节能窗的研究与应用

第32卷第10期建筑技术ol.32No.10Architecture Technolo6732窗的节能措施节能窗的研究与应用减小渗透量2,1.1设置密闭条朱文鹏设置密闭条是达到气密、隔声的必要措施之一。采用这种措施有的往往摘要∶窗在建筑能耗中占有较大的比例,采取合理的窗墙面积不能取得较佳效果其原因一是密闭条比、减少渗透量和传热量等节能措施,可有效地降低建筑能耗。在进行采用注模法生产断面尺寸不准确且不节能经济评价时应从节煤量、节能投资、节能收益和节能投资回收期等稳定,橡胶质硬度超过要求;二是型材方面作综合评价断面较小,刚度不够,致使执手部位缝关键词:节能窗漣筑能耗渗透量传热量隙很窄而在窗扇两端部位形成较大缝中图分类号:TU111.195文献标识码:A文章编号隙。随着钢窗型材的改进必须生产并1000-4726(2001)10-0673-03采用具有断面准确、质地柔软、压缩比较大、耐火性较好等特点的密闭条RESEARCH AND APPLICATION OF ENERGY SAVING WINDOWS2.1.2密闭系数的确定和应用ZHU Wenpeng建筑物由门窗缝隙渗入的冷空气量是由门窗两侧所承受的风压差和热Abstract Windows take a greater weight in building energy consum压差决定的,其影响因素很复杂,一般tion. Adopting reasonable window -wall ratio, decreasing volume of os-风压差和热压差与建筑物的形式、门窗mosis and heat transmission togetwith similar energy saving measuresmay effectively decrease building energy consumption. When making energy所处的高度和朝向及室内外温差等因saving economic assessing, comprehensive assessment shall be made in the素有关perspective such as saved coal quantity, saved investment, energy saving根据《建筑外窗空气渗透性能分级rofit and investment recoverable period,etc及其检测方法》(GB7107-86),对某Key words: energy saving; window; building energy consumption;os-窗型测出的空气渗透量是根据统一的motic volume heat transmissive volume标准,对该窗气密性进行评价的数据,显然不能直接在具体建筑窗户渗透量幢建筑(以北京地区六层、四单层钢窗的节能措施显然是不恰当的。计算中使用。元组合体的80住2-4通用住宅为例在冬季采暖季节由于窗玻璃所具然而我们可以把采取加强气密性中各部分能耗量在总能耗中所占比例有的透明性,在太阳辐射作用下,使建措施的各种窗型测出的气密性数据与为:通过围护结构的传热量约η%,其筑能获得一定的自然能源并使围护结未加密闭处理的窗型(一般窗缝构造)中通过外墙的传热量24%,屋顶和地构的热能耗量有所减少,因此,应该有气密性数据相比,求出密闭系数,然后面共占10%,窗户的传热量占22%,略一个合理的窗墙面积比使窗户的各项在工程计算中对处于不同朝向、高度等低于外墙但把通过窗户的传热量与空功能得以充分发挥。