一段時(shí)期以前，人們對(duì)窗戶的認(rèn)識(shí)停留在遮風(fēng)擋雨及采光功能上，但是隨著建筑節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)的推廣，對(duì)門窗節(jié)能的要求也越來越高，優(yōu)質(zhì)門窗、節(jié)能門窗應(yīng)運(yùn)而生，所有門窗又全部向節(jié)能門窗靠攏。因此，如何為建筑合理配置節(jié)能門窗就成了人們關(guān)注的熱點(diǎn)。

    合理配置門窗的措施：

    研究分析得出，大量的能量是雙向通過窗戶的，白天，南面窗戶通常以輻射形式獲得太陽能；而在夜晚通過對(duì)流、輻射和傳導(dǎo)會(huì)流失能量。北面窗通常是通過對(duì)流和傳導(dǎo)流失能量；東面和西面窗在加熱的季節(jié)往往是不確定的，然而在夏季，西面窗是純粹獲得能量，引起過熱。我們?cè)诓豢紤]門窗安裝朝向的情況下，通過合理配置門窗組成，可以提高門窗的隔熱節(jié)能特性，這些措施包括：根據(jù)不同的使用地點(diǎn)，選擇合理的陽光遮蔽玻璃，控制通過門窗的輻射傳熱、加大中空玻璃間隔層內(nèi)氣體比重，降低對(duì)流傳熱、選擇低傳導(dǎo)的中空玻璃邊部間隔材料和隔熱窗框材料，控制通過門窗的傳導(dǎo)傳熱等等，具體分析如下：

    一、合理選用原片玻璃，控制通過門窗的輻射傳熱

    透明窗戶玻璃很容易使太陽光通過，然而，因?yàn)橥该鞑ＡЬ哂休^高的輻射率，在晚上同樣會(huì)以輻射熱流失的形式向室外發(fā)射紅外線能量。在選擇原片玻璃時(shí)，應(yīng)該根據(jù)不同的地區(qū)選用不同的玻璃形式。如陽光照射強(qiáng)的地區(qū)，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(jìn)入室內(nèi)而較寒冷地區(qū)，選擇高透過的白?；蝈兡げＡ?，尤其是Low-E玻璃做原片，防止室內(nèi)熱量流失，從而提高中空玻璃的使用效果。

    我們以上海地區(qū)為例，采用鋁合金斷橋門窗，U值為3.43W/m2.K，選取冬季室內(nèi)溫度為18℃，室外平均溫度為5℃，最低溫度天數(shù)為56天，冬季陽光照度為135W/m2；夏季室內(nèi)溫度為26℃，室外平均溫度30度，最高溫度的天數(shù)為180天，陽光照度為580 W/m2，在一棟4000平方米的住宅，采用陽光遮蔽系數(shù)為0.30的玻璃，取暖費(fèi)用消耗費(fèi)用為99963元，制冷費(fèi)用為150058元；而選用陽光遮蔽系數(shù)為0.50的原片玻璃，取暖費(fèi)用為93358元/年，制冷費(fèi)用為217168元/年。兩者比較，取暖費(fèi)用相差的費(fèi)用為6605元/年，而制冷費(fèi)用相差為67110元/年，兩者綜合，選用低遮蔽系數(shù)的玻璃較高遮蔽系數(shù)的玻璃每年可以節(jié)省電費(fèi)60506元/年，由數(shù)據(jù)我們可以看出，南方地區(qū)，適合使用帶顏色的中空玻璃，因?yàn)殡m然改變了玻璃的顏色，但是中空玻璃的U值是沒有變化的，僅僅是改變了玻璃的遮陽系數(shù)，也就是說，使用顏色玻璃僅僅起到控制陽光的作用。而在我國(guó)北方地區(qū)，考慮的多數(shù)是冬季采暖問題，對(duì)于控制陽光進(jìn)入室內(nèi)是不可取的，應(yīng)該選擇高透過率的原片玻璃。我們以哈爾濱地區(qū)為例，選取鋁合金斷橋門窗，U值為3.43W/m2.K，選取冬季室內(nèi)溫度為18℃，室外平均溫度為-10℃，最低溫度天數(shù)為179天，冬季陽光照度為120W/m2；夏季室內(nèi)溫度為26℃，室外平均溫度28度，最高溫度的天數(shù)為30天，陽光照度為620 W/m2，在一棟4000平方米的住宅，采用陽光遮蔽系數(shù)為0.30的玻璃，取暖費(fèi)用消耗費(fèi)用為383296元，制冷費(fèi)用為22051元；而選用陽光遮蔽系數(shù)為0.50的原片玻璃，取暖費(fèi)用為373419元/年，制冷費(fèi)用為34007元/年。兩者比較，取暖費(fèi)用相差的費(fèi)用為9877元/年，而制冷費(fèi)用相差為11956元/年，兩者綜合，選用低遮蔽系數(shù)的玻璃較高遮蔽系數(shù)的玻璃每年可以節(jié)省電費(fèi)2079元/年。雖然在北方地區(qū)，選用低遮蔽系數(shù)的玻璃同樣節(jié)省電費(fèi)，但是在冬季取暖期內(nèi)，低遮蔽系數(shù)的玻璃較高遮蔽系數(shù)的玻璃費(fèi)用高，所以建議在取暖為主的地區(qū)，一般選取較高遮蔽系數(shù)的玻璃。

