门窗的节能技术与措施

门窗节能技术与措施门窗是围护构造保温薄弱环节，从对建筑能耗组成分析中，人们发现通过房屋外窗所损失能量是十分严重，是影响建筑热环境与造成能耗过高主要原因。

传统建筑中，通过窗传热量占建筑总能耗20%以上；节能建筑中，墙体采用保温材料热阻增大以后，窗热损失占建筑总能耗比例更大。

导致门窗能量损失原因是门窗与周围环境进展热交换，其过程包括：通过玻璃进入建筑太阳辐射热量；通过玻璃传热损失；通过窗格与窗框热损失；窗洞口热桥造成热损失；缝隙冷风渗透造成热损失。

据了解，影响门窗热量损耗大小因素很多，主要有以下几方面：门窗传热系数。

门窗传热系数是指在单位时间内通过单位面积传热量。

传热系数越大，那么在冬季通过门窗热量损失就越大。

门窗传热系数又与门窗材料、类型有关。

门窗气密性。

门窗气密性是指在门窗关闭状态下，阻止空气渗透能力。

门窗气密性等级上下，对热量损失影响极大，室外风力变化会对室温产生不利影响，气密性等级越高，那么热量损失就越少，对室温影响也越小。

窗墙比系数与朝向。

窗墙比例是指外窗面积与外墙面积之比。

通常门窗传热热阻比墙体传热热阻要小得多，因此，建筑冷、热耗量随窗墙面积比增加而增加。

作为建筑节能一项措施，要求在满足采光通风条件下确定适宜窗墙比。

一般而言，不同朝向太阳辐射强度与日照率不同，窗户所获得太阳辐射热也不一样。

门窗节能途径主要是保温隔热。

其措施包括：提高门窗保温性能；提高门窗隔热性能，提高门窗气密性。

选择节能窗型。

窗型是影响节能性能第一要素。

推拉窗节能效果差，而平开窗与固定窗节能效果优越。

推拉窗在窗框下滑轨来回滑动，上部有较大空间，下部有滑轮间空隙，窗扇上下形成明显对流交换，热冷空气对流形成较大热损失，此时，不管采用何种隔热型材作窗框都达不到节能效果。

平开窗窗扇与窗框间一般有橡胶密封压条，在窗扇关闭后，密封橡胶压条压得很紧，几乎没有空隙，很难形成对流，热量流失主要是玻璃、窗扇与窗框型材本身热传导、辐射散热与窗扇与窗框接触位置空气掺漏，以及窗框与墙体之间空气渗漏等。

固定窗由于窗框嵌在墙体内，玻璃直接安装在窗框上，玻璃与窗框已采用胶条或者密封胶密封，空气很难通过密封胶形成对流，很难造成热损失。

在固定窗上，玻璃与窗框热传导为主要热损失来源，如果在玻璃上采取有效措施，就可以大大提高节能效果。

因此，从构造上讲，固定窗是最节能窗型。

设计合理窗扇比与朝向。

一般来说，窗户传热系数大于同朝向、同面积外墙传热系数，因此，采暖耗能热量随着窗墙比例增加而增加。

在采光与通风允许条件下，控制窗墙比例比设置保温窗帘与窗板更加有效，即窗墙面积比设计越小，热量损耗就越小，节能效果越佳。

热量损耗还与外窗朝向有关，南、北朝向太阳辐射强度与日照率高，窗户所获得太阳辐射热多。

在?民用建筑节能设计标准〔采暖居住建筑局部〕?中，虽对窗墙面积比与朝向做了有选择性规定，但还应结合各地具体情况进展适当调整。

有专家提出：考虑到起居室在北向时采光需要，南、北向窗墙面积比可取0.3；考虑到目前一些塔式住宅情况，东、西向窗墙面积比可取0.35;考虑到南向出现落地窗、凸窗时机较多，南向窗墙面积比可取0.45。

