节能外窗材料在夏热冬冷建筑中的应用研究
南方地区建筑外窗节能技术探析

南方地区建筑外窗节能技术探析摘要:节能减排已成为21 世纪里我们所要面对的重要课题。
深圳作为一个大都市,人口密度大,市中心城区高层住宅较多,建筑能耗大,因此探讨研究建筑外窗节能技术有重大意义。
本文分析了南方地区典型城市建筑外墙的节能技术。
关键词:南方地区,建筑外窗,节能技术南方地区,即夏热冬暖地区,也就是通常所谓的华南地区,属于我国《建筑气候区划标准》规定的第Ⅳ建筑气候区。
南方地区位于我国南部,包括海南、台湾全境、福建南部、广东、广西大部以及云南西南部和元江河谷地区,北回归线其北部,属地理学中南亚热带至热带气候。
该地区的分区指标为最冷月平均温度>10℃,最热月平均温度25~29℃,且日平均温度≥25℃的天数100~200天。
南方地区大部分属于我国发达地区,经济发展较快,生活水平较高,人口约1.5亿,国民生产总值(GDP)约占全国的15%,是我国建筑节能工作的新重心。
《广东省建筑节能设计标准实施细则》将夏热冬暖地区划分为南北两个区。
广东省共计21个地区,其中韶关、梅州、河源、清远、等地区按北区进行建筑节能设计;广州、深圳、珠海、中山、汕头、汕尾、揭阳、佛山、惠州、东莞、肇庆、云浮、潮州、江门、茂名、阳江、湛江等17个地区均按南区进行建筑节能设计。
外窗作为现代建筑不可或缺的组成部分,具有建筑采光、通风和视野观等功能。
窗户与其他建筑外围护结构相比,由于其传热系数大、气密性差,且太阳辐射透过率高,是建筑隔热的薄弱环节。
夏季通过窗户的太阳辐射热将增加室内空调能耗,冬季通过窗户温差传热,将增加室内采暖能耗。
因此,窗户是建筑节能的关键部位,是节能技术的重点。
下文分析南方地区建筑外墙的节能技术。
一、气候特征我国南方地区为亚热带湿润季风气候(湿热型气候),其特征表现为夏季漫长,冬季寒冷时间很短,甚至几乎没有冬季,长年气温高而且湿度大,气温的年较差和日较差都小;太阳辐射强烈,雨量充沛。
按《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》(JGJ75-2003)规定:夏热冬暖地区以一月份的平均气温11. 5℃为分界线,将夏热冬暖地区进一步细分为两个区,等温线的北部为北区,夏季应考虑空调,兼顾冬季采暖;等温线的南部为南区,夏季应考虑空调,冬季可不考虑采暖。
夏热冬冷地区建筑外窗节能探讨

意 义 非 同小 可 , 以创造 可观 的社 会效 益 和 自身 利 可 益 。随着 我 国经 济 的快 速发 展 , 民生 活 水平 大 幅 人 度 提高 , 电暖 器 、 电风 扇 、 泵 型空 调逐 步走 人 千 家 热
万户 。 而为 了改 善 居 住 的舒 适 度 , 冬 夏 两 季 室 内 在 维 持 的 温 度 和湿 度 与 室外 的温 度 和 湿 度 就 有 较 大 的差别 。 个 温差 导致 能 量 以热 的形 式 流人 或 流 出 这
南 岭 以北 , 四川 盆 地 东 , 江 中下游 地 区 , 长 在该 地 区 居 住 的城 乡人 E约 5 l . ,生产 总值 约 占全 国生 产 5亿 总值 的 4 % , 我 国人 E 最 密 集 、 济 文 化 较 为 发 8 是 l 经 达 的地 区 。该 地 区气 候 的显 著特 点是 夏天 热 , 天 冬 冷。 长年 湿 度 大 , 季 最 热 时 , 平 均温 度 为 2 ℃~ 夏 月 5 3 ℃. 且 以 2 ℃~ 0 0 而 8 3 ℃居 多 , 数地 方 高 于 3 ℃的 多 5
能 等 二 次 能 源 照 明 , 成 能 源 浪 费 , 且 , 屋 的 造 而 房
