門(men)窗(chuang)是建筑圍(wei)護結構的組成部分(fen)，同時也是外(wai)圍(wei)護結構中保溫最薄弱的環節，門(men)窗(chuang)能(neng)耗(hao)累(lei)計(ji)占了建筑能(neng)耗(hao)的半數。因(yin)而，門(men)窗(chuang)節能(neng)性能(neng)是被動房達(da)到節能(neng)指標的關鍵(jian)。
門窗傳熱系數指標
先不考慮門窗(chuang)的(de)密封(feng)性(xing)，僅就門窗(chuang)的(de)保(bao)溫性(xing)能，主要受窗(chuang)框扇的(de)保(bao)溫性(xing)能和玻璃(li)的(de)保(bao)溫性(xing)能的(de)綜合影(ying)響。按照(zhao)《建筑門窗(chuang)玻璃(li)幕墻熱(re)工計(ji)算規程(cheng)》JGJ/T151-2008的(de)規定，門窗(chuang)的(de)傳(chuan)熱(re)系(xi)數計(ji)算公式如下(xia)：
Ut——整窗的傳(chuan)熱系數[W/(m2·K)];
Ag——窗玻璃面(mian)積(m2);
Af——窗(chuang)框的投射面(mian)積(m2);
lψ——玻璃區域(yu)的周長(chang)(m);
Ug——窗玻(bo)璃的傳(chuan)熱系數[W/(m2·K)];
Uf——窗(chuang)框的傳(chuan)熱系數[W/(m2·K)];
Ψ——窗(chuang)框和窗(chuang)玻(bo)璃之間的線傳熱系數[W/(m·K)]。
線(xian)傳熱系數ψ主(zhu)要受(shou)間(jian)隔層材料(liao)傳導率的(de)影響。在(zai)沒有精確計算的(de)情況(kuang)下(xia)，可采(cai)用下(xia)表估算窗框與玻(bo)璃(li)結合(he)處的(de)線(xian)傳熱系數ψ：
窗框與中(zhong)空玻璃(li)結合處的線傳熱(re)系數(shu)ψ
注：這(zhe)些值用(yong)來計算(suan)低輻(fu)射(she)的中(zhong)空玻(bo)璃(li)窗，對應中(zhong)部傳熱(re)系數Ug≤1.8W/(m2·K)的中(zhong)空玻(bo)璃(li)
被動房門窗的選擇
目前(qian)，市場上應用量最大的三種節(jie)能窗(chuang)分別(bie)是塑料窗(chuang)、斷熱(re)鋁合金窗(chuang)和木窗(chuang)。
(一)窗(chuang)框(kuang)材質(zhi)熱傳導性能差別
從材料的(de)熱(re)(re)傳導(dao)性(xing)能來(lai)說，金屬(shu)材料的(de)比(bi)玻璃的(de)導(dao)熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)數(shu)高，而塑料、木材的(de)導(dao)熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)數(shu)又比(bi)玻璃低。常(chang)用門(men)窗(chuang)相關材料的(de)導(dao)熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)數(shu)見下表。
窗框(kuang)的(de)(de)(de)(de)熱(re)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)不能(neng)(neng)(neng)(neng)單一(yi)以(yi)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)來判斷(duan)(duan)，因為通過空(kong)腔(qiang)(qiang)結(jie)(jie)構(gou)或復合(he)結(jie)(jie)構(gou)設計(ji)，可(ke)以(yi)改善其熱(re)傳(chuan)(chuan)導(dao)(dao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)，鋼(gang)窗從實芯(xin)鋼(gang)框(kuang)發展(zhan)(zhan)為空(kong)腹鋼(gang)框(kuang)乃(nai)至(zhi)斷(duan)(duan)熱(re)鋼(gang)框(kuang);鋁窗從普(pu)通鋁合(he)金框(kuang)發展(zhan)(zhan)成(cheng)為斷(duan)(duan)熱(re)型(xing)鋁合(he)金框(kuang);木窗從實木結(jie)(jie)構(gou)發展(zhan)(zhan)成(cheng)為復合(he)結(jie)(jie)構(gou);塑(su)窗從單腔(qiang)(qiang)結(jie)(jie)構(gou)發展(zhan)(zhan)成(cheng)為兩腔(qiang)(qiang)、三(san)腔(qiang)(qiang)結(jie)(jie)構(gou)，乃(nai)至(zhi)最(zui)新出(chu)現的(de)(de)(de)(de)七腔(qiang)(qiang)、八腔(qiang)(qiang)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)型(xing)材(cai)(cai)。只(zhi)要(yao)設計(ji)合(he)理，導(dao)(dao)熱(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)高的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)、鋁材(cai)(cai)料(liao)，也能(neng)(neng)(neng)(neng)制作成(cheng)為保溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)較好的(de)(de)(de)(de)窗框(kuang)材(cai)(cai)料(liao)。而相比較之(zhi)下，塑(su)料(liao)與木材(cai)(cai)由于(yu)本身具有優(you)良的(de)(de)(de)(de)保溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)，所以(yi)這兩種窗框(kuang)型(xing)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)保溫(wen)設計(ji)更簡便、保溫(wen)程度更高、節(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)成(cheng)本也更低。
