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摘要：现代建筑外用门窗的面积约占建筑面积的25%-30%，外围护结构的1/6，其总能耗约占建筑物全部热损失的50%。为此，门窗节能是各项节能减排措施中的重要环节，使用节能门窗也是降低建筑能耗的重要途径。
关键词：建筑外窗；节能减排；技术措施
中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
1．前言
华南植物园综合实验楼工程位于广州市天河区长湴村大坑岗地段华南植物园内，建于2009年，为六层框架剪力墙结构，建筑面积8248.8㎡，外围护节能投资79万元。其建筑外窗采用5+9A+5中空玻璃，与植物园内原办公楼单层玻璃推拉窗相比，外窗传热系数降至3W/（㎡·K）,并实现降噪10-15dB。下面本文将简要介绍外窗常采用的节能措施。
2．外窗的节能措施
2.1使用节能型窗玻璃
外窗的保温隔热性是指减少外窗的传热，提高外窗的热阻，通常用传热系数K值来表示，其值越小，保温隔热性能越好。当在玻璃中间形成空气层，如中空玻璃、三层或三层以上玻璃，其传热系数比单层玻璃小了许多，保温隔热性大大提高。玻璃的光物理性能是指玻璃对光波的透过、吸收、反射等性能。在保证室内空间采光效果的前提下，即对可见光有良好的透过率，而对能显著影响室内气温的红外光等有一定反射率或吸收率。因此，要合理选用玻璃原片，改善因为玻璃而导致的室内热环境质量问题，以达到降低采暖或空调能耗的目的。
（1）中空玻璃。由两层或多层玻璃间隔成空气间层，气层充入干燥气体或惰性气体，四边用胶接、焊接或熔接工艺加以密封而形成。目前，中空玻璃的空气间层厚度分别为6、9、12、15mm等规格。
中空玻璃具有良好的保温、隔热、隔声等性能，如在玻璃之间充以各种温射光材料或电介质等，则可获得很好的声控、光控、隔热等效果，主要用于需要采暖、空调、防止噪声、结露及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上，广泛用于住宅、酒店、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合，也可用于火车、汽车、轮船的门窗等处。
中空玻璃比平板玻璃的热传热系数低得多，这是由于在中空玻璃中有一层静止空气或其他高热阻气体间层，空气的导热系数比玻璃的导热系数低得多，因而极大地提高了中空玻璃的热阻，即隔热保温性能。通常，这个空气间层的厚度在4-20mm可产生明显的阻热效果。在此范围内，随空气间层厚度增加，热阻增加，当空气厚度大于20mm以后，热阻的增加趋缓。在现有产品中，大多取6mm和12mm两种间层厚度。另外，这种空气间层的数量越多，保温性越好。
（2）镀膜玻璃。镀膜玻璃是在普通玻璃表面涂镀一层或多层金属、金属氧化物、其他薄膜或者金属的离子渗入玻璃表面或置换其表面层，使之成为无色或有色的薄膜。上海房地产科学研究院在实验房中对16㎡玻璃窗贴膜后，节电0.24kW.h。
镀膜玻璃因使用功能不同，分为热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃。
热反射镀膜玻璃在玻璃表面镀金属或金属化合物膜，使玻璃呈现丰富色彩并具有新的光、热性能，其主要作用就是降低玻璃的遮阳系数，限制太阳辐射的直接透过。热反射膜层对远红外线没有明显的反射作用，故对改善K值没有大的贡献。