度也 仍高达 7 %~ 3 ,整个冬 季往 往是 雨雪 连绵 , 3 8% 天气 阴沉 。 因而 阴凉寒 冷 。 建 筑外 窗 是建 筑 围护 结 构 中 的轻 质 、薄 壁 、 透
明构 件 , 受建 筑外 窗 的影 响 , 暖空 调 、 明能耗 往 采 照 往 占到整个建 筑 能耗 的一半 左右 。夏 热冬 冷地 区 由
采 暖用 能 的支 出 。 夏热 冬 冷 地 区 夏季 多 晴 天 , 因 而 冬 季 阴雨 天气 较 多 。太 阳辐 射 的热 量 是 东 西 向最
夏热冬冷地区住宅建筑窗户遮阳设计探讨

( 1)普 通 玻 璃 能 让 9 0% 以上 的 入
(例 如 南 向 )选 用 透 明 玻 璃 。
( )要 限 制 太 阳 热 并 且 无 法 使 用 2
射 太阳辐 射进入室 内 ,如 是有 色普 通玻 璃 ,则能 吸收一部 分入射 太阳辐射 ,但
外遮 阳时 ( 如东、西 向 ) 例 ,选 用 反
l
建筑节能
办法 。 由于 当前建筑 设计 中大面积 玻璃 的使用 , 太阳辐射使房间里的热量大 为增 加。为了减 少热 负荷 ,应当考虑 建筑本身 的 外遮 阳 问题 ,尤其 是 窗户 的遮 阳。 首先 ,需要 分析一 下太阳辐射 热 的
变 化 规 律 。 由于 太 阳高 度 角 的 变 化 ,使 它对 建 筑 的 太 阳辐 射 能也 在 不 断 的 变 化 。
图2南 向窗户遮阳设计 的充分 日照线
面积是节能 的重要措施 之一 。《 公共建筑
节能设计标 准 》中第 424有一 条强制性
规定 , 建筑每个朝向的窗墙面积 比均不应
大 于 07 ,这 是 很 有 道 理 的 。 .0
12 . 玻璃 的遮 阳 121目前住 宅建筑采用的几种玻璃 _.
盗 ) 对 东 、 西 方 向 的 窗 户 , 也 比 较 适 。
2 4 住宅科技 /0 .3 21 0 2
建筑节能 I
用 , 可 以 半 天 放 下 卷 帘 , 半 天 打 开 卷 帘 。 目前 专 业 厂 家使 用 别 的 材 料 和 技 术 ,
射玻 璃 。
其 中大部 分又再 次辐射 到室 内。
( )热 反 射玻 璃通以在 保 证 实 现
( )要 限 制 太 阳 热 又 需 要 日 光 , 3 同时又不 适合使用 外遮 阳时 ( 台风地 如 区 ) 可选用低 辐射光谱玻璃。 , ( 尽 量 少用 蓝 、绿 等 有 色 玻 璃 。 4)
外窗热工参数选用及计算在公共建筑节能设计中的应用与探讨

外窗热工参数选用及计算在公共建筑节能设计中的应用与探讨2.2.中海企业发展集团南京公司3. 3.中海企业发展集团南京公司摘要:随着2022年4月1日实施的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021,公共建筑节能率从原(甲类)65%提升到72%。
针对夏热冬冷地区,外窗热工系数要求提高,加之绿建星级标准的提升,窗型材很难直接在现有的规范、图集中找到满足要求的类型。
这就需要通过计算得出外窗热工参数。
关键词:标准提升;外窗热工计算。
新国标《建筑节能与可再生能源利用通用规范》GB55015-2021在2022年4月1日正式实施。
相对于旧版《公共建筑节能设计标准》GB50189-2015,节能率提升到72%。
夏热冬冷地区在屋面、外墙、挑空楼板等处的传热系数提升较小。
主要提升的是外窗的热工,包括外窗传热系数和太阳得热系数。
除此之外,在满足规范标准的前提下,根据《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019的要求,不同的绿建星级等级,需要提升对应的建筑外围护结构热工性能。