    使用Low-E鍍膜玻璃通常會(huì)損失一些太陽光，略微減少陽光熱獲得，但是通過夜晚優(yōu)異的隔熱性能改進(jìn)，這些損失可以大大地得到補(bǔ)償。另外使用Low-E鍍膜玻璃還可以減少紫外線的通過，可以減少室內(nèi)物品褪色的可能。 

    二、改進(jìn)中空玻璃間隔層內(nèi)氣體性能

    門窗及中空玻璃技術(shù)的一個(gè)改進(jìn)是中空玻璃內(nèi)部充入氣體，充入氣體的條件是具有化學(xué)穩(wěn)定性和不反應(yīng)的，氬氣和氪氣是普遍的選擇。氬氣很普通而且便宜的，在兩層玻璃之間充入氬氣能夠做兩件事情：1)可以減少熱傳導(dǎo)損失，因?yàn)闅鍤獗瓤諝饩哂械偷膫鲗?dǎo)率，2)減少對(duì)流損失，因?yàn)闅鍤獗瓤諝庵?，在玻璃層之間不流動(dòng)。氪氣的性能較氬氣稍微好一些而且在小的間隔層內(nèi)使用（約8mm），效果較好，但是氪氣價(jià)格較貴。相對(duì)窄的間隔層需要的氣體量少，而且多層窄的間隔層可以減小壓力破碎的可能。一般來講，在中空玻璃間隔層內(nèi)充入足夠比例（約90%）的氬氣，可以降低U值約5%，這樣，上述在哈爾濱地區(qū)例子中，選用充入氬氣的中空玻璃，每年取暖期可以節(jié)省電費(fèi)約18600元。

    三、選用低傳導(dǎo)間隔層

    在Low-E鍍膜減少輻射損失、充氣減少對(duì)流和傳導(dǎo)損失時(shí)，窗戶玻璃周邊的間隔條成為弱的熱鏈接。大多數(shù)間隔條使用的是傳統(tǒng)的鋁管，雖然重量輕，但是十分不幸的是這樣的金屬具有很好的熱傳導(dǎo)性能。從能量效率觀點(diǎn)出發(fā)，低傳導(dǎo)間隔條是主要的改進(jìn)方法。市場(chǎng)上出現(xiàn)很多不同的方法和材料，相應(yīng)改進(jìn)了性能。一般來說，將傳統(tǒng)鋁條更換成暖邊Swiggle膠條做中空玻璃密封，可以提高近5%的隔熱性能，而在充入氬氣或者采用Low-E的中空玻璃上改變密封方式，可以提高15%-20%的隔熱性能，相應(yīng)節(jié)省20000元/年的費(fèi)用。而且這些暖邊密封間隔條也能夠提高內(nèi)部玻璃表面周邊的溫度并減少熱應(yīng)力，減少玻璃炸裂，在冬天可以減少80%結(jié)露的可能。下面表格是各種不同邊部密封材料的熱傳導(dǎo)率數(shù)值。

    密封形式          雙封鋁條 熱熔丁基/U形 Swiggle/鋁隔帶 不銹鋼Swiggle

    傳熱系數(shù)W/m ℃ 10．8      4．43         3．06                  1．36

    四、選用隔熱性能好的窗框材料

    窗框材料是整個(gè)窗戶中另外一個(gè)弱的鏈環(huán)，整個(gè)窗戶中約1/4面積是窗框材料，高性能的裝配較傳統(tǒng)的窗框材料具有更好的隔熱性能。窗框是不同材料的組合，如果選擇門窗已經(jīng)決定使用Low-E鍍膜、充氣和低傳導(dǎo)間隔條中空玻璃，那么窗框材料就應(yīng)該選擇最低傳導(dǎo)熱損失的材料，這是窗框材料選擇的基本條件。窗框材料對(duì)中空玻璃的性能影響較大，門窗的U值一般是由三部分的值經(jīng)過加權(quán)平均計(jì)算出來的，這三部分分別為：窗框材料面積的U值、玻璃邊部的U值及玻璃中央的U值組成。如果選用的窗框材料不同，那么整個(gè)門窗的U值的數(shù)值也不同，而且差別較大。下表中的數(shù)值是通常情況，不同窗框材料配白玻中空玻璃的隔熱系數(shù)表：

    窗框材料   鋁合金 熱隔斷鋁合金 PVC

   U值W/M2k 4．49  3．63    2．78

    從數(shù)值上來看，窗框材料的隔熱性能好，那么整個(gè)窗的U值就好，如果使用PVC窗而選用不同的開啟形式，整個(gè)門窗U值也不相同。

    從上述數(shù)據(jù)，我們可以看出，不是一提到玻璃U值的大小或者選用的窗框材料的隔熱性能好壞就斷定門窗整體保溫性能的好壞，而是要根據(jù)門窗的形式及綜合配置而定。同樣需要注意，窗框材料對(duì)陽光獲得具有重要的影響，一般強(qiáng)度大的材料可以制成窄的框、扇面積，象斷橋鋁合金和玻璃鋼材料，這樣可以允許更多玻璃面積的陽光獲得，這種型材被稱為低斷面型材，一般金屬型材的設(shè)計(jì)要更多地考慮這個(gè)因素。

作者：廖小俏