一、前言
早在20世紀(jì)70年代,建筑節(jié)能概念就被正式提出。建筑節(jié)能的核心是減少建筑耗能,提高建筑設(shè)計(jì)和使用過程的能源綜合利用效率。當(dāng)然,建筑節(jié)能的前提是以不影響人們感覺舒適度為條件,即室溫在冬季不低于18℃,夏季不高于26℃。隨著時間的推移,我國建筑能耗的總量逐年上升,在能源總消費(fèi)量中所占的比例已從20世紀(jì)70年代末的10%,上升到近年的27.45%,而發(fā)達(dá)國家的建筑能耗一般占全國總能耗的33%左右。有關(guān)研究顯示,隨著城市化進(jìn)程的加快和人民生活質(zhì)量的改善,我國建筑耗能比例最終還將上升至35%左右。如此大的比重,建筑耗能已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軟肋。
二、提高窗框的隔熱性能
型材的斷面形式是影響門窗密封性能的重要因素之一??虿粌H是門窗的支撐體系,而且是塑料窗整體傳熱重要部件之一,所以在門窗的框型材設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮框的受力和傳熱系數(shù)兩方面因素。由此門窗框型材設(shè)計(jì)上有單腔、雙腔、多腔之分,單從保溫角度看,型材斷面最好設(shè)計(jì)為多腔型材,腔壁垂直于熱流方向分布。型材內(nèi)的多道腔壁通過封閉空腔起到多重阻隔作用,腔內(nèi)傳熱(對流、輻射和導(dǎo)熱)相應(yīng)被削弱,特別是輻射傳熱強(qiáng)度隨著空腔數(shù)量的增加而成倍減少。因而沿?zé)崃鱾鲗?dǎo)方向分割為雙腔或多腔對提高窗框的隔熱性能有利。單腔結(jié)構(gòu)和二腔結(jié)構(gòu)窗框設(shè)計(jì)已逐步淘汰,目前大多選用三腔結(jié)構(gòu)和四腔結(jié)構(gòu)的窗框設(shè)計(jì)。
三、降低玻璃的傳熱系數(shù)
玻璃是非金屬材料,雖然它的導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.8W/(m2·K)-1.0W/(m2·K),遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬,但由于玻璃厚度一般為3mm~6mm,自身熱阻非常小,幾乎可以忽略不計(jì),因此降低玻璃的傳熱性能是改善PVC-U塑料窗保溫性能的重要途徑之一。玻璃面積約占整窗面積的60%~70%,由于不同玻璃的傳熱系數(shù)差別很大,因此設(shè)計(jì)不同保溫性能的建筑外窗應(yīng)選擇不同傳熱系數(shù)的玻璃。窗戶玻璃由單玻變成雙玻。
事實(shí)上,玻璃保溫性能的提高并不是玻璃厚度增加的緣故,而是兩?;蛉Vg形成的密閉空氣層具有良好的保溫性能;由于密閉的空氣層具有一定的熱阻,但是它是隨著空氣層厚度的改變而變化。
玻璃鍍低輻射膜可以大大降低玻璃之間的輻射傳熱,試驗(yàn)證明,中空玻璃帶輻射膜(或其中一塊玻璃鍍膜)后,中空玻璃的熱工性能可以得到明顯改善,傳熱系數(shù)達(dá)到3.0W/(m2·K)-3.1W/(m2·K)。即在熱室冷室溫度分別為18℃和-20℃的試驗(yàn)條件下,里層玻璃內(nèi)表面的溫度由4℃上升到9℃,用空氣厚度為12mm的低輻射中空玻璃制作成的PVC-U塑料窗(單塊玻璃鍍膜),傳熱系數(shù)可以降低到1.7W/(m2·K)~2.0W/(m2·K),基本上可以滿足我國北方嚴(yán)寒地區(qū)的保溫要求。
中空玻璃周邊鋁隔條是熱的良導(dǎo)體,使中空玻璃周邊傳熱強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中部,這就是在嚴(yán)寒冬季常出現(xiàn)中空玻璃內(nèi)表面周邊結(jié)露現(xiàn)象的內(nèi)在原因。所以技術(shù)要求中空玻璃安裝時,鋁隔條應(yīng)盡量埋在門窗型材的溝槽內(nèi),使鋁隔條處內(nèi)外玻璃表面不暴露在空氣中,以減少或消除鋁隔條內(nèi)層玻璃表面結(jié)露。中空玻璃鋁隔條長度與中空玻璃面積之比愈大,鋁隔條傳熱所占比重愈大,越不利于中空玻璃的保溫性能。現(xiàn)在國內(nèi)外許多公司開始生產(chǎn)暖邊中空玻璃,從根本上消除了普通中空玻璃內(nèi)表面周邊結(jié)露現(xiàn)象。
四、提高門窗氣密性能
門窗的密封性能與它的氣密性能有密切關(guān)系,氣密性能差的門窗,通風(fēng)熱損失大。平開窗通常為兩層密封結(jié)構(gòu),中間形成一個空氣保溫腔,三層密封的平開窗有效阻止空氣滲透,保溫性能優(yōu)于兩層密封。
目前密封性能好的密封就屬I-ECO包覆式密封條他是由高回彈PU(聚氨酯)發(fā)泡料、外包覆PE(聚乙烯)膜、<內(nèi)有PP(聚丙烯)支撐骨架>組成;高回彈PU發(fā)泡料具有超高的回彈性,低于10%以下的壓縮變形,有效的保證了門窗長期的密封性;外包覆PE膜大大延長了產(chǎn)品的使用壽命、豐富的顏色選擇使得外觀華麗新穎;PP支撐骨架起到產(chǎn)品的安裝固定、有效防止產(chǎn)品收縮。本實(shí)用新型具有:無毒環(huán)保、隔音降噪、20年超長使用壽命、保溫節(jié)能、-40℃至90℃的超寬環(huán)境使用范圍、通過50萬次的疲勞試驗(yàn),產(chǎn)品卓越的物理性能在長期使用過程中,保持門窗的密封性能。
五、合理設(shè)計(jì)窗框比
窗框比是影響窗戶保溫性能的因素之一。它與窗的立面設(shè)計(jì)、表面面積和窗面積有關(guān)。因而必須設(shè)計(jì)合理的窗框比,才能很好地控制窗框的感熱面和傳熱面,達(dá)到預(yù)期的保溫效果。在滿足其他使用功能的前提下,窗立面不應(yīng)分割太碎,一般窗框比應(yīng)控制在25%~35%左右。
鑒于我國是一個能耗大國,能耗的增量和增速隨著社會的發(fā)展也會愈來愈快,節(jié)能勢在必行,節(jié)能工作已成為我國的重要產(chǎn)業(yè)政策。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,對建筑門窗的使用功能和裝飾效果要求會更高,因此提高門窗密封性已成為門窗行業(yè)的創(chuàng)新重點(diǎn),從以上的分析可以看出,塑料窗節(jié)能改進(jìn)的突破口還有許多,所以設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)新型節(jié)能資料窗是今后的一個主攻方向;設(shè)計(jì)、研究、開發(fā)新型節(jié)能塑料窗生產(chǎn)工藝、安裝技術(shù)、材料選購也是將來的關(guān)注重點(diǎn)。