根据地区气象数条件下的窗户通过密闭系数来解决窗气渗透量(28%)相加则约占建筑全部据,在进行了大量的热平衡计算分析户渗透量计算问题(表2)耗热的50%,可见窗户在建筑能耗中后部颁标准《民用建筑节能设计标准》占有较大的比例有必要对窗的节能技(JGJ26-95)对居住建筑作了东西南北表2GB7107-86规定的空气渗透性术认真加以研究。四个朝向窗墙面积比的规定北京地区等级1ⅢⅢⅣV1窗墙面积比的确的实施细则在此基础上又增加了四个(压力差=≤0.5≤1.5≤2.5≤40≤6.010Pa)窗在建筑中除需满足房间的采光、朝向的规定(表1)。通风等功能要求外还作为围护结构的根据国家规定的检测方法,测得一部分担负保温或隔热作用。然而阖表1不同朝向的窗墙面积比般窗缝构造渗透量约为4.5m3/(m·h)的热阻比外墙小得多单层钢窗传热系窗墙面积比在密闭系数测算中取4.5m3/(mh),数6.4W/(m2·K),约为490mm厚砖西南为趋于安全和计算方便建议密闭系数墙传热系数的5倍;约为620mm厚砖取值见表3。墙的6倍。可见在外围护结构节能措施窗墙面积比系指窗户洞口面积与中只考虑减少外墙的能耗而忽略对单面单元面积的比值,房间立面单元面中国煤化工数的建议值间层高与开间定位线围成的面积;CNMHG密闭系数建议朱文鹏,1923年1月生,江苏宝山人,北京市建②若窗墙面积比超过表中规定,则应调整分级密刚尔蚁测算取值Ⅲ级筑设计研究院教授级高级工程师004外墙或屋顶等围护结构的传热系数,使建筑l级1.5/4.5=0.333收稿日期:2001-05-29物耗热量指标达到规定要求I级0.5/4.5=0.111建筑技术第32卷在建筑设计时应采用气密性良好材料及干燥裝置等造价很高目前国内表5不同高度窗的传热系数附加率的窗户(包括阳台门)其气密性等级在一般建筑采用不多仅用于一些标准较1~6层建筑中不应低于Ⅲ级水平;在高的建筑中。楼层传热系数K楼层附加率/%传热系数附加率/%7~35层建筑中不应低于Ⅱ级水平2)加强框扇型材部分保温一是8-15北京市建筑设计研究院现已编制可采用热导率小的材料截断金属框、扇出7~30层住宅按缝隙长度计算的普形型材的热桥(已用于一些铝合金窗4193通钢窗冷风渗透量|m/(m,h)],有中效果较好)二是利用空气层截断钢以上4楼梯间不采暖″和楼梯间采暖″等多窗框扇的热桥(如目前应用的双樘串联注气象条件为室外风速3m迎风面组数据(表4)。钢窗);三是采用复合型框扇(如钢塑2.2减小传热量型、钢木型、木塑型等);四是采用低导用小于3.5W/(m2·K)2.2.1保温措施热材料的框扇材料(如塑料)等3节能经济评价改善窗户的保温性能需解决镶嵌2.2.2通过双玻间距、框扇百分比与在建筑中应用的节能窗型一个重要材料(玻璃)和窗的框、扇型材两部分。传热系数的关系曲线进行能耗分析问题是节能窗可比20世纪80年代住宅(1)镶嵌材料部分保温性能的提几年来,北京地区一些设计、科研通用设计中的窗省多少煤耗,每个供暖高主要利用两层玻璃中间的空气层热单位与门窗生产厂进行了节能型门窗期可省多少采暖费用,以及因采用节能阻较大的原理。双层窗和单层双玻璃窗的设计和研制工作已经推出了一批具窗多投资部分在多长时间内可以回收。均利用这个原理仅空气层的厚度有所有批量生产条件的节能窗并通过评估3.1评价依据不同。一般空气层厚些热阻较大然而确认了一些产品。在节能窗型中有钢(1)依据《民用建筑节能设计标在单层双玻璃窗中的空气层不易取得框扇形,也有塑料框扇形和复合框扇准》(JC』26-95)的有关规定较大厚度。目前我国采取的双玻构造,形。提出的保温性能指标(整窗传热系(2)依据北京地区1992年开始绝大部分是简易型的其间一般不做干数)可以反映镶嵌材料双玻间距、框扇的房地产管理局进煤价格、采暖费用燥处理使用时很难保证外层玻璃旳內材料材质、框扇百分比和构造等因素缐指标。