这样虽然增大了南向外窗面积，但可充分利用太阳能辐射热降低采暖能耗，实现既有宽阔明亮视野又不浪费能源目。

使用节能材料。

由于新型材料开展，组成窗主材〔框料、玻璃、密封件、五金附件以及遮阳设施等〕技术进步很快，使用节能材料是门窗节能有效途径。

框料：窗用型材约占外窗洞口面积15%~30%，是建筑外窗中能量流失另一个薄弱环节，因此，窗用型材选用也是至关重要。

目前节能窗框架类型很多，如断热铝材、断热钢材、塑料型材、玻璃钢材及复合材料〔铝塑、铝木等〕。

其中，断热铝材节能效果比拟好，使用比拟广，它不仅保存了铝型材优点，同时也大大降低了铝型材传热系数。

断热铝材是在铝合金型材断面中使用热桥〔冷桥〕技术使型材分为内、外两部。

目前有两种工艺：一种是注胶式断热技术〔即浇注切桥技术〕，这种技术既可以生产对称型断热型材，也可以生产非对称型材。

由于利用浇注式处理流体填补成型空间原理，其成品精度非常高。

另一种是断热条嵌入技术，即采用由聚酞胺66与25%%玻璃纤维〔PA66GF25)合成断热条，与铝合金型材在外力挤压下嵌合组成断热铝型材。

这种型材不仅强度高〔接近铝合金〕，而且它机械性能好、隔热效果佳。

由于隔热条参加使型材形成多种断面形式，有良好强度。

另外隔热条中玻璃纤维排列有序，能够长时间承受高拉应力与高剪切应力，隔热条线形膨胀系数接近铝，有非常好加工性能；同时内、外型材可以由不同颜色与外表处理方式型材组成，增强了装饰效果；并且可抗多种酸、碱化学物质腐蚀。

玻璃：在窗户中，玻璃面积占窗户面积65%~75%。

普通玻璃热阻值很小，而且对远红外热辐射几乎完全吸收，单层普通玻璃是无法到达保温节能效果。

门窗玻璃种类较多。

不同种类玻璃，其透光率、遮阳系数、传热系数是大不一样。

导热性与遮阳性，有着双重性。

对于冬天，我们希望太阳辐射得到热量，使室内温度升高。

但夏天又希望减少太阳辐射，防止进入室内。

因此，对于不同地区，应选择相应传热系数与遮阳系数玻璃。

为了降低导热性与提高遮阳性，目前，门窗玻璃常用处理方法有：玻璃镀膜。

用物理或化学镀膜工艺，改变玻璃外表热反射特性，将太阳辐射直接反射回去，从而提高玻璃遮阳隔热性能。

镀膜玻璃又分为热反射玻璃〔又称阳光控制玻璃〕与低辐射玻璃〔又称Low-E 玻璃〕，热反射玻璃可通过配置膜层构造与厚度，在较大范围改变遮阳性能。

由于对红外线高反射、不吸热材料镀膜，Low-E玻璃可反射太阳能波段热辐射，从而有效地控制了玻璃遮阳性能，同时也明显降低了玻璃传热系数。

玻璃着色。

在制造过程中参加色剂，着色玻璃遮阳性与隔热性能优于透明玻璃。

通过吸收局部阳光直接透过，从而减少太阳辐射热进入室内；但由于吸收热量使自身温度升高，增加了温差传热，降低了保温效果。

中空玻璃。

中空玻璃是以两片或多片玻璃，采用间隔条来控制中空玻璃内外两片间距。

双玻璃周边用密封胶翻结密封，使玻璃层间形成枯燥气体，具有隔音、隔热、防结露与降低能耗作用。

密封材料：洞口密封材料质量，既影响着房屋保温节能效果，也关系到墙体防水性能，应正确选用洞口密封材料。

目前钢塑门窗框四边与墙体之间空隙，通常使用聚氨酯发泡体进展填充。

此类材料不仅有填充作用，而且还有很好密封保温与隔热性能。

另外应用较多密封材料还有硅胶、三元乙丙胶条。

其他局部密封用密封条，密封条分为毛条与胶条。

密封胶条用于玻璃与扇及框之间密封，在塑钢门窗中起着水密、气密及节能重要作用。

密封胶条必须具有足够拉伸强度、良好弹性、良好耐温性与耐老化性，断面构造尺寸要与塑钢门窗型材匹配。

质量不好胶条耐老化性差，经太阳长期暴晒，胶条老化后变硬，失去弹性，容易脱落，不仅密封性差，而且造成玻璃松动产生平安隐患。

密封毛条主要用于框与扇之间密封，毛条安装部位一般在门窗扇上，框扇四周围或密封桥〔挡风块〕上，增强框与扇之间密封，毛条规格是影响推拉门窗气密性能重要因素，也是影响门窗开关力重要因素。

