高性能建筑的門窗設計分析

【摘要】當今社會可持續發展已成為目前的重要發展戰略，而在建筑工程中的可持續設計就是其中的一個重要的表現形式，可持續設計的最終目的是為了實現建筑的更好的利用資源并不斷減少對環境影響。而窗戶的選擇和設計在實現建筑節能和環保的目標上起著重要的作用。本文就高性能建筑門窗設計的問題著手，重點闡述了高性能建筑門窗設計的基本問題。

【關鍵詞】高性能門窗；門窗設計；建筑結構

一、高性能建筑門窗相關內容

（1）高性能建筑用窗的重要性。窗戶在建筑學上是指墻或屋頂上建造的洞口，它的主要作用是用來讓光線或者空氣進入到室內，調節室內的亮度和環境，同時還能夠起到有效的隔音效果。高性能建筑用窗是基于可持續設計而存在的，它的具體應用對于實現建筑節能和環保的目標及對居住者的舒適性、滿意度和工作效率方面扮演著重要的角色。（2）高性能建筑用窗應用現狀和發展前景。高性能建筑在當今社會的發展異常迅速，因為它具有絕對的生態優勢，而這一方面的優勢對于可持續發展戰略的實施具有重要作用。高性能建筑使用的能夠都是清潔的，能夠有效地降低能源的消耗，而且采用的綠色建材能夠減低有效地降低污染，同時高性能建筑全壽命周期成本最低化，也使能源得到節約。而在高性能建筑中高性能用窗是最主要的表現形式之一，高性能建筑用窗的應用也越來越普遍，并且在未來的發展中占據更重要的地位，以達到社會、經濟的可持續發展。（3）最新門窗技術、系統和設計策略。一是最新門窗技術。最新的門窗技術要數節能窗的技術了，我們都知道在建筑維護結構中，主要包括四個方面，它們分別是門窗、墻體、屋面以及地面，而在這四者之中，窗戶的絕熱性能使最差的，所以對于室內熱環境以及建筑節能的影響也是最大的。雖然木門窗的隔熱效果相對優良，但是為了保護森林，目前已經大幅度的減少木制門窗的使用，所以在原料的選擇上有最初的鋼窗發展為目前的塑料窗、鋁窗玻璃鋼窗以及復合材料窗，對于窗框采用密封條的方式，有效達到減少能耗以及舒適度提高的目的。而我國在這一方面上的實踐，相較于發達國家還是有一段差距的，主要還是應用雙層玻璃塑料鋼窗或中空玻璃等新型節能窗。二是最新門窗系統。至于最新門窗系統，最前衛、最主要的就是窗戶的自動控制管理系統。這個系統中主要包括六個模塊，分別是雨水檢測單元、風速檢測單元、溫度檢測單元、主控制單元、窗戶開啟控制單元以及電源模塊。整個系統六個模塊協調工作，能夠有效地完成在各種不同情況下窗戶能夠自動的開啟和關閉，是系統通過從主機接收收編碼信號、執行開啟窗戶的大小、檢測窗戶角度的位移、分析判斷偏轉角度方向以及最后的執行如何補氣等，這樣的流程使窗戶的使用在經濟和環境上都得到了明顯的改善，充分發揮了其在通風換氣以及降低濕度的效果，從而也使經濟效益得到明顯的提高。三是最新門窗設計策略。上面我們提到過高性能的建筑門窗使用的最終目的就是實現能源的節約和環境的環保，所以高性能建筑門窗的設計策略的出發點就是節能和環保。從而這就需要從兩個方面進行相關的舉措，一方面就是高性能建筑門窗的自身材料的問題，一方面就是在使用高性能建筑門窗是所應用到的輔助節能和環保的技術措施。

