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摘要:随着社会主义经济的不断发展和创新,我国的城市化进程也有所加快,建筑行业也有了比较迅速的发展。但是在建筑业兴起的同时,能源损耗量也在不断提高,与我国能源贫乏的矛盾越来越突出,形势严峻,建筑节能已势在必行。要做到建筑节能切实有效,其中建筑节能设计环节更为重要。本文以建筑设计中的一个小环节(门窗)为例探讨建筑节能设计中的几点策略
关键词:建筑门窗设计节能策略
一.建筑节能设计的重要性
建筑节能设计是全面建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。能源缺乏是我国甚至全世界不容忽视的问题,据统计建筑能耗约占全社会能源消耗量的三分之一,而且还有大幅上升的趋势。长此以往,将严重影响经济的可持续发展。因此,能源问题将成为当前的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,促进经济与环境和谐发展。
二、我国门窗建筑节能设计现状
1、门、窗是薄壁的轻质构体,由玻璃、型材组成,是耗热的薄弱环节,相对墙体而言,门、窗的保温隔热性能很差,大量的热量通过窗户是双向流动的。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温及冬季保温能耗的50%以上,所以改善其绝热性能是节能的重点。门窗缝隙是冷风渗透的主要通道,必须区别不同朝向,东西向开大窗,会影响窗户的遮阳性能。控制不好窗、墙的比例,会影响保温、隔热、透光、通风等各种需求。
2、外飘窗得到了广泛的使用,这些设计手法丰富了建筑造型,却无形中增加了冷热桥的产生,对建筑节能带来不利的影响。产生热桥的原因主要有两个:一是因为该部位的传热系数比相邻部位的传热系数大得多,热阻小,保温性能较差;二是因为该部位的受热面积远小于其散热面积,从而失热过多,内表面温度较低。在门窗与外墙、内墙的相互交接处,保温门窗中的金属门框,都是围护结构中热桥形成的主要部位。在寒冷的季节。室内的热能就会通过热桥大量地流失。不妥善处理好这个问题,对于建筑节能会造成很大的影响。因此,在需要考虑冬季保温的地区,必须要做好门窗的保温。
3、目前的许多住宅设计,建筑立面窗户的设计主要是从立面造型方面只考虑采光面积大,可开启窗户面积小,这样的设计不但对隔热不好,对通风就更加不利。
三、建筑节能设计策略
1、建筑门窗的节能设计。据资料统计,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。选用气密窗、中空玻璃、塑钢门窗、密闭保温性能好的防盗门、新型外墙保温材料来达到节能效果。在选用玻璃品种时,应根据采暖费用、空调设备的价格和制冷的比较来选择合适的玻璃品种,并从各种玻璃的太陽能阻隔特性和导热性、等方面去比较其节能效果,选择热反射玻璃、吸热玻璃、中空玻璃和低辐射玻璃等,以提高玻璃的气密水平。窗框材料对中空玻璃的性能影响较大,近年来,单框双玻彩板钢窗、聚氯乙烯塑料门窗和铝合金窗,以其良好的保温性和气密性,得到了较为广泛的应用。另外,窗户上加贴透明聚酯膜,也是节能措施之一。还必须区别不同朝向,尽量避免东西向开大窗,以提高窗户的遮阳性能。在窗户遮阳方面,实践证明:水平遮阳能遮挡高度角较大、从上方入射的太阳光,适用于南向的窗户;垂直遮阳能遮挡高度角较小、从侧面斜入射的太阳光,适用于东北向、西北向和正北向的窗户;综合遮阳(或称栅格遮阳)则综合了水平与垂直遮阳的优点,适用于东南向、西南向和正南向的窗户。
2、北方是“冷桥”现象多发的地区,因为冬天北方天气比较寒冷,室内外温度差异较大,冷空气进入房屋后与热空气结合而形成水雾吸附于墙体,便会出现房屋潮湿、霉变的现象。“热桥”往往是由于该部位的传热系数比相邻部位大得多、保温性能差得多所致,在围护结构中这是一种十分常见的现象。挑出的阳台板与主体结构的连接部位,保温门窗中的门窗框特别是金属门窗框等等。由于墙体变薄,房屋保温性能变差,当室内温度高于摄氏18度时,在外墙的墙体内就会出现露水凝结现象,则室内就会出现诸如“流泪”、“冒汗”、“发霉”的现象。共同构成外围结构的外门窗,也是不可忽视的环节,“冷桥”现象容易出现在此处。