窗戶節能問題的探討

【摘 要】 建筑門窗是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，是墻體熱損失的5～6倍。門窗的節能約占建筑節能的40%左右，具有極其重要的地位，不可忽視。本文從建筑窗戶的隔熱保溫性、氣密性、雨水滲透性、抗風壓性能等角度分析了建筑窗戶的基本性能對建筑節能的影響，提出了一些減少窗戶能耗的措施。

【關鍵詞】 建筑窗戶 節能 措施

建筑節能是指節約采暖供熱、空調制冷、采光照明以及調節室內空氣、濕度、改變居室環境質量的能源消耗，還包括利用太陽能、地熱（水）能源的綜合技術工程。

對建筑物來說，節能的主要途徑是：減少建筑物外表面積和加強維護結構保溫，減少傳熱、耗熱量。在減少建筑物總失熱量的前提下，盡量利用太陽輻射得到的熱和建筑物內部的熱，最終達到節約采暖設備供熱量的目的。建筑門窗是建筑圍護結構的組成部分，是建筑物熱交換、熱傳導最活躍、最敏感的部位，是墻體熱損失的5～6倍。門窗的節能約占建筑節能的40%左右，具有極其重要的地位，不可忽視。節能型建筑門窗是指達到現行節能建筑設計標準的門窗。換句話說，即是門窗的保溫隔熱性能（傳熱系數）和空氣滲透性能（氣密性）兩項物理性能指標達到（或高于）所在地區《民用建筑節能設計標準（采暖居住部分）》及其各省、市、區實施細則技術要求的建筑門窗統稱為節能門窗。節能門窗可以是單體的（單層窗）也可以是雙體的（雙層窗），甚至在高緯度嚴寒地區可能采用三層窗。

下面就建筑窗戶節能的問題談談個人的幾點看法。

建筑窗戶的基本性能

建筑窗戶的隔熱保溫性能

窗戶的保溫性能是指減少窗戶傳熱，要求窗戶具有一定的熱阻，通常用傳熱系數K值來表示，其值越小，保溫性能越好。從規范中可以看出影響窗戶保溫隔熱性能的主要因素有窗框材料、鑲嵌材料的熱工性能和光的物理性能及窗型等。

建筑窗戶的空氣滲透性（氣密性）

建筑窗戶的氣密性是指空氣通過窗戶的性能，是表征窗戶等節能的重要性能指標之一。由于窗戶在窗框與窗扇之間都存在縫隙，空氣就會自由通過這些縫隙，產生能量損失，因此提高窗戶的氣密性是降低窗戶能耗的重要方法。但在建筑工程中，窗框與窗墻之間的縫隙也需密封，這樣才能提高窗戶的實際氣密性。

建筑窗戶的雨水滲透性

窗戶的雨水滲透性是指在風雨同時作用下，雨水通過關閉外窗的性能，這一性能就是影響窗戶節能的因素之一。要提高此性能一方面需要提高窗戶的氣密性，另一方面要求窗戶材料本身要有良好的耐水性能。

建筑窗戶的抗風壓性能

建筑窗戶的抗風壓性能是指窗戶抵抗風壓力而產生變形的能力，其性能越好，則抗風能力越強。當窗戶受風壓作用產生變形后，它的空氣滲透性能和雨水的滲透性能就會大大降低，若變形嚴重，在窗框與窗扇之間出現縫隙，則會導致大量空氣對流，增加能耗，同時造成雨水滲入室內，污染或損壞室內設施。因此該性能亦是窗戶的重要性能指標。

建筑窗戶的空氣聲隔聲性能

建筑窗戶的空氣聲隔聲性能是指窗戶阻隔聲音傳播的能力，通常用dB來表示，其值越大，隔聲性能越好，若其性能太差，室外的噪聲將會大量傳入室內，影響人們的工作和生活，甚至影響人們的身心健康。窗戶的用材、窗型等對其隔聲性能影響很大，在常用的木料、塑料和金屬框材中，木材、塑料的隔聲性能優于金屬，有空氣間層的中空玻璃、雙層玻璃等也能提高窗的隔聲性能。

