現(xiàn)有建筑外窗的節(jié)能改造技術(shù)探討

梅 華 李瑞紅 徐 丁

(南通職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院 江蘇 南通 226007)

現(xiàn)有建筑外窗的節(jié)能改造技術(shù)探討

梅 華 李瑞紅 徐 丁

(南通職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院 江蘇 南通 226007)

建筑必須要在保暖、隔熱功能上不斷加強(qiáng)，由于外窗是建筑必有的部分之一，外窗成為影響建筑整體保暖、隔熱效果的關(guān)鍵性因素。通過對現(xiàn)有建筑外窗進(jìn)行節(jié)能改造，能夠切實(shí)加強(qiáng)建筑的保暖、隔熱效果，因此，本文通過闡述了對現(xiàn)有建筑外窗進(jìn)行節(jié)能改造的必要性，聯(lián)系實(shí)際，分析了現(xiàn)有建筑外窗的節(jié)能改造技術(shù)，從多個(gè)角度分析了我國建筑外窗的節(jié)能改造技術(shù)，旨在為促進(jìn)我國建筑事業(yè)的發(fā)展提出一些建設(shè)性意見。

建筑外窗；節(jié)能改造；必要性分析；技術(shù)探討

前言：窗戶是建筑必備的部分之一，通過窗戶不僅可以增加室內(nèi)的光線，同時(shí)還能夠調(diào)節(jié)室內(nèi)氣溫，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量，但是由于窗戶的保暖隔熱效果參差不齊，窗戶的安裝也依賴于施工技術(shù)，因此，在實(shí)際的應(yīng)用效果中，難以滿足社會的不同需求。通過加強(qiáng)對建筑外窗的節(jié)能改造技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展，能夠在原有建筑的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化建筑的保暖效果，從而減少對空調(diào)、暖氣的過度依賴，促進(jìn)城市的現(xiàn)代化進(jìn)程。我國的外窗節(jié)能改造技術(shù)發(fā)展良好，在多個(gè)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的突破，促進(jìn)了我國城市化的發(fā)展，提高國民生活質(zhì)量方面起到了關(guān)鍵性的作用。

一、對現(xiàn)有建筑外窗進(jìn)行節(jié)能改造的必要性

隨著建筑事業(yè)的不斷發(fā)展，技術(shù)上的創(chuàng)新和發(fā)展理念上的更新，使得建筑事業(yè)朝著更加環(huán)保和節(jié)能的方面發(fā)展，尤其在外窗的設(shè)計(jì)建造上，采用節(jié)能的方式能夠最大程度的利用光照，同時(shí)減少熱能供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。我國建筑發(fā)展較早，現(xiàn)有建筑由于不具有良好的外窗設(shè)計(jì)，在保暖功能上存在欠缺，且我國建筑數(shù)量龐大，如果不采取有效的改造措施，對現(xiàn)有建筑外窗進(jìn)行改造，則不利于民生發(fā)展，同時(shí)也造成技術(shù)發(fā)展的局限[1]。通過對現(xiàn)有建筑外窗進(jìn)行節(jié)能改造，能夠擴(kuò)大技術(shù)的應(yīng)用范圍，同時(shí)，節(jié)約了建筑改造的成本，擴(kuò)大了建筑節(jié)能改造的經(jīng)濟(jì)效益，如圖 1所示。尤其在我國北方地區(qū)，冬季寒冷對供熱產(chǎn)生了較大的需求，但是，通過對建筑外窗進(jìn)行節(jié)能改造，增強(qiáng)了建筑外窗的密封性，加強(qiáng)了保暖功能，使得室內(nèi)溫度滿足于人體的要求，有效降低煤炭的需求，減少二氧化碳的排放量，改善城市的空氣質(zhì)量，提升國民的生活質(zhì)量。另外，通過采用先進(jìn)的節(jié)能改造技術(shù)，在增加建筑保暖性的同時(shí)，不影響建筑的外觀，不僅可以保留歷史原有的風(fēng)貌，同時(shí)也避免改造技術(shù)對具有歷史價(jià)值的建筑產(chǎn)生的影響作用，從根本上實(shí)現(xiàn)技術(shù)與傳統(tǒng)的有效結(jié)合，促進(jìn)了建筑事業(yè)的良好發(fā)展。我國在節(jié)能改造技術(shù)方面不斷投入，在實(shí)際的應(yīng)用中已經(jīng)取得了良好的效果，對改造技術(shù)進(jìn)行分析，能夠總結(jié)當(dāng)前技術(shù)的特點(diǎn)和改造的局限，對于建筑技術(shù)的創(chuàng)新具有重要的意義[2]。

傳統(tǒng)的窗框保暖性能較差，在建筑外窗的節(jié)能改造之初，設(shè)計(jì)人員設(shè)想通過增強(qiáng)窗框與墻壁的融合力度，以此來達(dá)到保暖的效果，但是在實(shí)際的施工過程中，由于施工難度較大，樓層較高的建筑施工存在風(fēng)險(xiǎn)性，難以在實(shí)際的改造過程中予以推廣。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，改造技術(shù)在窗框的性質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了突破。達(dá)到了良好的保暖、節(jié)能的效果[3]。目前的窗框改造技術(shù)主要有三種，一種是實(shí)腹鋼窗改造技術(shù)，通過在原有窗框的基礎(chǔ)上，進(jìn)行包塑，實(shí)現(xiàn)密封性操作。另外還可以通過加強(qiáng)外框與隔熱框扇的連接作用，避免熱氣的流失，達(dá)到保暖的效果。第