冷空气多从窗与墙的交接处进入室内,在墙体和保温材料之间形成潮气、霉斑,甚至会破坏装修层,这就会给房屋日后埋下质量隐患。解决这些问题必须在设计时增加力度,对这些薄弱部位增加保温层,窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能通过逐步优化围护结构设计,可达到最佳节能效果。注意控制窗、墙的比例,更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求,协调好外观美化和节能之间的关系,通过加大外窗面积,改善自然采光等优化围护结构设计,使得冷风渗透减小,将能量散失减少到最小。
3、房间的门窗位置应合理安排,窗户的朝向应有利于形成穿堂风,从而增加房间内的空气流动,利于室内换气。第二,从通风的角度来讲,窗户可通风面积的大小是决定室内风速的关键,但前提是必须要保证进风口和出风口的同时存在,才能由于正负风压的作用而形成空气的流动。研究表明,空气流动的平均速度取决于较小尺寸的开口。因此,单方面增大进风口或出风口面积,并不能对室内气流平均速度有太大影响,而为了增强室内穿堂风的效果,必须同时增大进风口和出风口。这样也有利于室内保持较为稳定的风速和均匀的流场,提高人体舒适度。第三,窗户的开启形式对通风面积和气流的流场均产生较大的影响。如推拉窗与平开窗比较(相同窗户面积),平开窗的最大通风面积是推拉窗的两倍,通风效果明显优胜。上悬窗与平开窗对比,两者的最大通风面积相同,但由于两窗的窗叶开启形式不同,所引导空气产生不同的流场,造成的通风效果也明显不同。因此,从通风的角度考虑,对于有利于建筑通风的窗户应尽可能采用提高通风面积的形式,窗户开启的角度和位置要慎重考虑,科学设计,将室内空气主流场控制在房间剖面的主要使用高度。第四,当建筑内部不具备形成穿堂风的情况下,有必要通过导风板的设计尽可能增加形成空气流通的条件。如一个房间只能单侧墙开窗时,可考虑在此墙上相距一定距离开设两个窗户,两窗之间设置垂直挡风板。当主导风在水平方向上与该挡风板夹角较大时(600~900),在挡板的两侧就会形成明显正负风压区,气流就会从第一个迎风窗进入而从另一窗户流出,实现单侧开窗的通风。因此,此做法较为适合在房间朝向与当地主导风向夹角较大时采用。
结束语:
本文通过门窗建筑节能设计的阐述,充分体现出建筑节能中建筑设计的重要性及必要性,其有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展。
关键词:建筑门窗设计节能策略
一.建筑节能设计的重要性
建筑节能设计是全面建筑节能中一个很重要的环节,有利于从源头上杜绝能源的浪费。能源缺乏是我国甚至全世界不容忽视的问题,据统计建筑能耗约占全社会能源消耗量的三分之一,而且还有大幅上升的趋势。长此以往,将严重影响经济的可持续发展。因此,能源问题将成为当前的热门话题,我们必须从可持续发展的战略出发,使建筑尽可能少地消耗不可再生资源,促进经济与环境和谐发展。
二、我国门窗建筑节能设计现状
1、门、窗是薄壁的轻质构体,由玻璃、型材组成,是耗热的薄弱环节,相对墙体而言,门、窗的保温隔热性能很差,大量的热量通过窗户是双向流动的。普通单层玻璃窗的能量损失约占建筑物夏季降温及冬季保温能耗的50%以上,所以改善其绝热性能是节能的重点。门窗缝隙是冷风渗透的主要通道,必须区别不同朝向,东西向开大窗,会影响窗户的遮阳性能。控制不好窗、墙的比例,会影响保温、隔热、透光、通风等各种需求。
2、外飘窗得到了广泛的使用,这些设计手法丰富了建筑造型,却无形中增加了冷热桥的产生,对建筑节能带来不利的影响。产生热桥的原因主要有两个:一是因为该部位的传热系数比相邻部位的传热系数大得多,热阻小,保温性能较差;二是因为该部位的受热面积远小于其散热面积,从而失热过多,内表面温度较低。在门窗与外墙、内墙的相互交接处,保温门窗中的金属门框,都是围护结构中热桥形成的主要部位。在寒冷的季节。室内的热能就会通过热桥大量地流失。不妥善处理好这个问题,对于建筑节能会造成很大的影响。因此,在需要考虑冬季保温的地区,必须要做好门窗的保温。
3、目前的许多住宅设计,建筑立面窗户的设计主要是从立面造型方面只考虑采光面积大,可开启窗户面积小,这样的设计不但对隔热不好,对通风就更加不利。
三、建筑节能设计策略