二、高性能建筑門窗設計的基本問題

（1）建筑能耗、節能設計。建筑能耗。根據統計調查顯示，在采暖住宅建筑中，門窗的傳熱熱損失加上空氣滲透熱損失，在傳熱熱損失中所占的比例高達50％左右，其中傳熱和空氣滲透大約各占一半，所以可以得到的結論就是門窗的保溫性和氣密性對于采暖能耗具有重大的影響。所以我國基于這種現狀對于不能適應舒適和節能的要求的門窗已經不再給予使用，這種門窗也逐漸被功能質量、保溫性和氣密性普遍較好的門窗來代替。例如我國當前各種類型保溫節能門窗大量的涌現，就是響應了這一現象的趨勢需要，同時從具體的實踐中我們還了解到塑鋼門窗、單框雙玻彩板鋼窗以及鋁合金窗在保溫性、氣密性以及其他的功能質量方面都相對較好。而且再有了這樣的物質條件的基礎上，還相應的實行了一系列的提高建筑門窗保溫隔熱性能的措施。我們要了解門窗在使用的過程中的能源消耗的具體途徑，這其中包括因為開啟密封處是室外的空氣進入而導致的能量的損失；還包括室內和室外溫度不同，然后再通過窗框的熱傳導帶來的能量的損失；最后一種能量的損失是由于采光玻璃的輻射以及傳到引起的，所以這就跟進一步的證明了提高建筑門窗的保溫性能和降低空氣滲透性能，是節約采暖能耗、改善室內熱環境的關鍵環節。而為了降低建筑門窗的能源消耗電量，同時能夠有效地提升建筑門窗的保溫隔熱性能，在通常情況下，我們采取以下三方面的措施：就是在用作窗框的原材料的正確選擇，一般情況下窗框采用擁有低導熱系數的材料，而這種材料多數為新型復合類的材料，例如我們經常會見到的PVC塑料型材、玻璃鋼型材以及一些比較高檔的鋁木復合材料等。這些材料的應用相較于金屬類的窗框，對于窗框的熱傳導而帶來的能量損失的程度大大的降低，是針對上面我們提到的第二種能源消耗途徑提出的具體措施。而針對于第一種途徑能源的大量消耗問題，我們采取的措施設計合理的密封結構，在這基礎上還需要選擇性能比較好的用來密封的膠條進行相關的輔助應用。最后一種措施就是通過增加玻璃的層數和玻璃之間的距離，使空氣的氣層厚度盡可能的增加，然后再采用鍍膜玻璃等相關措施，有效提高玻璃材料的熱阻值，這樣再高溫或者寒冷的天氣，室內外溫差相對較大的情況下就能夠防止結露和結霜的現象的發生，給雙層玻璃材料中間一個具有一定厚度并且相對穩定的干燥的空氣層，從而也有效地減少了能量、能源的消耗，以上面的兩種措施相比較，這種通過增加玻璃的層數和玻璃之間的距離減少能耗的方式受到越來越廣泛的采用。二是節能設計。所謂節能窗就是指能夠對導熱、對流以及輻射三種方式進行最有效的阻隔的窗子。而為了更有效的減少熱量的損失，其實保證節約能源，合理的選擇窗的結構則是至關重要的，而我國在建筑工程結構中用到的窗型主要有推位窗、固定窗以及平開窗三種。推拉窗主要構造在窗框上具有相應的上下兩個軌道，利用窗扇左右滑動完成開啟和關閉，但是這種窗子因為滑軌間有空隙的存在，很容易形成對流，就算加裝密封條，但是隨著時間的延長，窗的上下空隙也會逐漸加大，能量就會隨時嚴重；平開窗就是傳統的外開或者內開的窗子形式，這種形式密封性在窗扇關閉之后就會相當好，所以這種窗子的節能效果要比推拉窗效果明顯，是真正的節能窗；從結構上來說，這種窗型的節能效果是最理性的窗型。窗的節能措施主要包括兩個方面，一方面是合理確定窗墻比，另一方面是減少傳熱量，主要的方式控制失熱和控制得熱，在失熱的控制中具體的措施主要包括設置空氣間層、在間層中填充導熱性能較低的氣體以及改善玻璃的熱工性能等。（2）門窗的可持續以及的生命周期設計。當今世界許多能源的消耗問題和環境污染問題日益嚴峻，所以人們也越來越多的關注高性能、可持續以及綠色的設計上，尤其是在人們的居住環境上，所以建筑工程中高性能的門窗的可持續設計以及門窗的全生命周期設計也越來越受到重視。

總之，在建筑工程以及人們居住環境不斷發展的當今社會，高性能的建筑越來越受到人們、社會甚至整個國家和世界的重視，高性能門窗的使用在建筑能耗和節能方面起到舉足輕重的作用，為我國的可持續發展提供重要的支撐，為了使其能夠發揮最有力的作用，我們還需要根據文中的具體措施加以正確的實施，從而造就整個社會乃至整個世界都能夠達到可持續的發展。

參考文獻

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