在实际的项目工作中,因为公共建筑相对于居住建筑,在外立面造型设计上更加追求立面效果,比如经常会使用大面积的玻璃幕墙。
这就使得公共建筑单一立面的窗墙比会非常大。
相应的外窗的热工标准就提升较高。
绿建二星标准下,还需要外窗的热工性能再提升10%。
当外窗的传热系数限值达到K≤2.0时,对于铝合金型材外窗,很难直接在相应的规范图集中选到依据,比如《全国民用建筑工程设计技术措施—节能专篇》中传热系数最小的隔热金属型材多腔密封6中透光Low-E+12氩气+6透明的传热系数K=2.1,无法满足设计要求。
这就需要通过对窗框、玻璃的选用参数进行计算,作为满足要求的依据。
以实际的工程项目为例。
2022年9月图审并通过的,南京地区的尤家凹九年一贯制学校项目。
此教学楼从平面到立面都较为复杂。
单一立面划分较多。
最不利单一立面的窗墙比达到0.48和0.75(报告厅),对应的传热系数限值为K≤2.0(二星)、K≤1.8(二星)。
不同气候环境中节能门窗的选用

内 20℃,室外 35℃计算。 太阳辐射系数 630W/m2,各 个 U 值取自美国 ASHRAE 标准。 计算结果见表 2、 表 3,从表中可见节能效果。
表 2 建筑用玻璃传热性能表
玻璃品种
透光率 %
计算值
U值 W/(m2·K)
U冬 U夏
Sc 值
Q值 W/(m2·K)
冬季 夏季
单层白玻璃
89 6.16 5.75 0.99 -1.55 711
目前门窗玻璃常用的有:透明玻璃、吸热玻璃、
2010.04
中空玻璃、热反射镀膜玻 璃、低辐射(Low-E)玻 璃和 Solar-E 玻璃等品种。提高门窗保温隔热性能是建筑 节能的重要内容,由于现在窗户面积往往超过规范 窗墙比要求,要更加重视玻璃种类的选择,单一的 品种玻璃不能满足各种气候条件下的窗用,根据建 筑物特点合理布置朝向也是必须的,常用玻璃光热 参数见表 1。
表 1 常用玻璃的光热参数表
玻璃名称
玻璃品种、结构
透光率 %
遮阳 系数
Sc
传热系数 W/(m2·K)
U夏 U冬
单层透明玻璃
6c
89 0.99 6.76 6.18
透明中空玻璃 6c+12A+6c
81 0.87 2.76
单层热反射 镀膜玻璃
6CTS140
40 0.55 5.71 5.67
热反射镀膜 6CTS140+12A+6c 38 0.45 3.05 2.59
b) 寒冷地区,寒冷地区主要是指“三北”地区中 偏南的一些地区, 跨越严寒和寒冷两个气候区域。 该地区采暖时间也在 4~5 个月,室外气候长年平均 略高于严寒地区,也是节能的重点区域;
c) 夏热冬冷地区, 包括我国中部广大地区,如 上海、重庆、湖北、湖南、安徽、浙江、江西及四川、贵 州、河 南、江苏、陕 西 等 省 部 分 区 域 ,涉 及 16 个 省 、 市及自治区。 该地区最冷月平均气温 0℃~10℃,平 均相对湿度达 80%左右, 冬季气温虽然比北方高, 但日照远不如北方。 北方日照率不少于 60%,而该 地区东部最 高 也 只 有 40%, 中 部 只 有 30%, 西 部 20%,而重庆不足 15%。 整个冬季天气阴沉,雨雪不 断,阴冷潮湿,不见阳光;
夏热冬冷地区既有居住建筑围护结构节能改造技术浅析

区 , 以往 建 筑设 计 没 有 考虑 夏 季 隔 热 设计 和 冬 季保 温 设 计 造 成 夏 冬 季 空调 采 暖 设 备 使 用频 繁 ,构 成 了能 耗 浪 费 ,因此 对 该 地 区
较多 如挤 塑 聚 苯 乙烯 ( ( P U ), 酚醛 泡 沫板 ( P F ) , 岩 棉 板 发 泡水 泥板 、聚苯 颗 粒砂 浆 预制
