建筑節能門窗及技術研究現狀

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摘要：建筑節能標準越來越高，門窗節能為關鍵環節，為了提升建筑門窗的節能性，首先要對建筑節能門窗及技術的現狀進行研究。本文主要通過對門窗的結構設計、所使用的材料、遮陽系統技術及保溫密封性能等幾方面的現狀進行分析、探討，掌握結構設計、材料使用、技術應用的現狀及趨勢，為研發具有更好的節能效果、適用范圍更廣、更加經濟的節能門窗提供參考。

關鍵詞：建筑節能；節能門窗；門窗材料；遮陽系統

正文：

建筑結構中門窗為比較特殊的環節，通過門窗使室內外得以聯通，可以達到采光、通風采景的效果，又有遮陽、隔聲、防水的作用，才使建筑物適宜人類使用，為其賦予了生命的色彩，所以門窗在建筑中至關重要，有關數據表明通過門窗損失的能量約占建筑圍護部件總能耗的50%左右，比墻體、屋面、地面所占比重都多，因此，于建筑節能而言，門窗便成為提高節能標準的關鍵環節。

“十二五”規劃對建筑節能標準要求越來越高，同時也對節能門窗的設計和制造提出了新的要求。要想提高門窗的節能性能，就要從結構設計、材料選用和其它配套裝置設計著手研究。本文主要從門窗的結構設計、關鍵材料選用、遮陽技術及經濟節能幾個方面了解建筑節能門窗及技術的研究現狀。

1 節能門窗結構設計

門窗結構的不同嚴重影響門窗的保溫隔熱性能。目前國內廣泛使用的門窗結構為推拉窗、平開窗和固定窗。

推拉窗的優點為不占用空間，工藝簡單，使用方便，但窗扇與窗框間不可避免的間隙導致室內外冷熱空氣對流從而大大降低了門窗的隔熱性能。

近來，平行推拉上懸窗使用零件鏈接門窗扇與門窗框，并通過零件在設置的軌道內滑動，使門窗扇在開啟時整體離開門窗框平面，閉合時整個門窗扇同時緊壓在框材上，大大提高了推拉窗的氣密性，達到了節能的目的。

平開窗與固定窗密閉性都良好，所以，造成熱損失的主要是通過玻璃及框架本體的熱傳導及輻射傳遞出去的。因而，對平開窗及固定窗的節能研究主要從型材選料的改進及研發新型節能材料入手（下文會詳細闡述）。也有一些學者從更細微的角度入手，如開窗方式采用遙控式來提高門窗的密閉性。

2 節能門窗關鍵材料

門窗整體節能效果由其各部分組成材料的性能決定，下面對目前窗框、玻璃材料現狀及發展進行分析。

2.1 窗框材料

木質門窗、塑鋼門窗和鋁合金門窗為我國目前使用比較廣泛的窗框材料，以下就其材質優劣及現有技術對其改進方案進行簡述。

木質門窗為我國傳統門窗使用材料，其保溫性能及牢固性都不如其它材料，成本卻很高，但其美觀性能比較強，且綠色環保，近年來，有些企業從歐洲引進最新的技術、裝備，使用集成木材制作門窗框扇。技術水平與國外同步，新型木質牢固、導熱性低、生產工藝先進、美觀、環保，但由于其成本過高，在我國僅用于高端門窗。科研人員繼續從樹木種類的選擇及加工工藝進行研究，以改進木質門窗的質地，節約生產成本。

塑鋼門窗比較堅固，但防火性差，燃燒后會放出有毒氣體，且材質易老化，使用壽命短。針對這些問題科員人員進行了大量研究，對塑鋼本身性能的改進做了兩大突破，一是通過用馬來酸接枝順丁橡膠混合改性聚氯乙烯，同時加入硬脂酸鋅，使其改良斷裂強度比之前提升了50%。二是使用水滑石水滑石制備PVC 復合材料，提高了PVC 材料阻燃性能和抗紫外線性能，使其阻燃性能較改良前提升了50%。不僅對塑料本身性能進行了改進，并對塑鋼門窗型材的設計及選材提出新的要求，以減少建筑內的能量損失。如對塑鋼型材增加厚度，在型材內腔使用發泡材料填充來達到更好的保溫效果，更換襯材材料以降低門窗框的導熱性。