在夏季光照强的地区，热反射玻璃的隔热作用十分明显，可有效衰减进入室内的太阳热辐射。但在无阳光的环境中，如夜晚或阴雨天气，其隔热作用与白玻璃无异。从节能的角度来看它不适用于寒冷地区，因为这些地区需要阳光进入室内采暖。北方寒冷地区采用这种玻璃的唯一目的就是追求装饰效果。
低辐射镀膜玻璃又称Low-E玻璃，在玻璃表面镀低辐射材料银及金属氧化物膜，使玻璃呈现出不同颜色，其主要作用是降低玻璃的K值，同时有选择地降低Sc,全面改善玻璃的节能特性。
高透型Low-E玻璃，遮阳系数Sc≥0.5,对透过的太阳能衰减较少，这对以采暖为主的北方地区极为适用，冬季太阳能波段的辐射可透过这种Low-E玻璃进入室内，经室内物体吸收后变为Low-E玻璃不能透过的远红外热辐射，并与室内暖气发出的热辐射共同被限制在室内，从而节省暖气的费用。
遮阳型Low-E玻璃，遮阳系数Sc<0.5,对透过的太阳能衰减较多，这对以空调制冷为主的南方地区极为适用，夏季可最大限度地限制太阳能进入室内，并阻挡来自室外的远红外热辐射，从而节省空调的使用费用。
不同的Low-E玻璃品种适用于不同的气候地区，就节能性而言，其功能已经覆盖了热反射镀膜玻璃。
（3）光致变色玻璃。玻璃受紫外线或日光照射后，在可见光谱区产生光吸收而自动变色，光照停止后可自动恢复到初始的透明状态，即夏日太阳直射时，颜色自动变深起到遮阳的作用；而阳光非直射时，又自动恢复到采光状态。具有这种性质的玻璃称为光致变色玻璃，光致变色玻璃是光敏玻璃的一种，也称可逆光敏玻璃。
（4）吸热玻璃。在平板玻璃成分中，加入微量镍、铁、钴、硒等元素，制成的着色透明玻璃称为吸热玻璃。吸热玻璃具有吸收可见光和红外线的特性，无论是哪一种色调的玻璃，当其厚度达到6mm时，均可吸收40%左右的太阳辐射。所以，当太阳直射的情况下，进入室内的辐射热减少约40%，从而可以减轻空调设备的负荷，达到节能的目的。
2.2提高窗框隔热性能
铝合金窗框的冬季传热系数约为PVC塑料窗框的1.5倍，并不等同于铝合金型材与PVC塑料型材材料导热系数之比为1.5。无隔热的铝型材传热系数K为6.0W/(㎡·K)左右，而采用隔热条的铝型材传热系数K值可降到1.8-3.5 W/(㎡·K)。铝合金型材对紫外线、可见光、红外线有很好的反射能力，其表面的反射能力与表面状态和颜色有关，对热辐射的反射能力最高可达90%，这对于阻隔太阳辐射热是很有利的。
铝合金隐框玻璃窗是很好的隔热节能窗。采用这种铝合金隐框玻璃幕墙结构上用的隐框窗，太阳光不能直接照射在铝合金窗框架上，玻璃与铝型材之间起结构性黏结作用的固化后的有机硅酮橡胶，自然成为玻璃与铝合金之间的断热桥，其导热系数低于硬质PVC塑料型材。高强度、高弹性模量、抗臭氧和紫外线、耐热、非燃烧性的硅酮结构胶，是理想的建筑外窗绝热材料。采用单层热反射镀膜玻璃的铝合金隐框玻璃就具有较好的隔热性能，这已经得到证实。国内已有专门的隐框推拉铝合金窗产品推出。
2.3加强外窗的气密性
外窗存在装配缝隙，就会产生室内外空气交换，从建筑节能的角度讲，在满足室内空气质量的条件下，通过缝隙的空气渗透量过大，就会导致热耗、制冷能耗增加，因此必须控制外窗缝隙的空隙渗透量。