毛条规格过大或竖毛过高，不但装配困难，而且使门窗移动阻力增大，尤其是开启时初阻力与关闭时最后就位阻力较大；规格过小或竖毛条高度不够，易脱出槽外，使门窗密封性能大大降低。

毛条需经过硅化处理，质量合格毛条外观平直，底板与竖毛光滑，无弯曲，底板上没有麻点。

胶条、毛条都起着密封、隔音、防尘、防冻、保暖作用。

其质量好坏直接影响门窗气密性与长期使用节能效果。

门窗节能关键是在满足其使用功能前提下，具有较高保温性与隔热性能。

门窗节能最重要是解决好门窗型材断热问题与选配热阻值小玻璃问题，使门窗具有高强度、高气密性、高水密性、高精度性、优异隔热、隔音性能。

只要从门窗设计、加工、安装等各个细微环节上下工夫，就完全可以设计、制造出适应保温节能要求门窗。

近些年来，我国在节能门窗研究开发与技术引进方面做了大量工作，总体上说门窗节能水平有所提高，但与先进国家相比，仍有较大差距。

随着建筑节能标准制订实施，国家也正采取有效措施，形势迫使我国门窗、幕墙行业迅速开展进步。

目前，在门窗节能问题上，我们还需要在以下几方面做更多研究与实践。

建立综合性节能指标体系，如窗夏季传热系数、窗玻璃遮阳系数、空气渗透性能、窗户采光性能等。

建立符合地区特点门窗节能指标与技术；尽量通过加强建筑物保温隔热能力，满足人们对室内舒适度要求，降低建筑能耗；加强节能技术宣传，建立正确全民节能观念。

五金附件：门窗是靠五金配件来完成开启、关闭功能，它是建筑门窗中最易磨损与持续活动局部，其功能有效性不仅直接导致平安问题，而且影响建筑门窗保温性能以及水密性、气密性。

没有高性能五金配件作保证，是无法制作出高性能节能门窗。

门窗五金配件主要包括：执手、滑撑、撑挡、拉手、窗锁、滑轮等。

对平开窗而言，按照密封性能来分类，大体可分为两类：多锁点五金件与单锁点五金件。

多锁点五金件锁点与锁坐分布在整个门窗四周；当门窗锁闭后锁点、锁坐牢牢地扣在一起，与铰链或滑撑配合，共同产生强大密封压紧力，使密封条弹性变形，从而提供应门窗足够密封性能，使窗扇、窗框形成一体；而单锁点密封性相对来说就要差得多。

因此，采用多锁点窗锁，可以大大减少门窗扇变形，提高密封性能。

就其它配件而言，滑撑铰链应采用不锈钢材料，对宽度超过1米推拉窗，或安装双层玻璃门窗，应采用双滑轮或选用滚动滑轮。

优化门窗框型材断面构造。

新材料出现后如果没有相应构造配合，那么它发挥作用也就有局限性。

同样材料采用构造不同，在性能上相差是很大，如框采用多腔隔热条、密封采用多道密封与玻璃、附件配套，使K值大幅度降低。

由此可知，要提高框架热阻，就须加大隔热条宽度或连接内外铝框隔热芯子厚度。

为了框架断面紧凑，根据热流长度原理，在隔热条同样宽度下，可设计成“弓〞形，由于热流长度增加，也就提高了热阻R,使K值进一步降低。

采取多空腔隔热条设计，以降低K值。

虽然加宽隔热条可有效降低K值，也只能适当加宽，假设加得太大，会造成构造不紧凑，必须还要寻求提高热阻措施。

根据热传导原理，可将热传导面设计成叠加多空腔以提高热阻。

加宽隔热条填充发泡材料，并用多头腔密封条配套，进一步降低K值。

为一步降低K值，可加宽隔热条、填充发泡材料，用多头密封形成空腔与之性能配套。

密封构造应与框架等性能配套。

门窗有一个开启问题，这样关闭时缝隙密封处理是一个薄弱环节，因密封不好产生对流损失热量。

因此，在框架与玻璃都采取有效方法降低K值后，必须解决密封性能问题，窗密封构造设计除解决上述对流热损失问题外，还要考虑解决热传导损失问题，因此密封条设计除考虑密封性能外还需考虑多头密封空腔，形成多腔空间，以求得K值与其他局部配套。

目前常用遮阳设施有：活动式外遮阳。

活动式外遮阳设施是阻隔太阳辐射良好屏障。