建筑門窗節能性能影響因素

吳永明

摘 要：門窗是建筑與室外交流、溝通的重要通道，也是滿足建筑采光，通風、保溫、隔熱、隔音等功能的重要部件。外門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，是節能設計的重要部位，其能耗占住宅總能耗的比例較大，其中傳熱損失為1/3，冷風滲透為1/3，所以在保證日照、采光、通風、觀景要求的條件下，盡量提高外門窗本身的節能性能，減少外門窗本身的傳熱量，研究門窗組成材料的熱工性能，是提高其節能性能的根本途徑。

關鍵詞：門窗；節能；因素

1 前言

外門窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅建筑總能耗的比例較大，是建筑節能設計的重要部位。本文就影響門窗節能的因素從門窗組成材料方面進行了系統研究討論，從而為提高門窗節能效果提供重要途徑。

2 影響因素

影響門窗節能性能材料因素主要有門窗的玻璃、型材及密封材料等，另外除了門窗材料本身因素外，安裝質量也是影響其節能的重要因素。

2.1 玻璃類型

門窗用玻璃的種類較多，從結構上劃分有單層玻璃、中空玻璃、三層中空玻璃、夾層玻璃等；單片玻璃又分為透明玻璃、吸熱玻璃、鍍膜玻璃等。門窗的節能很大程度上取決于所用玻璃的類型、加工工藝。在選擇原片玻璃時，應該根據不同的地區選用不同的玻璃。陽光照射強的地區，選用低透過的鍍膜玻璃或吸熱玻璃作為原片玻璃，控制陽光進入室內，降低遮陽系數，如采用吸熱玻璃、熱放射玻璃、遮陽型Low-E玻璃等；而較寒冷地區，目的是減少因采暖而引起的能耗，應充分利用太陽輻射熱量，提高保溫性能，可采用Low-E玻璃膜或中空玻璃。在國外普遍使用氬氣等惰性氣體充入中空玻璃腔體，來生產節能效果更佳的中空玻璃，另外適當增加中空層厚度對中空玻璃的節能效果影響很大，中空層的厚度越大，則傳導傳熱系數越小，中空玻璃的節能性能越好。

2.2 門窗框型材

門窗框材料是整個門窗系統中隔熱的薄弱環節，整個框材料約占整個窗戶面積的25%，選用隔熱性能好的材料非常重要。目前，門窗框所用型材種類主要有木型材、鋁合金型材、塑料型材、鋁塑復合型材、木塑復合型材等。特別是鋁合金窗的隔熱措施非常重要，直接關系到其傳熱系數的大小，其斷熱橋措施一般采用穿條式隔熱型材、注膠式隔熱型材，也有部分采用連接點斷熱措施。隔熱條的尺寸和導熱系數對框的傳熱系數影響很大，因此規范中對穿條式隔熱型材的截面高度和注膠式隔熱型材槽的開口寬度都進行了最小限值規定，增大穿條截面高度和注膠槽口寬度可有效提高隔熱性能。

2.3 密封材料

門窗扇和玻璃的密封條的安裝及性能對門窗節能有很大影響。經常出現由于斷裂、收縮、低溫變硬等缺陷造成門窗滲水、漏氣，主要原因是密封毛條、密封膠條質量差。經過幾年的使用絕大多數的密封毛條均出現了不同程度的倒掛現象，密封膠條亦顯現了不同程度的收縮及失去彈性，嚴重影響了門窗的氣密性、水密性及保溫性能，使門窗的耐久性能及使用功能大打折扣，起不到密封作用。應選用硫化類橡膠膠條，如三元乙丙、硅橡膠、氯丁基膠條；框扇間宜采用三元乙丙膠條。

普通中空玻璃應采用聚硫密封膠及丁基密封膠，應采取雙道密封，以確保中空玻璃內部空氣的干燥。還有選用將密封和間隔兩個功能集于一身的暖邊間隔條，其傳導率低，是一種能夠改善中空玻璃邊緣熱傳導性的材料，暖邊間隔條包括超級間隔條、復合間隔條、聚丙烯間隔條、U型間隔條等。暖邊間隔條與普通金屬間隔條相比，節能性明顯提高。

2.4 安裝質量

門窗安裝質量也是影響門窗節能情況的重要因素。門窗框與墻體（附框）縫隙雖然不是耗能的主要部位，但處理不好會大大影響門窗的節能。門窗安裝的重點是窗框與洞口（附框）之間的連接與安裝，這也是決定門窗節能效果及其他使用性能的關鍵。

近些年來，門窗安裝采用干法施工（副框做法）越來越多，其能有效的減少交叉施工對門窗安裝質量的影響，目前鋼副框是作為附框的唯一材料，還沒有實現同種門窗材料使用同種材料的副框的目標，但推廣使用副框已經得到業內的普遍認可。目前主要存在問題是洞口精度差影響門窗整體性能，實際建筑外墻預留洞口與附框尺寸偏差較大，同規格的窗在按照同一尺寸制作副框時不能適應洞口的安裝。洞口與附框偏差過大會使修補的抹灰層過厚，容易發生龜裂，產生滲水，形成熱橋等現象，這些部位主要是密封和熱橋處理問題，現在多采用現場注發泡膠，然后采用密封膠密封防水，另外框與洞口（附框）之間的伸縮縫空腔應采用閉泡沫塑料、發泡聚苯乙烯等彈性材料分層填塞，且填塞不宜過緊。

3 門窗節能性能指標

根據《建筑節能工程施工質量驗收規范》的規定，應按地區類別對門窗節能指標進行檢測，在嚴寒、寒冷地區門窗容易結露，對保溫節能性能要求較高，其檢測指標包括氣密性、傳熱系數和中空玻璃露點；在夏熱冬冷地區遮陽也是非常重要的，其檢測指標包括氣密性、傳熱系數、中空玻璃露點、遮陽系數和可見光透射比；在夏熱冬暖地區由于夏天陽光強烈，太陽輻射對建筑耗能的影響很大，主要考慮夏季隔熱，其檢測指標包括氣密性、遮陽系數、中空玻璃露點、可見光透射比。

目前建筑節能指標為65%，門窗保溫性能要求低于2.8 W/（m2·K），下一步將建筑節能要求提高至75%，門窗保溫性能要求低于2.0 W/（m2·K）。通過斷橋鋁合金窗傳熱系數檢驗結果表明：對窗扇、窗框型材采取斷冷橋工藝以及對中空玻璃采取暖邊充氣工藝、雙空氣層、增大空氣層厚度等技術措施，鋁合金窗傳熱系數K值能夠達到2.0W/（m2·K），其實質是對玻璃、窗框料、密封材料的熱工性能和加工工藝的提高。

4 結束語

為了進一步降低居住建筑能耗，促進和提高門窗節能性能的關鍵是原材料熱工性能技術突破，降低空氣滲透熱損失，提高氣密、水密、隔聲、保溫、隔熱等物理性能，要在密封材料和密封結構及室內換氣構造上進行改進，對住宅窗型結構、開啟形式和窗體構造進行技術創新。積極開發推廣新材料、新技術，開展國際合作，引進國外先進技術和產品，加速推進我國的建筑門窗技術進步；在施工方面提高門窗的安裝質量，應根據建筑門窗洞口的實際情況，繪制詳圖，方便設計、施工。使得建筑門窗可以在生產廠家進行組裝，避免造成由于安裝問題導致的門窗質量下降，大大提升建筑門窗的整體性能。同時建議增加門窗耐久性檢測項目，評價門窗經過一萬次反復啟閉試驗后的物理性能，出臺建筑門窗的維護保養規定，提高門窗的使用年限。