华东建筑设计研究院有限公司 200070
摘要：本文对夏热冬冷地区采用的建筑工程材料之一----门窗如何实现节能化设计和施工展开论述。诸多理论研究结果以及实践，验证了将建筑节能优势运用在冷热不同地区的门窗材料上，通过对节能型门窗的合理选择，实现了企业的经济效益最大化。节能设计主要针对门窗保温、隔热气密性、窗墙面积，太阳能利用等，展开建筑门窗节能设计的讨论，期望能够提升建筑在各个地区节能水平上具有参考作用。
关键词：夏热冬冷；节能设计；门窗材料
当前节能工作的不断发展，人们经济实力的提升，对建筑材料，特别是门窗的节能要求也越来越高。建筑墙体、屋面、门窗、地面属于建筑四大围护部件，其中门窗的绝热性能是较低的。对于室内热环境质量和建建筑节能来说，门窗如何发挥典型的围护部件效能，对于建筑整体质量提升来说意义非常大。
1、夏热冬冷地区门窗节能设计要求
由于我国地域面积较大，因此在北方地区来说，夏热冬冷地区的建筑气候具有夏季时间长，太阳辐射强度大等特征，在门窗设计上，要控制窗墙面积比，南向窗可尽量大一些，冬季纳入更多阳光，夏季增加通风面积，东西向窗面积尽量小并采取遮阳措施。窗户玻璃建议选用双层中空玻璃，这是保温节能需要，对室内噪音控制也非常有利。窗户还应注意气密性参数的控制。对玻璃幕墙玻璃则还要注意透光系数、反射系数等系数的选择。按照南北方地区的节能经验，不同地区采用的门窗节能技术是不相同的[1]。按照数据进行计算，门窗的能耗占到墙体四倍，屋面五倍，地面20倍，对于整体建筑总能耗来说，约占50%左右。因此进行门窗的节能方面功能的论证，门窗类型的合理选择比较关键，同时也要围绕门窗的保温隔热性能以及门窗能耗上进行研究。
2、夏热冬冷地区的门窗类型优劣势分析
夏热冬冷地区的门窗节能，则应处侧重在夏季防热和冬季保温上面予以兼顾。因此在门窗类型的选择上，首先进行材料的选择一般是选用钢窗、铝合金窗、木窗、铝窗、里塑钢窗等作为材料选择。但是在木材的耗用上以及门窗的气密性上要加以注重。
2.1劣势分析：
钢窗，保温性较差，而抗风性较强，高层建筑易于使用，铝合金窗传热太快，保温性能不佳，但是其具有耐热耐久性和装饰性。在抗风性能上，如果是要加以选择，选择铝合金窗较为适宜。塑料门窗，材料较为节能，型材绝热性能强，能够使能够大大降低响应建筑节能需求，但是其耐冲击性较差，防火防盗功能不足。
塑料门窗与其他材料窗户相比，抗风性较差，一般高层建筑风要大于气味，则不适宜采用塑料窗。
实木门窗做工质感柔、隔音好、色泽自然（natural color and lustre）、纹理淳朴（simple pattern）精细，但是价格不菲等特点。
2.2优势分析
新型的塑料门窗能够满足塑料和刚才两种性能结合的需求，具备塑钢门窗的优点。在抗风性能上也较好因此建筑行业中当前使用较多的就是这种气密性强适用于适用地区广的塑钢门窗，而且从建筑门窗节能角度上讲，注重保温隔热性能，考虑其工程实际需求，在综合性能上发展新型复合门窗是当前较为较多选择的方式[2]。
例如节能彩钢门窗是一种金属与非金属材料复合的隔热型材制作的节能门窗，是将彩色涂层钢板或不锈钢板，采用粘接和咬合的方式复合在带三个腔室以上的塑料型材表面，通过粘接形成钢型材对塑料型材的柔性约束；通过咬合，形成刚型材对塑料型材的刚性约束，在两种约束共同作用下，复合型材成为共同受力体，大大提高了型材的界面惯性、抗弯等力学性能。
再例如系统门窗是一个性能系统的完美有机组合，需要考虑水密性、气密性、抗风压、机械力学强度、隔热、隔音、防盗、遮阳、耐候性、操作手感等一系列重要的功能，还要考虑设备、型材、配件、玻璃、粘胶、密封件各环节性能的综合结果，缺一不可，最终形成高性能的系统门窗。
3、建筑节能门窗节能方式
3.1选择常用的窗型，包括了平开窗固定床上下悬窗上下提拉窗等。在进行门窗，以及平拉开窗选择上需要对五金件成本等进行考虑，平开窗价格低，但是通风面积大，密封性好。南方地区较为使用，完全不同的通风效果，体现在上下提拉窗上。我国国情要求保持室内的全通风时，则应该选择上下提拉窗，适合人体高度，同时便于晾晒衣物，符合人民生活习惯。第三，窗户的隔热性能。窗户隔热性能也是进行建筑节能优化的需要考虑的窗户的隔热性能，一般只在夏季能够对太阳辐射热度进行抵抗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆夏季太阳辐射是强度大，时间长，例如南京重庆等夏季太阳辐射可以高达每平方米一千瓦以上，严重影响建筑室内热环境循环，增加了空调的能耗。