加强外窗气密性的措施有：一，通过提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量，减少开启缝的宽度，达到减少空气渗透的目的。二，采用气密条，提高外窗气密水平，各种气密条由于所用材料、断面形状、装置部位等情况不同，密封效果也略有差异。三，应注意各种密封材料和密封方法的互相配合。近年来的许多研究表明，在封闭效果上，密封料要优于密封件。这与密封料和玻璃、窗框等材料之间处于黏合状态有关。但是，玻璃等在干湿温变作用下所发生的变形，会影响到这种静力状态的保持，從而导致密封失效。密封件虽然变形的适应能力较强，且使用方便，但其密封作用却不完全可靠。
2.4遮阳
遮阳有窗户内外的遮阳和树木遮阳两种。
窗户内外的遮阳是在满足建筑立面设计要求的前提下，增设外遮阳板、遮阳篷及适当增加南向阳台的挑出长度。在窗户内侧设置镀有金属膜的热反射织物窗帘，正面具有装饰效果，在玻璃和窗帘之间构成约50mm厚的流动性较差的空气间层。这样可取得很好的热反射隔热效果，但直接采光差，应做成活动式的。另外，在窗户内侧装置具有一定热反射作用的百叶窗帘也可获得一定的隔热效果。
树木花草可建立非常好的遮阳系统。树木遮阳用于低层建筑。落叶建筑的遮阳效果随季节与气温发生变化，正好符合建筑遮阳的需求。当温度最高时植物的枝叶最茂密，在冬季，则变得叶落枝稀。藤蔓植物除了可以对窗户进行遮阳外，还可以有效降低墙面温度。生长有7-8cm厚系数藤蔓的西墙温度比东墙温度在午前低4.5°C左右，下午温度差可达7.5°C。
3．结束语
建筑节能发生在施工的各个环节，比如墙体、屋面、地面，这些是隔热节能的关键环节，有关部门应做好材料把关、工序严格设计以及施工技术的运用，在确保质量的前提下，尽量使用节能材料和节能技术，实现以最小的消耗获取最好的经济效益和社会效益，节约能源，为社会的可持续和科学发展做出应有的贡献。
参考文献：
[1]刘伟庆。建筑节能技术及应用[M].北京：中国电力出版社，2011.
[2]刘思远。浅谈建筑节能施工技术[J].中国科技纵横,2011(12).
[3]张志刚，常茹。建筑节能概论[M].天津：天津大学出版社，2011.
[4]张雄，张永娟。建筑节能技术与节能材料[M].北京：化学工业出版社，2009.
关键词：建筑外窗；节能减排；技术措施
中图分类号：TE08文献标识码：A文章编号：
1．前言
华南植物园综合实验楼工程位于广州市天河区长湴村大坑岗地段华南植物园内，建于2009年，为六层框架剪力墙结构，建筑面积8248.8㎡，外围护节能投资79万元。其建筑外窗采用5+9A+5中空玻璃，与植物园内原办公楼单层玻璃推拉窗相比，外窗传热系数降至3W/（㎡·K）,并实现降噪10-15dB。下面本文将简要介绍外窗常采用的节能措施。
2．外窗的节能措施
2.1使用节能型窗玻璃
外窗的保温隔热性是指减少外窗的传热，提高外窗的热阻，通常用传热系数K值来表示，其值越小，保温隔热性能越好。当在玻璃中间形成空气层，如中空玻璃、三层或三层以上玻璃，其传热系数比单层玻璃小了许多，保温隔热性大大提高。玻璃的光物理性能是指玻璃对光波的透过、吸收、反射等性能。在保证室内空间采光效果的前提下，即对可见光有良好的透过率，而对能显著影响室内气温的红外光等有一定反射率或吸收率。因此，要合理选用玻璃原片，改善因为玻璃而导致的室内热环境质量问题，以达到降低采暖或空调能耗的目的。
（1）中空玻璃。由两层或多层玻璃间隔成空气间层，气层充入干燥气体或惰性气体，四边用胶接、焊接或熔接工艺加以密封而形成。目前，中空玻璃的空气间层厚度分别为6、9、12、15mm等规格。