侧表面任何阶段均不形成冷凝同时也合保温性能32节煤量△Q煤无法保证灰尘绝对不进入内部空间。因2,2.3高层外窗传热系数附加率△Q煤[kg标准煤/(m·年)按外窗此在设计和制造中应该尽量解决上述关于日照影响外窗在不同方向的传热系数差(K0输)计算问题。修正系数已有规定。因高层风速增加4Qq、△o维含(1-t)Z×24(1)密封中空玻璃构件是国际上流行对外窗传热系数应给予附加。表5为单e×n1×7的第二代产品国内目前已引进并建成玻窗与双玻窗位于不同高度时传热系式中△K0合—外窗采用节能措施前了不少生产线。这种产品由于密封空间数的附加率后综合传热系数(包括渗透耗热当量传内装有一定量的干燥剂在寒冷季节空例双玻窗K。=3.5W/(m·K),热系数在内)差w/m,K)间内的玻璃表面温度虽然较低但仍可处于北京地区迎风面若位于第13层建筑内部气温(℃)取16℃不低于其中干燥空气的露点温度。这样则K。×1.01=3.54W/(m2K),位于t——室外气温,采暖期日平均气就避免了玻璃表面结露从而保证了窗第25层,则K0=3.5×1.03=3.61W/温(℃)取-1.6℃户的洁净和透明度。由于空气层是密(m2K)。Z——采暖期天数,北京地区为,使北京地区实施细则中规定:窗户传126(d)稳定状态。由于工艺复杂采用的密封热系数不宜大于4.0W/(m2K):般选9—媒的热值,标准煤取8.14表4冷风渗透量[m3/(mh)室外管网输送效率取0.9锅炉效率取0.668类型总层数向系数2346789012131415167183节能投资/(元北140404040409南1.000p5.5节能投资系指外窗采取节能措施后6161.6.61.61.6所增加的费用减去因节能而节省的供暖有0.40.4.4住采设备费用。北5.0.0.06.0.005.04.54.54.54.54.55.005.05.0宅暖18南12.0b.o,0s1soo00s00.21.01.0.01.01.0.01.0.00.90.90.9.90.91.01.01.0中国煤化工南0.20.4,41.47.3.3b.20.20.20.10.1CNMHG前后造价(元m的供暖设备投资和相注①一般窗缝构造钢窗密闭系数为1。②采用空气渗透性Ⅰ级窗密闭系数取0.2;级窗密闭系数取0.4应的土建费用(元/m3),B值可按3.03③表中只列了北向和南向数值其他朝向数值未列入表内ΔK。综概算。2001年第10期节能窗的研究与应用6753.4节能收益A[元/(m·年)K。综含=K。×ε平均+当量传热系数(3)节能收益节能收益为外窗采取节能措施后,K。当(6)A=(7.3-2.79)×17.6×126×每个供暖期所节省的包括燃煤在内的供式中ε平均—平均方向修正系数,取暖费用。各朝向,并按有阳台、无阳台等情况下000×8140×0.66×0.9A=△K综合(1-tn)Z×24不同修正系数的平均值,经计算取=26.84[元/(m2·年)(4)节能投资回收期(动态法)0.6。Ko当=面积)×温差()(7)n’=126.84渗透耗热量()26.84式中a——标准煤价格,根据北京市0.0+g1+0.09)房管部门购煤价格折算成标准煤价格式中Q潜=V平均 Balp×△(8)=1.5(年)180元式中V平均)—平均渗透量,取建筑各4节能窗工程应用效果使用1t煤需要的运行费及层、各朝向的均值[m3/(mh)],对7层1989年底,北京市节能示范小区维修更新费北京地区每平方米建筑面建筑计算为2.15安苑北里北区建成了采用节能双玻璃积运行维修更新费按10.1元/m2计算B——密闭系数窗的小学工程。