3.2窗户大小与空调负荷关系较大，同时考虑到采光性和经济性，需要控制窗墙面积比。一般，夏热冬冷地区夏季太阳辐射强度大、时间长，因此东西向的窗墙比应更小或不开窗，南向窗应加强防太阳辐射，北向窗应提高保温性能，这样可取得较好的综合节能效益。在无空调的建筑物中，各朝向可取的窗墙面积比：北向0.25；东西向0.3；南向0.35；在有空调的建筑中，单框单玻璃平均窗墙比不宜超过0.3，双玻璃不宜超过0.4。
3.3 在夏热冬冷地区进行建筑能耗的分析，主要针对建筑能耗损失加以论证。采用夏季空调，冬季采暖等方式可以增加热量损失。而因为太阳辐射影响的建筑室内空调能耗增减的问题，从冬季室内太阳辐射来看，只有通过减少窗户的温差传热，降低窗口热损失，才能实现夏季的能耗损失的降低。也可以通过采取适当的遮阳措施，以防止太阳辐射发生不利影响[3]。
4、节能型门窗的选择
4.1首先对建筑物的窗户采取遮挡物的方式做好遮阳，起到降温，改善室内热环境的作用。在室内光照降低到73%的时候，室内风速可以相应降低47%。在这样的设计上可以考虑采光稍等风的形式。首先利用热反射采材料进行这样这种材料的优点，能够保温隔热。另外使用效果好美观。常用的热反射材料包括了热反射镀膜玻璃，低辐射玻璃热反射薄膜等。在热反射玻璃的选择上，光透过率只有8%的时候，会严重影响室内惨光，因此还要通过空调节能冷号的方式，这种方式得不偿失。容易使总能耗上升。在低辐射玻璃上的使用，要采用可见光，透过好和良好热阻性强的窗门窗，将热辐射保留在室外，起到保温作用。夏季炎热地区民用住宅已使用这种方式，薄膜型热反射材料也是良好的热反射材料，价格也比较低，每平方米15元左右，建光透过率较低。对于建筑节能效果透光性不强[4]。
4.2利用中央板进行这样采用水平式遮阳板垂直式方格式挡板式遮阳板均可，考虑设置永久性的遮阳板，在南方地区较为适宜，也可以改变多层水平遮阳板的方式，适用于东南向和西南向的房间，结合建筑构件进行遮阳处理。活动遮阳上采用百叶窗帘遮阳篷等进行遮阳设施的设置。这种方法能够根据阳光的照射变化进行相应的调节，提高窗户的气密性也是方法。在不产生热量损失的情况下，采用窗扇与穿上之间镶嵌材料之间的缝隙控制的方式，对窗户的等级进行设置，一般等级在三级左右，可以提高窗户的密气密性。
4.3通过提高型材的规格以及稳定性，采用精确的组装和缝隙部位的搭接控制技术，利用密封条提高外窗气密水平。改进秘方方式，还可以采用三级密封的方法，使得空气渗透量降低，同时注重密封材料和密封方法的使用，利用静力状态保持的方法，保持矿山材料和玻璃处在变形控制的范围内，对于窗户的保温性能进行改善。例如在夏热冬冷地区，尤其是降温猛温度低的状况下，进行保温性能的防护，利用空间间隔层，增加窗户传热阻力，运用空气双层玻璃窗的方式，减少供热房间热损失，达到节能效果。
4.4选用单框双玻璃则较为经济，对于窗户框能的阻热性能，要考虑到减少窗户的船上量，降低采暖能耗，尤其是夏热冬冷地区，南向的房间，为了得到防太阳辐射，同时重心放在提高保温性能，可以选用上述门窗的材料，这样可以取得很好的综合节能效果。目前型腔断面门窗，种类较多的是pvc塑料型材，采用单枪双腔和三腔较多，适用于三北地区，单层玻璃门窗最为适宜。值得注意的是，单向结构应限制使用，因为这种行腔不利于安装五金件，对于窗墙面积比要加以控制，将窗户的热传系数大于墙体的传热系数进行降低[5]。
从节约建筑能耗的角度上讲，考虑到建筑气候朝向设立事宜的窗墙比，在建筑上很好地利用太阳能减低电力产生的环境负荷。
结语
门窗是建筑围护结构中能耗较大的部分，取得良好的节能效果，需要根据建筑气候条件功能要求和维护部件的种种因素，选择适宜的门窗材料，采用节能技术进行门窗的保温隔热性能的提升，增加居住的舒适度，需要确立正确的节能观念，采用合适的方法才能取得更佳效果。
参考文献
[1]薛威.浅析节能铝合金门窗的设计要素[J].建筑工程技术与设计，2018，（30）：3479.
[2]赖惠玲.绿色节能塑料门窗的发展[J].塑料工业，2018，46（10）：22-25.
[3]浙江恒红节能科技有限公司.一体化节能门窗：中国，CN201811254132.1[P].2018-12-25.
[4]潘文成.浅谈断桥铝合金门窗在建筑节能工程中的应用[J].中国房地产业，2019，（2）：58.
[5]张文俊.建筑门窗合理设计对节能效果的影响[J].建材发展导向（上），2018，16（10）：42-43.
论文作者:刘丽丽
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/5/31
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