外 墙 保 温 的 连续 性 和 整体 性 ,提 高 了围 护 结构 的耐 久 性 。 同 时在
时增 加 内遮 阳需 入 户 操 作 .对 原 有 室 内 装修 造 成 一 定破 坏 。 另 外
一
般 住 户 都 会 自行 安 装 室 内 窗 帘 以增 加 私 密性 .因此 改 造 时 应 以
增 加 外遮 阳设 施 为 主 。
板等。
既有非节能的居住建筑进行节能改造将具有重要的现实意义。 囝
参考 文献 : [ 1 ] 沈婷婷 . 夏 热 冬 冷 地 区 既有 居 住 建 筑 节 能 改 造 策 略 研 究【 D] . 浙 江 大 学 ,2 0 1 0 . f 2 ] 谢晟翔 , 南昌地 区既有居住 建筑节 能改造研究[ D】 . 南 昌大 学 ,2 0 l 3 . [ 3 ] 仓盛 . 夏 热 冬 冷地 区 既 有 居 住 建 筑 围护 结 构 节 能 改 造 研究[ J ] . 新 型 建筑 材料 ,2 0 1 4 ( 4 ): 1 1 一 l 4 . 【 4 ] 徐 一磊 ,夏晶 . 浅 谈我 国建筑节 能的若 干现状 [ J 1 . 科 学 与 财 富 ,2 0 1 1 ( 1 ): 3 5 - 3 5 . 【 5 】 侯 平 兰 ,薛 永 武 , 张 宣 关 . 夕 墙保温 的墙体节能方法 [ J 】 . 陕 西建 筑 ,2 0 0 6 ( 8 ) : 1 2 -1 4 .
夏热冬冷地区住宅建筑外窗设计要点分析

夏热冬冷地区住宅建筑外窗设计要点分析摘要:建筑外窗对室内环境的影响复杂多样,为更好的实现采光、通风、隔热、保温等功能,对外窗的设计也提出了更高的要求。
文章从建筑设计的角度出发,围绕外窗布置位置、面积大小及窗户选型等进行分析,以期达到实现良好的自然通风和建筑节能的目的。
关键词:建筑外窗;自然通风;建筑节能前言:建筑外窗是建筑围护结构的重要组成部分,担负着采光、通风、隔热、保温等重要功能,是建筑实现自然通风和绿色节能的重要单元。
随着现代社会的快速发展,人们对居住建筑的美观及舒适性要求越来越高,而窗户的各功能在实现过程中又往往存在冲突和矛盾,对于夏热冬冷地区,夏季人们希望减少太阳辐射,而冬季又希望加大太阳辐射量。
因此,建筑外窗在设计过程中应充分考虑各功能实现因素,平衡各种需求,最大化发挥其价值。
文章将从外窗布置位置、面积大小及窗户选型三个方面进行阐述。
1.外窗布置位置及方向外窗的布置位置及方向直接影响着室内自然通风的效果。
要取得良好的通风效果,使气流在室内分布均匀,就要求房间要设置合适的进风口和出风口。
《住宅设计规范》要求,住宅卧室、起居室应有良好的自然通风。
在住宅设计中应合理布置上述房间外墙开窗位置、方向,有效组织与室外空气直接流通的自然风。
卧室、起居室应组织相对外墙窗间形成对流的穿堂风或相邻外墙窗间形成流通的转角风。
1.1为组织良好的室内自然通风,窗户的朝向应取决于来流方向,也就是要考虑室外的主导风向。
当房间在相对的两面墙上设置外窗开口时,若风向垂直于进风口,虽能形成对流的穿堂风,但主要气流往往垂直流向出风口,除在出风口引起局部紊流外,对整个房间的影响面较小,发生气流短路,气流分布不均。
当风向入射角偏斜45°,产生的室内平均风速最大,气流分布也更好。
目前建筑布局一般都会选择建筑朝向与主导风向成30°~60°的夹角。
因此,对于坐北朝南的建筑往往都会尽量在南北向布置外窗,可以有效组织穿堂风。
外遮阳技术在节能建筑中的应用研究

W a Xio i g F n ng a y n a Ho g Lu n wu Sh n o ahu