1990年1月北京市建为360.7元/缝长(m)筑设计研究院研究所对位于三层北向3.5节能投资回收期n、n'(年)空气密度(kg/m3);教室的节能窗(保温性能为K。=3.41回收期的含义即采取节能措施后△——室内外温差(℃)。W·m-2·K-1,空气渗透性Ⅱ级)进行多支付的基建费用可在这个期限内,从例:在7层建筑中采用级窗(渗了温度实测。在同一教室内把另一樘少支付的供暖费用中得到补偿透),经计算对比窗的渗透耗热量Q双玻窗的子扇打开形成双玻窗与单玻回收期131W,节能窗的渗透耗热量Q窗同时测试。从双玻与单玻两窗的昼静态法}=26.2W夜温度曲线图反映出双玻璃窗的节能回收期效果十分显著。=kgn_÷g(1+i)(5对比窗K。综會=6.4×0.6+从24h平均温度看,(1)双层玻璃式中产节能贷款年利率取%。2.16X17.6=73w/(m,K)窗里层玻璃内表面温度高达13.7℃,3.6有关参数的取值和计算方法节能窗K。综會=3.5×0.6+已经高于此教室外墙内表面温度例:窗型为宽ⅹ高=1.47m×1.4726.20.7℃,且仅低于室内温度3.2℃,远远缝长l=9.8m2.16×17.6279W/(m2·K)小于室温与外墙内表面温度不得大于表6列出两种窗型的传热系数经计算得6℃的规定(外墙作法为三七砖墙內抹W/(m2·K)]和密闭系数(1)节煤量28πm厚珍珠岩保温砂浆);(2)两层玻表6两种窗型的传热系数和密闭系数△0a=7.3-2.79)×17.6×126×248140×0.9×0.66璃内外表面温差达9.65℃;而单玻内传热系数K0=49.6kg标准煤/(m2·年)外表面温差只有2.45℃;(3)两玻之间WAm:)密闭系数(元m(2)节能投资有4根导线出入使两玻空气层的密闭对比窗=(130-80)-3.03(7.3-2.79)性受到一定影响因此认为正常使用时节能窗30.2(级窗)4(Ⅱ级窗)130=36.3(元m)的实际热阻将较大些效果会更好些v,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,封面说明深圳市少年宫工程是由深圳市政府投资兴建的大型公共文化设施,建筑面积5893m,由深圳宗灝建筑师事务所设计。萁中石材幕墙装饰工程由深圳市安建装饰设计工程有限公司凭借其先进的蝶形背栓专利技术(专利号ZL.348919.1)、优质的设计施工质量中标设计和施工深圳市安建裝饰设计工程有限公司是深圳市最早的专业石材幕墙公司之一现有设计、施工等各类高、中级专业技术人员35人安装工人300人,其经营范围是詟类石材幕墙工程的设计施工。蝶形背栓专利技术是由该公司经长期的实践和缐合研究中外各种类型的干挂技术结合施工现场的实际情况所发明的一种新型石材干挂施工技术蝶形背栓专利技术与其他干挂法相比有其独特的优越性:()安装施工既快又方便,平整度寳易控制,不再因石材供货和安裝次序以及外墙的各种客观条件影响进度,至少可缩短三分之一的工期;(2)板材的支撑受力分布比较均匀(毎个蝶形挂件承担相同的力);(3)该技术系统弹性好、抗风压和抗建筑物的位移效果好:(4使用该系统可方便地更换破损石材便于石材幕墙的维护保养;(5采用幕墙铝型材(热镀锌或耐候型钢)和不锈钢五金挂件抗腐蚀性能良好增加了石材幕墙的耐久性6使用该技术石材等蔆饰板的厚度最薄可至10m堿小了建幕墙装饰又便于其防水和保温工程的施工。公司宗旨拟质量服务求生存,以科技创新求发H中国煤化工适用于开放式石材CNMHG深圳市安建装饰设计工程有限公司全体同仁向建筑界朋友们学习致敬!公司地址深圳市上步中路深勘大厦1617-1620室联系人獎孝运谭丽平邮编“18028联系电话:(0755)37560083755431传真:0755)375