中空玻璃具有良好的保温、隔热、隔声等性能，如在玻璃之间充以各种温射光材料或电介质等，则可获得很好的声控、光控、隔热等效果，主要用于需要采暖、空调、防止噪声、结露及需要无直射阳光和特殊光的建筑物上，广泛用于住宅、酒店、办公楼、学校、医院、商店等需要室内空调的场合，也可用于火车、汽车、轮船的门窗等处。
中空玻璃比平板玻璃的热传热系数低得多，这是由于在中空玻璃中有一层静止空气或其他高热阻气体间层，空气的导热系数比玻璃的导热系数低得多，因而极大地提高了中空玻璃的热阻，即隔热保温性能。通常，这个空气间层的厚度在4-20mm可产生明显的阻热效果。在此范围内，随空气间层厚度增加，热阻增加，当空气厚度大于20mm以后，热阻的增加趋缓。在现有产品中，大多取6mm和12mm两种间层厚度。另外，这种空气间层的数量越多，保温性越好。
（2）镀膜玻璃。镀膜玻璃是在普通玻璃表面涂镀一层或多层金属、金属氧化物、其他薄膜或者金属的离子渗入玻璃表面或置换其表面层，使之成为无色或有色的薄膜。上海房地产科学研究院在实验房中对16㎡玻璃窗贴膜后，节电0.24kW.h。
镀膜玻璃因使用功能不同，分为热反射镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃。
热反射镀膜玻璃在玻璃表面镀金属或金属化合物膜，使玻璃呈现丰富色彩并具有新的光、热性能，其主要作用就是降低玻璃的遮阳系数，限制太阳辐射的直接透过。热反射膜层对远红外线没有明显的反射作用，故对改善K值没有大的贡献。
在夏季光照强的地区，热反射玻璃的隔热作用十分明显，可有效衰减进入室内的太阳热辐射。但在无阳光的环境中，如夜晚或阴雨天气，其隔热作用与白玻璃无异。从节能的角度来看它不适用于寒冷地区，因为这些地区需要阳光进入室内采暖。北方寒冷地区采用这种玻璃的唯一目的就是追求装饰效果。
低辐射镀膜玻璃又称Low-E玻璃，在玻璃表面镀低辐射材料银及金属氧化物膜，使玻璃呈现出不同颜色，其主要作用是降低玻璃的K值，同时有选择地降低Sc,全面改善玻璃的节能特性。
高透型Low-E玻璃，遮阳系数Sc≥0.5,对透过的太阳能衰减较少，这对以采暖为主的北方地区极为适用，冬季太阳能波段的辐射可透过这种Low-E玻璃进入室内，经室内物体吸收后变为Low-E玻璃不能透过的远红外热辐射，并与室内暖气发出的热辐射共同被限制在室内，从而节省暖气的费用。
遮阳型Low-E玻璃，遮阳系数Sc<0.5,对透过的太阳能衰减较多，这对以空调制冷为主的南方地区极为适用，夏季可最大限度地限制太阳能进入室内，并阻挡来自室外的远红外热辐射，从而节省空调的使用费用。
不同的Low-E玻璃品种适用于不同的气候地区，就节能性而言，其功能已经覆盖了热反射镀膜玻璃。
（3）光致变色玻璃。玻璃受紫外线或日光照射后，在可见光谱区产生光吸收而自动变色，光照停止后可自动恢复到初始的透明状态，即夏日太阳直射时，颜色自动变深起到遮阳的作用；而阳光非直射时，又自动恢复到采光状态。具有这种性质的玻璃称为光致变色玻璃，光致变色玻璃是光敏玻璃的一种，也称可逆光敏玻璃。
（4）吸热玻璃。在平板玻璃成分中，加入微量镍、铁、钴、硒等元素，制成的着色透明玻璃称为吸热玻璃。吸热玻璃具有吸收可见光和红外线的特性，无论是哪一种色调的玻璃，当其厚度达到6mm时，均可吸收40%左右的太阳辐射。所以，当太阳直射的情况下，进入室内的辐射热减少约40%，从而可以减轻空调设备的负荷，达到节能的目的。
2.2提高窗框隔热性能
