建筑門窗的保溫性能優化設計探微分析

高亮

摘 ? ?要：建筑門窗是我國建筑施工中的重要組成，近年來建筑行業對建筑門窗的保溫性高度重視，需要做好相關設計工作。本文從做好建筑門窗保溫設計的意義入手，討論建筑門窗保溫性能的使用現狀，最后分析如何做好建筑門窗保溫性能的設計工作，希望可以為人們提供更加舒適的居住環境。

關鍵詞：建筑門窗;保溫性能;設計;分析

1 ?前言

在我國建筑事業不斷發展的背景下，工業建筑質量也在顯著提升，從門窗結構方面目前開始利用了諸多的材料與工藝，使其保溫性能得到顯著提升，不過在設計以及施工中還存在一些因素，導致建筑門窗的保溫性能不足，以下對相關內容進行分析。

2 ?做好建筑門窗保溫設計的意義

當前我國社會經濟處于飛速發展的階段，每年建成的建筑面積高達20億平方米，不過在這些建筑當中，有9成以上建筑為高能耗建筑，如果不對建筑的節能設計加以關注，可能會導致能源危機的出現。從當前我國的建筑工程來看，門窗屋面墻體地面存在能耗大的情況，所以在房屋建設當中，需要重點關注門窗是否達到節能要求。從門窗的作用來看，其開放和關閉會影響建筑內外換氣、通風以及室內的采光、保溫，建筑門窗作為建筑外圍結構最薄弱的地方，同時也是導致建筑室內保溫性不佳的薄弱部分，存在門窗設計的缺陷，會導致大量的熱量散失，進而造成能源的浪費。因此，在建筑行業積極響應國家節能減排理念的大背景下，必須對門窗的保溫功能加以重視。

3 ?建筑門窗保溫性能的使用現狀

如今，建筑領域對節能減排理念高度重視，并且把門窗的保溫性作為考察的重要內容，據相關統計顯示，目前民用住宅和工業建筑供暖期間，由于門窗導致的能源消耗占的比例很大。究其原因，在于建筑門窗的保溫性和氣密性設計存在一些問題，并且安裝不夠規范，尤其是單層鋼窗存在氣密性和保溫性不足的問題，嚴重影響了人們的生活舒適度。在建筑行業不斷進步的背景下，如今的門窗材料已經更新，其中鋁合金門窗、斷橋鋁門窗、塑鋼門窗的出現，不僅具有安裝便捷的特點，同時氣密性和保溫性也更好，加之當前門裝安裝普遍采用復合雙玻窗，進一步提升了保溫效果，不過這些建筑材料在成本上存在一些差異，需要施工單位根據實際情況進行安裝[1]。

4 ?建筑門窗保溫性能的優化內容

建筑門窗是外圍結構的組成部分，主要起到通風、采光、隔熱、隔音、保溫等功能，以此為用戶提供舒適的居住環境，在設計建筑門窗的過程中，需要對其保溫性能加以重視，具體體現在以下幾個方面：首先要考慮到節能環保的作用，建筑門窗的重要價值首先體現在可以避免建筑室內熱量的損失。根據建筑節能規劃的相關要求，門窗需要建立在建筑功能需求的基礎上有效起到保溫的作用，這就要求設計人員踐行綠色環保的設計理念，避免建筑存在能量消耗較大的問題。其次，要減少熱量損失。在建筑供暖期間，門窗傳熱熱損失以及空氣滲透熱水時，會占到能源消耗的50%，主要是由于門窗的氣密性和保溫性不佳，并且部分建筑為單層鋼窗，進一步導致室內的能量散失較快，無法滿足人們的舒適性要求和建筑的節能需要。最后，要減少施工成本。相較于金屬窗，非金屬窗的保溫性更好，再如復合雙玻璃窗的保溫性也要好于金屬雙玻，在科學選擇門窗材料的過程中，也需要考慮到施工成本問題，這樣才能達到良好的節能效果和經濟效益。