鋁合金門窗曾廣泛被業內采用，但由于其保溫性能不及塑鋼門窗且導熱性好，這就增加了建筑內部能量的流失，所以有段時間被塑鋼門窗取代。后來斷橋技術的推廣，在雙層鋁片之間加入塑料隔熱條，同時對鋁型材結構從新設計，不僅解決了鋁型材導熱性能好的問題，還起到了裝飾的作用，得到業界的歡迎，后來又對其進行改進，在隔熱條之間的空腔內添加發泡材料增加保溫性能。之后又在此基礎上設計鋁木復合門窗，既進一步提高了其保溫性能又增加了視覺效果，達到了良好的裝飾作用。

2.2 玻璃材料

玻璃通過熱輻射及熱傳導造成建筑內的熱量損失，且玻璃占窗戶80%左右的面積，所以，為保證窗戶的節能效果玻璃的選用則至關重要。

普通透明玻璃會透過90%以上的太陽輻射，且保溫性能較差，為了提高玻璃的節能性，研發人員經過探究與實驗，將普通透明玻璃表面進行加工處理，使其輻射降低便衍生出了Low-E 玻璃。又將玻璃片與內含干燥劑的鋁合金框架粘結，制成的中空玻璃，起到良好的隔聲隔熱性能。之后又將這兩種技術合二為一，并參入一些特殊元素，改進玻璃組合構造，使現在門窗使用的玻璃材料具有良好的隔聲、隔熱、保溫、環保、健康的性能。

3 節能門窗相關技術

對門窗的組成材料進行替換、改進自然能起到一定的節能效果，但為了更進一步節能則需要依托一些技術來配合。下面就節能門窗的遮陽技術及熱模擬技術進行簡述。

3.1節能門窗遮陽技術

炎熱的夏季，太陽輻射比較嚴重，建筑則需要起到很好的遮陽作用，此時節能門窗的遮陽效果則略顯不足，就需要依托遮陽系統來輔助，來達到更好的遮陽效果。

遮陽系統是一種必不可少的建筑措施。從設立位置分類，建筑遮陽可分為內遮陽、外遮陽及中遮陽系統。科研人員經過不同的實驗、測試，研究出不同地區、不同位置朝向、不同建筑風格可采用的各種遮陽系統，以便于對璃遮陽和建筑外遮陽產品的選擇及搭配。通過采用不同的遮陽技術，與節能門窗相輔相成，加之后來研究對遮陽系統只能控制，遮陽系統不僅起到了節能的作用還可以調節室內環境，使其智能舒適。

3.2節能門窗熱模擬技術

如今計算機技術越來越發達，通過模擬不同氣候下室內外環境及在該環境下對門窗的各項性能要求，來分析、研究門窗的節能性，可以大大降低研究成本，提高更新效率，縮短研發周期，很好的促進門窗節能方向的發展。

而模擬技術要面對的問題便是怎樣使模擬結果與實際情況更加貼切，這便需要結合更精準的算法并優化、搜集設置更實際的參數、環境因素更加詳細來提高模擬技術的準確性。作為門窗設計有效的重要手段，計算機模擬技術將迎來更加嚴峻的考驗，這勢必會使其更加迅速的發展。

4 結論

“十二五”規劃深化了我國節能減排的戰略目標，建筑節能取得更大的進步，要依托于節能門窗的研發及推廣使用，隨著對節能門窗性能的深入研究，節能門窗的保溫性能在不斷提高，門窗結構在不斷優化，綜合考慮環境因素，今后節能門窗不僅起到節能的效果更會使室內環境智能化，使使用者更加舒適、健康，為人類創造更多的效益。

參考文獻：

[1]李海洋.塑料推拉窗的密封及密封毛條的選用[J].化學建材，2006，22：16-18.

[2]畢建光，呂孝弟，蘇玉山.無框推拉窗的前景展望[J].門窗，2007（5）：53-55.

[3]胡慶華.美式塑料平開窗型材及組裝加工的特點簡介[J].門窗，2010（7）：29-35.

[4]孫波.外平開窗摩擦鉸鏈受力分析[J].門窗，2012（2）：49-52.