jīng)完工，也就不了了之了。

3.3 建筑外窗達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能要求

在最近幾年，邯鄲市的建筑外窗主要以鋁合金、塑鋼為主，類型為推拉式。不過推拉窗的密封性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的低于平開窗，并且抵抗強(qiáng)風(fēng)的能力也比較低。因?yàn)橥评暗膬r(jià)格比較低，因此很多商家都是從成本的角度來選擇推拉窗進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來降低投標(biāo)的成本，保證中標(biāo)率。外窗節(jié)能設(shè)計(jì)工作存在很大的不足，較大原因是很多建筑設(shè)計(jì)為了迎合開發(fā)商的需求，并沒有考慮到熱工性能方面的問題，最終導(dǎo)致的外窗節(jié)能計(jì)算失敗。另外，設(shè)計(jì)師沒有完善的遮掩設(shè)計(jì)理念，無法滿足夏季遮陽以及冬季采光、自然通風(fēng)等方面的需求。

4 邯鄲市建筑設(shè)計(jì)中節(jié)能門窗的應(yīng)用問題的相關(guān)對策

4.1 加強(qiáng)門窗產(chǎn)品的科技創(chuàng)新

邯鄲市門窗企業(yè)需要堅(jiān)持和建筑節(jié)能產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整工作，同時(shí)提升監(jiān)督管理方面的工作能力，通過先進(jìn)的技術(shù)來進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，積極淘汰落后的技術(shù)和設(shè)備，提升對新產(chǎn)品、新技術(shù)以及特色產(chǎn)品的創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的全面發(fā)展。

4.2 加大政策扶持力度

在2010年取消門窗許可證制度之后，政府部門應(yīng)該完善相關(guān)的政策監(jiān)督規(guī)定，明確相應(yīng)的職責(zé)，從行業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展的角度來制定長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)，從而積極的引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級(jí)發(fā)展。另外，政府部門需要提升對門窗企業(yè)的支持力度，鼓勵(lì)企業(yè)開發(fā)新技術(shù)，提升產(chǎn)品的技術(shù)含量。通過對節(jié)能門窗的重點(diǎn)培養(yǎng)來提升整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

4.3 優(yōu)化建筑門窗節(jié)能設(shè)計(jì)

門窗會(huì)直接的影響到建筑節(jié)能，邯鄲市地區(qū)冬季寒冷，夏季炎熱，春秋氣候則比較適宜，在這一年四季中，開窗戶的時(shí)間比較多，對此應(yīng)該注重窗戶開啟的面積以及通風(fēng)狀況。從總體上來說，平開窗的面積比較大，并且具有較好的密封性，左右推拉的窗戶在通風(fēng)性方面比較好(如圖1所示)，這兩者都符合冬冷夏熱對室內(nèi)溫度的需求，也可使用選用遮陽型Low-E 膜玻璃，其透光率Tr<60%，遮蔽系數(shù) 0.3

5 結(jié)語

在我國建筑節(jié)能政策的法律推動(dòng)下，建筑設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該積極的采用新型節(jié)能環(huán)保性門窗，并且在門窗的生產(chǎn)方面要因地制宜的進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，通過多種節(jié)能技術(shù)來保證門窗產(chǎn)品的節(jié)能性。與此同時(shí)，政府部門也需要給予生產(chǎn)企業(yè)一定的科技支持，實(shí)現(xiàn)門窗節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，從而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的進(jìn)步，通過這種方式來保證建筑節(jié)能工作的實(shí)效性。

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