Ab t c : Th if e c o e t r a s n -s a ig t c n lg u o t e a n a e e g sr t a e nl n e u f xen l u h d n e h oo y p n h n u l n ry c n u p in f r h a ig a d c oig wa a ay e a d te t e m a p r r a c o o s m t o e t n o l o n n s n lz d n h h r l ef m n e o f tc n lgis u h s n e s a n e h oo e s c a in r h dig, s l— h dig n e t r a s a n i nr du e i t i ef s a n a d x e n l h dig s ito c d n hs p p r a e .Th e e g fcin y f xe n l h dig e h oo u e i s me y ia r sde c s e n r y e f e c o e t r a s a n t c n lgy s d n o t pc l e i n e , i
关 键 词 : 能 建 筑 , 耗 模 拟 , 遮 阳技 术 节 能 外
Ap l a i n o x e n lSu -Sh d n c n o y t e g fii n p i t f E t r a n c o a i g Te h olg o En r y E f e t c
21 阳技 术相 关定 义 .遮
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提高 夏热冬冷 地 区居住 建筑外 窗的节能性 能 ,
就 必 须 综 合 考 虑 以下 几 个 方 面 ,才 能 取 得 事 半
功倍的节能效果 。
(/ k wm ̄)
2 外窗玻璃的选择
居 住 建 筑 外 窗 中 ,玻 璃 面 积 占 6 %~ 5 , 8 7%
、 L
、
玻璃 的节能效果在 外窗节能中 占重要地位 。透
葛大 中 , (徽 产 质 监 检 研 院, 徽 合 26 ) 方明 安 省 品 量 督 验 究 安 肥 30 01
虽
摘 要 :围绕外窗材料的选择在 夏热冬冷地 区居住
建 筑 节 能 中的 应 用 , 阐述 了玻 璃 和 窗 框 的 传 热 、 窗 外 的 空 气渗 漏 、 户 遮 阳 系数 、 窗 结构 形 式 的 选 择 。 窗 外
2 1 第 4期 l 1 5期 ) 0 2年 总 8
安
徽
建
筑
节能外窗材料在夏
建
的应用研究
Ou . id ws Mae il fE e g vn h pia ino tSu m e n l it r i n t n o t r n r ySa ig i t eAp l t f W ao n c o Ho m r d Cod W ne l g a Bu di
和普通中空玻璃已经因节能要求而淘汰 出市场 , 单玻 的传热 系
数太高 、 普通 中空玻璃 的遮 阳系数 太大 , 仅有 镀膜 玻璃 可 以符 合 要求 , 既能有效控 制红外线 的穿 透 , 又能提高 可见光部 分 的 光波 的透过 比, 同时减少紫外线 的透过率 。主要 可以选 择的玻 璃有热反射玻璃 和低辐射镀膜 (o — ) L w E 玻璃 。中空镀膜玻璃 具 有极佳热学 、 隔声 、 防结霜 、 抗结露及密封性能 。在建筑 节能作 为单独部分首先进行验收 的今天 , 中空镀膜玻璃应用在外 窗几 乎成 了唯一的选择 ,其 他种类的玻璃 如真 空玻 璃 由于工艺复 杂, 产量低和成本 昂贵没有价格优势 , 不能大范 围的铺开使用 。