圖1 建筑外窗改造施工圖

二、現(xiàn)有建筑外窗的節(jié)能改造技術(shù)分析

（一）使用節(jié)能的窗框

二種是采用鋁合金雙窗框改造技術(shù)。通過擴(kuò)寬原有的窗扇玻璃槽，采用個(gè)隔熱配置套，放置在窗戶玻璃和鋁扇架之間，以此來達(dá)到保暖隔熱的效果，如圖2所示。但是由于需要一種媒介部件才能改造成斷橋隔熱外窗，因此，在實(shí)際的應(yīng)用過程中存在一定的應(yīng)用局限。第三種是塑鋼單玻璃推拉窗的改造技術(shù)，通過應(yīng)用具有節(jié)能功能的窗框，改善窗扇的材質(zhì)，采用重配壓線條相關(guān)技術(shù)，利用密封部件實(shí)現(xiàn)對窗框部位的改造，增強(qiáng)了窗框的保暖功能，與具備節(jié)能效果的玻璃進(jìn)行配套使用，不僅增強(qiáng)了美觀性能，同時(shí)也大大強(qiáng)化了保暖作用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能改造技術(shù)的要求，擴(kuò)大了技能改造技術(shù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前節(jié)能窗框的應(yīng)用效果較為良好，但是在實(shí)際的施工中仍然存在一定的技術(shù)難點(diǎn)，未來必須要重點(diǎn)發(fā)展節(jié)能窗框的應(yīng)用技術(shù)，才能簡化節(jié)能改造技術(shù)環(huán)節(jié)，在現(xiàn)有建筑的改造工作中擴(kuò)大作用[4]。

（二）使用節(jié)能的玻璃

影響窗戶性能的主要原因就是玻璃。傳統(tǒng)的窗戶玻璃有缺乏對太陽能的利用，使得室內(nèi)溫度的提升必須借助于室內(nèi)發(fā)熱設(shè)備和供暖措施，室內(nèi)溫度的降低必須要利用空氣制冷設(shè)備，未能達(dá)到節(jié)能減排的效果。另外，傳統(tǒng)的玻璃散熱性能顯著，無法有效阻擋陽光照射，不利于室內(nèi)溫度的恒定，增大了室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)設(shè)備及措施的壓力。因此，為了提升窗戶的性能，必須要從玻璃角度入手。研究人員通過借鑒汽車玻璃的性能，研制出了具有節(jié)能效果的玻璃，如中空玻璃和鍍膜玻璃[5]。中空玻璃區(qū)別于傳統(tǒng)的雙層玻璃，通過將兩到三片的玻璃采用高密度符合粘合劑進(jìn)行粘粘，將玻璃片與干燥劑融合，從而達(dá)到隔熱的效果。另外，中空玻璃內(nèi)含的干燥空氣能夠有效的阻擋噪音，增強(qiáng)了玻璃的實(shí)用功能。鍍膜玻璃又叫做反射玻璃，通過在玻璃表面涂金屬化合物薄膜層，如鉻、鈦等，能夠有效的吸收紫外線，反射紅外線，能夠?qū)崿F(xiàn)光線投射的控制功能，從而達(dá)到隔熱、保溫功能，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排的目的。根據(jù)實(shí)踐結(jié)果證明，采用節(jié)能玻璃能夠有效降低傳熱系數(shù)，節(jié)能效果高達(dá)40%以上，不僅造價(jià)便宜，同時(shí)性能良好，改造技術(shù)要求簡單，施工過程較為方便，宜在實(shí)際的改造過程中予以推廣和使用[6]。

圖2 節(jié)能窗框改造效果圖

（三）增加遮陽設(shè)施

盡管通過對建筑外窗的節(jié)能改造，能夠強(qiáng)化建筑外窗的隔熱保暖效果，但是在實(shí)際的應(yīng)用過程中，單純依靠對窗戶玻璃、窗框的改造技術(shù)難以滿足大型公共建筑的需求，因此，為了強(qiáng)化玻璃保暖隔熱的效果，還需要增加遮陽設(shè)施。通過合理的遮陽設(shè)施設(shè)計(jì)，能夠有效的阻擋太陽光的直射，并且增強(qiáng)遮陽設(shè)施相對于外窗改造技術(shù)更為經(jīng)濟(jì)和方便，宜在大型公共建筑中予以推廣。且在《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中，對遮陽措施進(jìn)行了規(guī)定，以窗戶實(shí)際面積為準(zhǔn)，明確指出遮陽系數(shù)應(yīng)在 0.3%-0.4%之間，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，可以通過增加窗簾的隔熱功能來強(qiáng)化節(jié)能減排效果。另外，可以通過采用遮陽卷簾或百葉窗等設(shè)備，根據(jù)室外溫度的變化，依靠遮陽設(shè)備的靈活性，達(dá)到適時(shí)調(diào)節(jié)的效果。在夏季時(shí)通過遮陽設(shè)備保證室內(nèi)溫度的恒定，在冬季時(shí)，減少遮陽設(shè)備的使用，有效利用太陽能，來減輕供暖措施的壓力，實(shí)現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)。但是由于窗簾、百葉窗在阻擋熱源傳遞的過程中，也會阻擋光線，在公共建筑中使用效果一般。由此，新技術(shù)的不斷突破，目前已經(jīng)研制出了具有良好隔熱效果的玻璃貼膜，通過在窗戶玻璃上貼具有節(jié)能效果的玻璃膜，在阻擋熱源傳遞、增強(qiáng)保暖效果的同時(shí)，不會影響室內(nèi)的光線，在實(shí)際的建筑外窗改造應(yīng)用過程中，具有良好的效果[7]。