铝合金窗框的冬季传热系数约为PVC塑料窗框的1.5倍，并不等同于铝合金型材与PVC塑料型材材料导热系数之比为1.5。无隔热的铝型材传热系数K为6.0W/(㎡·K)左右，而采用隔热条的铝型材传热系数K值可降到1.8-3.5 W/(㎡·K)。铝合金型材对紫外线、可见光、红外线有很好的反射能力，其表面的反射能力与表面状态和颜色有关，对热辐射的反射能力最高可达90%，这对于阻隔太阳辐射热是很有利的。
铝合金隐框玻璃窗是很好的隔热节能窗。采用这种铝合金隐框玻璃幕墙结构上用的隐框窗，太阳光不能直接照射在铝合金窗框架上，玻璃与铝型材之间起结构性黏结作用的固化后的有机硅酮橡胶，自然成为玻璃与铝合金之间的断热桥，其导热系数低于硬质PVC塑料型材。高强度、高弹性模量、抗臭氧和紫外线、耐热、非燃烧性的硅酮结构胶，是理想的建筑外窗绝热材料。采用单层热反射镀膜玻璃的铝合金隐框玻璃就具有较好的隔热性能，这已经得到证实。国内已有专门的隐框推拉铝合金窗产品推出。
2.3加强外窗的气密性
外窗存在装配缝隙，就会产生室内外空气交换，从建筑节能的角度讲，在满足室内空气质量的条件下，通过缝隙的空气渗透量过大，就会导致热耗、制冷能耗增加，因此必须控制外窗缝隙的空隙渗透量。
加强外窗气密性的措施有：一，通过提高窗用型材的规格尺寸、准确度、尺寸稳定性和组装的精确度以增加开启缝隙部位的搭接量，减少开启缝的宽度，达到减少空气渗透的目的。二，采用气密条，提高外窗气密水平，各种气密条由于所用材料、断面形状、装置部位等情况不同，密封效果也略有差异。三，应注意各种密封材料和密封方法的互相配合。近年来的许多研究表明，在封闭效果上，密封料要优于密封件。这与密封料和玻璃、窗框等材料之间处于黏合状态有关。但是，玻璃等在干湿温变作用下所发生的变形，会影响到这种静力状态的保持，從而导致密封失效。密封件虽然变形的适应能力较强，且使用方便，但其密封作用却不完全可靠。
2.4遮阳
遮阳有窗户内外的遮阳和树木遮阳两种。
窗户内外的遮阳是在满足建筑立面设计要求的前提下，增设外遮阳板、遮阳篷及适当增加南向阳台的挑出长度。在窗户内侧设置镀有金属膜的热反射织物窗帘，正面具有装饰效果，在玻璃和窗帘之间构成约50mm厚的流动性较差的空气间层。这样可取得很好的热反射隔热效果，但直接采光差，应做成活动式的。另外，在窗户内侧装置具有一定热反射作用的百叶窗帘也可获得一定的隔热效果。
树木花草可建立非常好的遮阳系统。树木遮阳用于低层建筑。落叶建筑的遮阳效果随季节与气温发生变化，正好符合建筑遮阳的需求。当温度最高时植物的枝叶最茂密，在冬季，则变得叶落枝稀。藤蔓植物除了可以对窗户进行遮阳外，还可以有效降低墙面温度。生长有7-8cm厚系数藤蔓的西墙温度比东墙温度在午前低4.5°C左右，下午温度差可达7.5°C。
3．结束语
建筑节能发生在施工的各个环节，比如墙体、屋面、地面，这些是隔热节能的关键环节，有关部门应做好材料把关、工序严格设计以及施工技术的运用，在确保质量的前提下，尽量使用节能材料和节能技术，实现以最小的消耗获取最好的经济效益和社会效益，节约能源，为社会的可持续和科学发展做出应有的贡献。
参考文献：
[1]刘伟庆。建筑节能技术及应用[M].北京：中国电力出版社，2011.
[2]刘思远。浅谈建筑节能施工技术[J].中国科技纵横,2011(12).
[3]张志刚，常茹。建筑节能概论[M].天津：天津大学出版社，2011.
[4]张雄，张永娟。建筑节能技术与节能材料[M].北京：化学工业出版社，2009.