0 ~1 ℃ ; 热 月 平 均 温 度 2 ℃ ~3 ℃ , 要 ℃ 0 最 5 0 既
满 足夏季的防热要求 ,又要兼顾 冬季的保温要 求 ,所以在门窗的保温 和遮 阳均要兼顾 。据统 计 ,建筑采暖和空调采 暖的能耗 占社 会总能耗 0 建 的 3 %左 右。建筑 外窗是建 筑维护结构 中的重
筑
节
要部件 , 也是建筑节能的薄弱环节 , 居住建筑 的
筑
采 暖 和 空 调 的能 耗 由一 半 经 外 窗 损 失 。 因此 根 能 与 据安徽地 区的气候 特点 、居住建筑 的功能要求 应 和节能设计标准 , 搞好节能 的应用研 究 , 于节 对
用
窗框材料 聚氨脂
窗框种类 带有金属加强筋 , 型材壁厚 的净厚度 5m m
软木 ( 密度 为 5 0 gm ) 0 k/
、 . _
~
■
’、
k O 1 w ( 2k = .3 / . ) m
夏热冬冷地 区建筑外窗遮 阳系数 的设计 标 准限值采用夏热冬冷地 区的设计标 准 ,中空玻
收稿 日期 :0 2 0 — 1 2 1— 6 2 作者简 介: 葛大 中( 99 ) 男, 1 7 一 , 安徽定远人 , 毕业于合
1%的情况下 , 2 窗框 厚度更具框 扇 的不 同构造 , 采用折 合平均
厚 度 d后 , 温 性 能 和 厚 度 的 关 系 见 图 1 保 。 由 图 中 曲 线 可 以 得 出 :窗 框 厚 度 为 5 0的软 木 传 热 系数 K
为22 m . W/ K, 以木窗的保 温性 能最好 。其 中铝木复合窗具 0 所 有双 重装饰效果 , 从室 内看是 温馨 高雅 的木 窗 , 室外看却 又 从
过玻璃 的热量 传递主要有传导 和辐射两 部分组
成 ,分别 用传热系数 K和遮 阳系数 S 来表征 。 通过检测 ,各种 玻璃节能性能数据综合分 析见
表 1 。
、 L \ 、 、
、 \
\ \ \ ’
硬木 ( 密度 为 10 gm ) 0 k/
h O1w( 。) = .8 / k m
传热 系数 ( m ・ ) w, K 2 . 8
约能源 、 保护环境 、 贯彻执行 国家可持续发 展战
略, 具有 及其重要 的意义 。 外 窗 的能耗包括 通过玻 璃 和窗框 的传热 、 窗缝 的空气渗透 、 太阳辐射 的热等三个方 面。涵 盖了热传递的三种方式 : 传导 、 流和辐射。要 对
各种不 同的玻璃节能性能
表1
关键词 : 外门窗; 建筑节能 ; 节能 , 应用研 究
中 图分 类 号 : U1 25 * T 1 .92 文献标识码 : A
文章编 号 :0 7 7 5 (O )4 0 5 — 2 1 0 — 3 92 l 0 — 0 6 0 2
1 概
述
夏 热冬 冷 地 区的 特征 是 最冷 月 平均 温度
安
徽
ห้องสมุดไป่ตู้
建
筑
21 0 2年 第 4期 { 1 5期 J 总 8
规定 》 合 建 没(0 7 1 ) ( 20 )5号 规定 楼层在 5层 以上 ( ) 门窗 含 外
K≤36 m ・ )4层以下的 K≤32 ( K 。 .w K ; . m ・ )对门窗的保温性 w, 能提 出了更高 的要求 。 根据设计要求和玻璃的性能我们可 以得 出以下 结论 : 单玻
5 0 10 0
、
10 5
窗框的厚度 d m) ,m
i n
图 1 木窗框 以及金属 一木窗框的热传递 与窗框厚度 d 的关系
曩
肥工 业大 学机械 与 汽车学 院 , 学士 , 国家注册二级 建
造师。
璃有露 点要求 , 可见光透射 比设计限值为不 小于 04 , .0 部分城市根据 其经济发 展水平制定 了 6 %的节能指 标 , 合 肥市 民用建 筑 节能设 计技 术管理若 = 5 如《 f :