（四）設(shè)計(jì)合理的窗扇比和朝向

為了追求建筑外觀的美觀性，不少公共建筑都以大面積的窗戶設(shè)計(jì)的為基礎(chǔ)，但是玻璃面積越大，熱源的傳遞效果越明顯。因此在實(shí)際的改造過程中，要對窗扇的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)建筑的使用功能，選擇合適的窗扇面積，可以采用推拉式，增強(qiáng)窗戶的使用功能。在建筑設(shè)計(jì)過程中，也要滲透節(jié)能環(huán)保理念，避免過度追求美觀性，而限制了窗戶的保暖、隔熱功能。另外，在建筑的朝向選擇上，要根據(jù)建筑的實(shí)際需求，轉(zhuǎn)變設(shè)計(jì)思路，充分利用太陽光能，同時(shí)避免陽光的長時(shí)間直射，達(dá)到強(qiáng)化窗戶保暖、隔熱的效果，對于整個(gè)城市的良好規(guī)劃也有積極的作用。

（五）提高建筑外窗的密封性

密封性是影響建筑外窗的關(guān)鍵性因素之一，尤其對建筑外窗的室內(nèi)溫度來說，氣密性不佳，導(dǎo)致室內(nèi)室外溫度趨近于平衡，不僅使得冬季室內(nèi)溫度過低，同時(shí)也造成夏季室內(nèi)溫度過高，對空氣溫度調(diào)節(jié)設(shè)備的依賴越來越大，沒有達(dá)到節(jié)能減排效果，同時(shí)長時(shí)間處于空調(diào)設(shè)備下，也不利于人體健康。通過提高外窗的密封性，能夠有效增強(qiáng)建筑外窗的保暖隔熱效果。在實(shí)際的改造技術(shù)應(yīng)用中，主要有兩方面內(nèi)容：一方面是通過增加窗框與窗扇之間的密封性，利用密封條等設(shè)備，增加窗框與窗扇的嚴(yán)合效果，從而強(qiáng)化保溫隔熱的性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果；另一方面，是利用發(fā)泡劑等設(shè)備將窗戶與墻體之間的空隙進(jìn)行有效的填充，從而減少室內(nèi)與室外的空氣聯(lián)通效果，達(dá)到強(qiáng)化隔熱保暖的效果。通過提高建筑外窗的密封性，不僅能夠達(dá)到節(jié)能改造的要求，同時(shí)對于整個(gè)建筑體的防水效果都有明顯的促進(jìn)作用[8]。

結(jié)語：綜上所述，要想達(dá)到強(qiáng)化建筑保暖隔熱的性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，在實(shí)際的外窗改造過程中，必須要使用節(jié)能的窗框、使用節(jié)能的玻璃、增加遮陽設(shè)施，同時(shí)，通過設(shè)計(jì)合理的窗扇比和朝向和加強(qiáng)建筑外窗的密封效果，才能達(dá)到保暖、隔熱的技術(shù)要求。另外，我國建筑改造需求量大，在未來的技術(shù)發(fā)展上，還要不斷增加技術(shù)的適應(yīng)能力，加強(qiáng)在改造施工環(huán)節(jié)和改造施工模式的突破力度，逐步促進(jìn)我國城市現(xiàn)代化的發(fā)展，通過技術(shù)的創(chuàng)新，提高國民的生活質(zhì)量，同時(shí)強(qiáng)化節(jié)能減排效果，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生。

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S210

B

1007-6344（2016）10-0085-02

梅華（1977-），江蘇泰興人，碩士，南通職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院教師，講師，主要從事建筑力學(xué)、結(jié)構(gòu)、材料、施工技術(shù)等方面的教學(xué)和研究。

李瑞紅（1980.11-）黑龍江雞西人，碩士，南通職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院教師，講師，主要從事道路橋梁施工等方面的教學(xué)和研究

徐?。?976-），碩士，南通職業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院教師，講師，主要從事建筑力學(xué)、建筑結(jié)構(gòu)等方面的教學(xué)和研究。

項(xiàng)目編號: HS2013055

項(xiàng)目名稱:既有建筑外窗節(jié)能改造技術(shù)及其效益評價(jià)