(二)常見節能門窗(chuang)窗(chuang)框材料(liao)
1、塑料型材
塑料型材(cai)的保溫性能主要參照(zhao)下表(biao)所示：
根(gen)據上(shang)表顯(xian)示，六(liu)腔以(yi)上(shang)結(jie)構(gou)、80mm以(yi)上(shang)厚度的平開系列(lie)的塑料型(xing)材適合用于被動房門窗。
2、斷熱鋁合金型材
斷(duan)熱鋁合金(jin)型材的(de)(de)傳熱系數主要與隔熱條的(de)(de)間(jian)隔寬度(du)d的(de)(de)大小有(you)關，按照《建筑門窗(chuang)玻璃幕墻熱工計算規(gui)程》JGJ/T151-2008給出(chu)的(de)(de)隔熱條寬度(du)與斷(duan)熱金(jin)屬型材傳熱系數的(de)(de)關系見下圖。
由(you)上(shang)圖(tu)可知，隔熱(re)條(tiao)寬度尺(chi)寸越大，隔熱(re)金屬(shu)型(xing)材的傳(chuan)熱(re)系(xi)數越小。由(you)于隔熱(re)條(tiao)的寬度尺(chi)寸受強(qiang)度等(deng)因素限制，所以斷熱(re)金屬(shu)型(xing)材的傳(chuan)熱(re)系(xi)數減小空間有限。當隔熱(re)條(tiao)在達到一定寬度后，還需要(yao)解決金屬(shu)型(xing)材內空氣對流傳(chuan)熱(re)的問題(ti)。因此，斷熱(re)鋁(lv)合金型(xing)材較難達到被(bei)動房門窗的要(yao)求。
3、木(mu)型材或鋁木(mu)復合(he)型材
木(mu)(mu)窗框的(de)保溫性能(neng)跟窗框厚(hou)度尺寸及木(mu)(mu)材濕度有關(guan)，按(an)照JGJ/T151-2008標準中給(gei)出的(de)木(mu)(mu)窗框與窗框的(de)關(guan)系圖見下圖。
由上圖可知(zhi)，軟(ruan)木材的d需達(da)(da)到170mm以上，其傳熱系數方達(da)(da)到1.0以下，適用于被動房門(men)窗。
(三)門(men)窗(chuang)的(de)配置設計(ji)
根(gen)據公(gong)式1，門窗中型材與玻璃的(de)(de)(de)配置(zhi)要求(qiu)可(ke)以通過計算來確定。要保證整窗的(de)(de)(de)傳熱(re)系數Ut低(di)(di)于1.0，就要求(qiu)窗框(kuang)的(de)(de)(de)保溫性(xing)能Uf和(he)玻璃的(de)(de)(de)傳熱(re)系數Ug均低(di)(di)于1.0 W/(m2·K)以下。如果Uf大于1.0，則需要降低(di)(di)玻璃Ug，這從綜(zong)合成本(ben)的(de)(de)(de)角度，則會表(biao)現的(de)(de)(de)性(xing)價比較(jiao)差(cha)，這并不(bu)是(shi)我們所推薦(jian)的(de)(de)(de)。以下給出被動(dong)房(fang)項目(mu)用(yong)窗與節能65%、75%的(de)(de)(de)普通房(fang)屋用(yong)塑(su)料窗的(de)(de)(de)配置(zhi)方法，見下表(biao)。
結束語
建筑對于門(men)(men)(men)窗(chuang)的(de)要(yao)求(qiu)是多樣的(de)。被動(dong)房門(men)(men)(men)窗(chuang)除了要(yao)考慮(lv)與(yu)門(men)(men)(men)窗(chuang)節能(neng)(neng)(neng)(neng)有關保溫性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)、遮(zhe)陽性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)、氣密(mi)(mi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)，還(huan)要(yao)考慮(lv)與(yu)安全和(he)(he)舒(shu)適(shi)度有關的(de)抗風壓性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)、水密(mi)(mi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)、隔聲性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)、采(cai)光性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)、耐久性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)等，這(zhe)涉及(ji)到(dao)了設(she)計、選(xuan)材(cai)、組裝、安裝、維護各(ge)環節，還(huan)與(yu)門(men)(men)(men)窗(chuang)桿(gan)件(jian)型材(cai)、玻璃、密(mi)(mi)封膠(jiao)條、五金、配套件(jian)各(ge)種部件(jian)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)有關。綜合來說，被動(dong)房用(yong)門(men)(men)(men)窗(chuang)應(ying)采(cai)用(yong)系統思路(lu)，合理選(xuan)擇和(he)(he)搭配相關配套產品與(yu)技(ji)術，來滿足被動(dong)房的(de)使用(yong)要(yao)求(qiu)。
作者單位：中(zhong)國安裝(zhuang)協會(hui)|來(lai)源：建設科技