5 ?如何做好建筑門窗保溫性能的設計工作

5.1 ?對門窗框架結構進行優化設計

框架是門窗的重要組成部分，主要的作用在于支撐，所以必須對其科學設計。常見的門窗材料包括金屬、非金屬以及復合型材，金屬型材和非金屬型材存在熱導系數差異的主要原因在于材料的熱傳能力，相關研究證實熱導系數越大，那么材料傳熱能力越強，所以從保溫的角度講，門窗框的型材斷面要盡量設計為多腔型材[2]。讓腔壁形成垂直關系，也可以起到優化設計的作用，主要是對熱流的方向進行控制，隨著阻斷熱流作用的增強，會導致導熱能力降低。因此，可以把金屬型材料進行斷熱處理，或者把非金屬材料做成復合型材，并且要增加非金屬型材的厚度，可以有效提升熱阻能力。對于門窗框的材料選擇，主要以鋁合金斷熱橋窗框材料、玻璃鋼型材為主，通過對這些低導熱系數材料的利用，可以減少金屬門框的傳導熱量損失。

5.2 ?對門窗玻璃進行優化設計

相較于金屬材料玻璃的熱傳導系數更低，所以利用玻璃提升門窗的保溫性能，有著更大的操作空間，相較于雙玻和三玻，單玻的保溫性較差，所以在設計門窗的過程中，從玻璃的角度要改進，這樣可以形成密閉的空氣層，讓熱阻水平得到提升。單層玻璃熱阻值較小，在內外部溫差較大的情況下會導致熱量傳導，在夏季開啟空調后，建筑內的溫度可以降低，但門窗單層玻璃傳熱性會導致大量的低濕空氣被損耗，再如冬季門窗會出現結冰現象，單層玻璃在傳熱過程中通過對流換熱的方法將熱量傳遞到玻璃表面，并且熱量由內表面的高溫部分向低溫部分傳遞之后，以輻射的形式導致熱量散失到室外，所以雙層玻璃和多層玻璃更加滿足建筑室內的保溫需要。從物理學的角度分析，雙層玻璃的熱過程更為復雜，具體說來熱量傳遞到內層玻璃內表面后會經過外表面空氣間層，以及外層玻璃的內外表面，最后傳遞到建筑的外部，以此有效的降低熱量散失。

5.3 ?對門窗框比例進行優化設計

門窗框的比例也就是門窗框表面與門窗面積的比值，影響因素包括門窗立面的表面積、門窗面積，對門窗框比例改變會導致感熱面發生變化，如果金屬型材門窗，框斷面尺寸過大會影響門窗保溫性能，所以需要再滿足門窗功能的前提下，對門窗立面的分割加以控制，大斷面的金屬型材與面積較小的門窗不宜搭配。通過增加玻璃層數可以增加每層玻璃間空氣厚度，通過對鍍膜玻璃的有效利用，可以提升玻璃的熱阻。

5.4 ?設計好門窗的開啟形式

框架在門窗中發揮支撐的作用，窗框架也影響著其開啟形式，進而對保溫性產生影響，我國建筑門窗開啟形式包括推拉窗、平開窗和固定窗三種，目前推拉窗的形式較為普遍，但是推拉窗在利用的過程中熱能對流損失更大，平開窗主要包括內平開窗和外平開窗，具有開放性好的特點，與此同時也體現出熱傳導方面的優勢，整體上來看固定窗的節能性最好。

5.5 ?設計好門窗的氣密性

對于節能性建筑來說，門窗的空氣滲透能力和框扇的密封性有直接關系，也就是與框扇之間的縫隙以及密封材料性能有關，對氣密性的影響主要體現在溫差和縫隙，設計的過程中要考慮到窗扇和門上的四周受力均勻，具有良好的密封性。此外，還需要從材料選擇加工工藝，節點設計和安裝細節等方面加以重視。

6 ?結束語

綜上所述，人們生活質量不斷提升的背景下，人們對居住的舒適性，功能性和節能性也提出了更高的要求，尤其對能源節約的問題更加重視。建筑門窗的設計對建筑保溫性產生和能源消耗影響，同時也會對人們的居住舒適度造成直接影響，由于門窗中的滲透熱損失在住宅采暖中占了很大比例，所以需要對門窗框的保溫性加以控制，目前來說進行門窗的優化設計主要是做好結構設計以及比例設計，這樣可以有效減少從邊框流失熱量的問題，保證建筑的局部和整體具有合理性，最終減少建筑門窗施工成本。

參考文獻：

[1] 方海珊，朱斌.建筑節能改造中內保溫構造技術設計與技術要點分析[J].門窗，2018（7）：33.

[2] 楊海維，王衛鋒.建筑外墻及外門窗施工中的保溫節能方式研究[J].建材與裝飾，2019（22）.