如何減少窗戶的能耗，現就下面幾個方面進行探討

1、窗戶節能宜從改善氣密性入手

提高窗戶的氣密性，減少空氣滲透量。利用加設密封條的方法是改善窗戶氣密性的重要手段，密封材料采用高效、保溫、隔聲好的彈性材料（比如發泡的聚氨酯等可膨脹材料）作填充材料，能達到較好的節能效果。

然而，在改善氣密性的同時，對于房間的換氣問題亦不能忽視。窗框與墻、窗扇及玻璃之間的縫隙會產生室內外空氣的交換。從建筑節能的角度講，在滿足室內衛生換氣條件下，通過門窗縫隙的空氣滲透量過大，就會導致冷、熱耗增加，因此必須控制門窗縫隙的空氣滲透量。在我國大部分居住建筑沒有機械通風，也尚未設置居室熱壓換氣系統。以往，室內換氣是靠外窗和外門的滲透或開啟時陣性通風。由于室外風速是隨機的，無風或小風時，難以滿足換氣要求，而刮大風時室內溫濕度便會急劇降低，因此用窗戶縫滲透滿足房間換氣要求并不是上策，應由其它途徑加以解決。在建筑物采用氣密窗或窗戶加設密封條的情況下，房間設置可以調節的換氣裝置或其它可行的換氣設施（如設在窗戶上的換氣小窗或換氣孔或設在墻上的簡易節能的排氣扇等），均能改善室內衛生條件。總之，為了節能并創造衛生、舒適的室內環境，外窗的氣密性不可忽視。

2、增加建筑外窗鑲嵌部分的熱阻，從窗戶的材質與構造上進行考慮

主要途徑是設法形成空氣間層，利用靜止空氣層的高熱阻來減少傳熱損失。雙層窗和單框雙玻窗等都是利用這個原理而設計的。在采用雙層窗時，應盡可能提高內層窗的氣密性，以阻止室內濕空氣進入空氣間層；在采用單框雙玻時，需解決好玻璃受污染后的擦洗問題。

3、窗框部分注意切斷熱橋

提高了鑲嵌部分的保溫性后，窗框的熱橋問題就突出了。圍護結構的熱橋部分應采取保溫措施，以保證其內表面溫度不低于室內空氣露點溫度并減少附加傳熱熱損失。

4、改善窗框的保溫性能

窗框與窗體材料的導熱系數直接影響到外窗的保溫性能。過去，絕大部分窗框是木制的，保溫性能比較好。但是隨著技術的發展，金屬窗框越來越多，但這些窗框的傳熱系數很大，熱損失比較大，應采取保溫措施。首先，將薄壁實腹型材改為空心型材，內部形成封閉的空氣層，提高保溫能力。其次，開發塑料構件，已獲得良好的保溫效果。目前工程中應用較多的是斷橋鋁合金框、PVC塑鋼窗框。

5、增加窗扇的層數，選擇節能玻璃品種

窗體散熱面主要是玻璃，而不是窗框，玻璃約占不同類型窗面積的70～90%，窗戶節能，玻璃是關鍵。平板玻璃、鍍膜玻璃、中空玻璃、Low-E中空玻璃都有節能效果，只是節能程度不同而已。在不同地區、不同建筑要求窗的功能不一樣，所選用的玻璃應根據實際的需要而定。

增加窗扇層數能夠提高窗戶的保溫能力。當采用普通雙層窗時，內層應盡可能嚴密一下，而外層的窗扇與窗框之間，則不宜過于嚴密。因為冬季水蒸氣總是通過縫隙，由室內向室外擴散，如果內層不嚴密而外層嚴，則水蒸氣進入雙層窗之間看空氣層后，就會排不出去，從而在外層玻璃內表面上大量結露，其后果是嚴重降低天然光效果。

窗戶是建筑外圍護結構的開口部分，是阻隔外界氣候侵擾的基本屏障。窗戶除了要滿足視覺的聯系、采光、通風、日照及建筑造型等功能要求外，作為圍護結構的一部分應該同樣具有保溫隔熱，得熱或散熱的作用。因此，建筑設計中對窗戶的大小、形式、材料和構造設計不僅要滿足以上功能性要求，還要最大限度地滿足建筑節能的要求，以取得整體的最佳效果。