1、建筑门窗的节能设计。据资料统计,在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。选用气密窗、中空玻璃、塑钢门窗、密闭保温性能好的防盗门、新型外墙保温材料来达到节能效果。在选用玻璃品种时,应根据采暖费用、空调设备的价格和制冷的比较来选择合适的玻璃品种,并从各种玻璃的太陽能阻隔特性和导热性、等方面去比较其节能效果,选择热反射玻璃、吸热玻璃、中空玻璃和低辐射玻璃等,以提高玻璃的气密水平。窗框材料对中空玻璃的性能影响较大,近年来,单框双玻彩板钢窗、聚氯乙烯塑料门窗和铝合金窗,以其良好的保温性和气密性,得到了较为广泛的应用。另外,窗户上加贴透明聚酯膜,也是节能措施之一。还必须区别不同朝向,尽量避免东西向开大窗,以提高窗户的遮阳性能。在窗户遮阳方面,实践证明:水平遮阳能遮挡高度角较大、从上方入射的太阳光,适用于南向的窗户;垂直遮阳能遮挡高度角较小、从侧面斜入射的太阳光,适用于东北向、西北向和正北向的窗户;综合遮阳(或称栅格遮阳)则综合了水平与垂直遮阳的优点,适用于东南向、西南向和正南向的窗户。
2、北方是“冷桥”现象多发的地区,因为冬天北方天气比较寒冷,室内外温度差异较大,冷空气进入房屋后与热空气结合而形成水雾吸附于墙体,便会出现房屋潮湿、霉变的现象。“热桥”往往是由于该部位的传热系数比相邻部位大得多、保温性能差得多所致,在围护结构中这是一种十分常见的现象。挑出的阳台板与主体结构的连接部位,保温门窗中的门窗框特别是金属门窗框等等。由于墙体变薄,房屋保温性能变差,当室内温度高于摄氏18度时,在外墙的墙体内就会出现露水凝结现象,则室内就会出现诸如“流泪”、“冒汗”、“发霉”的现象。共同构成外围结构的外门窗,也是不可忽视的环节,“冷桥”现象容易出现在此处。冷空气多从窗与墙的交接处进入室内,在墙体和保温材料之间形成潮气、霉斑,甚至会破坏装修层,这就会给房屋日后埋下质量隐患。解决这些问题必须在设计时增加力度,对这些薄弱部位增加保温层,窗口外侧四周墙面,应进行保温处理;门、窗框与墙体之间的缝隙,应采用高效保温材料填堵;门、窗框四周与抹灰层之间的缝隙,宜采用保温材料和嵌缝密封膏密封,避免不同材料界面开裂,影响门、窗的热工性能通过逐步优化围护结构设计,可达到最佳节能效果。注意控制窗、墙的比例,更好地满足保温、隔热、透光、通风等各种需求,协调好外观美化和节能之间的关系,通过加大外窗面积,改善自然采光等优化围护结构设计,使得冷风渗透减小,将能量散失减少到最小。
3、房间的门窗位置应合理安排,窗户的朝向应有利于形成穿堂风,从而增加房间内的空气流动,利于室内换气。第二,从通风的角度来讲,窗户可通风面积的大小是决定室内风速的关键,但前提是必须要保证进风口和出风口的同时存在,才能由于正负风压的作用而形成空气的流动。研究表明,空气流动的平均速度取决于较小尺寸的开口。因此,单方面增大进风口或出风口面积,并不能对室内气流平均速度有太大影响,而为了增强室内穿堂风的效果,必须同时增大进风口和出风口。这样也有利于室内保持较为稳定的风速和均匀的流场,提高人体舒适度。第三,窗户的开启形式对通风面积和气流的流场均产生较大的影响。如推拉窗与平开窗比较(相同窗户面积),平开窗的最大通风面积是推拉窗的两倍,通风效果明显优胜。上悬窗与平开窗对比,两者的最大通风面积相同,但由于两窗的窗叶开启形式不同,所引导空气产生不同的流场,造成的通风效果也明显不同。因此,从通风的角度考虑,对于有利于建筑通风的窗户应尽可能采用提高通风面积的形式,窗户开启的角度和位置要慎重考虑,科学设计,将室内空气主流场控制在房间剖面的主要使用高度。第四,当建筑内部不具备形成穿堂风的情况下,有必要通过导风板的设计尽可能增加形成空气流通的条件。如一个房间只能单侧墙开窗时,可考虑在此墙上相距一定距离开设两个窗户,两窗之间设置垂直挡风板。当主导风在水平方向上与该挡风板夹角较大时(600~900),在挡板的两侧就会形成明显正负风压区,气流就会从第一个迎风窗进入而从另一窗户流出,实现单侧开窗的通风。因此,此做法较为适合在房间朝向与当地主导风向夹角较大时采用。
结束语:
本文通过门窗建筑节能设计的阐述,充分体现出建筑节能中建筑设计的重要性及必要性,其有利于从根本上促进能源资源节约和合理利用,缓解我国能源资源供应与经济社会发展的矛盾;有利于加快发展循环经济,实现经济社会的可持续发展。