寒冷地區 (黑河市)節能門窗的選型研究

陸書齋，劉守花，郭云飛

(東北林業大學土木工程學院，150040)

我國是能源消耗大國，其中建筑能源消耗占25%以上，為了降低能源消耗，國家進行了三次節能改革。第一次節能改革將建筑節能提高到35%，第二次節能改革將建筑節能由35%提高到50%，第三次節能改革是將建筑節能由50%提高到65%，前兩次是通過鍋爐，建筑維護結構以及管理提高來實現改革目標。而現在進行的第三次節約能源改革只抓建筑維護結構的節能性能，可在建筑維護結構總能當中，建筑門窗的能耗占其能耗的49%［1］。建筑門窗為建筑物保溫性能最薄弱的地位，隨著人們生活水平的不斷提高，為了創造一個舒適的居住環境，室內制冷或采曖方式越來越普遍，門窗作為建筑物的表面維護之一，直接影響到建筑物的節能性能，提高門窗的保溫性能是保證建筑物能耗的主要途徑，現在建筑節能采用節能門窗的越來越受人們的關注。同時，根據建設部對節能執行率的要求，隨著人們節能意識的不斷提高以及節能建筑領域的不斷擴大，使節能門窗有了更廣闊的發展空間。本項目的研究成果以整個黑河地區為例，對寒冷地區來說具有重要的意義，可以指導黑河地區節能門窗的生產實踐，滿足建設部在本省行政地區新建居住建筑必須采用節能65%門窗的要求，同時又能根據黑河地區寒冷的自然環境為其選擇一種既經濟又適用的節能門窗。

1 研究背景及研究方案

寒冷地區是指最冷月平均氣溫在－60～－10℃之間的地區。黑河市最冷月的平均氣溫為－23.2℃，屬于寒冷地區。

黑龍江省黑河市位于N 55°12'，北鄰中國最北端的大興安嶺，是我國緯度最高的地區之一，屬大陸性季風氣候。這里夏季溫和、短暫而多雨，冬季寒冷、漫長。年最低氣溫可達－40℃，黑河市是典型的寒冷地區。黑河市相比哈爾濱的年最低氣溫低近10℃，但是黑河市目前所采用的窗型標準仍參考省會哈爾濱的，并沒有根據黑河市自身的氣候特點制定自己的窗型標準，哈爾濱的窗型標準在黑河市是不適用的。本文主要研究適合黑河市的節能門窗。

所謂真正的節能門窗［2］，不是單一的采用隔斷橋鋁型材或采用了中空玻璃節能材料，它是一個系統的完美組合，型材的設計、玻璃的選擇、正確的組裝等各環節缺一不可。

門窗傳熱系數K值是指在穩定傳熱條件下，維護結構兩側空氣溫度差為1℃，1h內通過1m2面積傳遞的熱量，單位是W·m－2·℃。從傳熱系數K值的定義來看，傳熱系數越小通過門窗傳遞的熱量越少，即門窗的保溫性能越好。

本論文主要解決寒冷地區 (黑河市)節能門窗選型，確定哪種門窗是最適合黑河市。適合黑河市的門窗一定是保溫性能好的門窗。門窗的保溫性能是以傳熱系數K值來衡量的。傳熱系數是在導熱系數測定儀上進行的，通過收集數據進而得出窗戶的傳熱系數 K 值［3－4］。

2 實驗數據與分析

本創新項目在黑龍江省低溫研究所的實驗室鼎力相助下，完成的實驗數據及分析結果見表1(單位:溫度，℃;厚度，mm;功率，W;面積，m2;熱流系數，W/K;熱導率，W/(m2·K);傳熱系數，W/(m2·K)

表1 傳熱系數實驗數據分析表Tab.1 Experimental data analysis of the coefficient of heat transfer

3 寒冷地區 (黑河市)節能門窗的選型

本項目通過對市場上所使用的門窗進行傳熱系數K值進行測定研究，得出以下結果見表2。

表2 實驗結果表Tab.2 Experimental results

根據建設部新型節能建筑節能65%的要求，新建節能建筑必須滿足傳熱系數值小于2.0，從試驗結果看出只有單框三玻的塑鋼窗和單框 (65型材)三玻鋁塑鋁復合窗的傳熱系數K值是小于2，符合建設部新型節能建筑節能65%的要求。單框雙玻的門窗不符合規定。得出單框雙玻的門窗已經不再適合黑河市，只有單框 (65型材)三玻的塑鋼窗、鋁塑鋁復合窗才適合黑河市。但是考慮到單框三玻鋁塑鋁復合窗的氣密性和水密性不好的缺點，以及試驗窗和工程窗的差距，最終得出結論只有單框 (65型材)三玻復合窗才最適合黑河地區。

［1］朱典想，濮文娟.綠色生態、節能環保型人造板機械開發方向［J］.森林工程，2010，38(1):4 －8.

［2］錢維思.節能門窗［J］.經營管理者，2011(2):372.

［3］王 濤，王玉芬.住宅建筑中有利于現代居住模式的中介空間設計［J］.森林工程，2007，23(4):73 －76.

［4］吳兆春.PVC塑料門窗節能效果因素分析［J］.塑料制造，2012(2):71－72.