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浅谈建筑节能与门窗设计影响因素

浅谈建筑节能与门窗设计影响因素
随着我国经济社会的发展,建筑行业迎来了迅速发展的黄金时代,人们的居住条件也因此变得越来越优越。

然而,我国绝大多数的建筑均属于高能耗型建筑,这不仅会造成极大的资源浪费,而且还会对环境造成极大的破坏与污染。

因此,在国家落实科学发展观、倡导健康可持续发展的新时期,建筑行业的能耗问题逐渐突显,如何提升建筑节能功效成为现代建筑设计所要面临的重要课题。

门窗是建筑能耗比较严重的部位之一,其能耗率一般占整个建筑能耗的百分之四十左右,因此门窗设计是影响建筑节能功效的重要因素。

门窗的结构、窗型选择、门窗材质以及配件等都对建筑节能有着重要的影响,因此提升建筑节能功效关键在于做好门窗设计。

本文分析了影响门窗设计的主要因素,并在此基础上提出了优化门窗设计的具体途径。

一、影响门窗设计的主要因素
1.门窗传热系数
门窗传热系数是指在单位时间里门窗单位面积的传热量,它与门窗的结构类型、门窗的材料等有着密切的关系。

一般而言,门窗的传热系数越大,那么门窗的热量损失则就越多(冬季主要指热能损耗,夏季则指冷能损耗),因此要提升建筑节能功效,在进行门窗设计时就要考虑门窗传热系数问题。

2.门窗气密性
门窗的气密性是指门窗在关闭的情况下所能阻隔空气渗透的能力。

门窗气密性的优劣对室内的热能损耗有着极为重要的影响,例如建筑物外的风力大小变化会对建筑物内的温度有着诸多不利的影响,如果门窗的气密性好,那么建筑物内的热能损耗就少,风力对建筑物内温度的影响自然就会减小,所以说增强门窗的气密性将对提升建筑的节能效果大有裨益。

3. 窗墙比系数和门窗的朝向
建筑物的窗墙比系数指的是外墙面积和外窗面积之间的比值。

一般而言,墙体的传热热阻要远远大于门窗的传热热阻,所以当窗墙比系数增加时,建筑物的能耗也会随之增加。

因此,在进行节能门窗设计时一定要控制合理的窗墙比。

此外,门窗的朝向对室内所能接受到的太阳辐射强度与日照率有着直接的影响,可以说它直接关系着室内所能获取的太阳辐射热量的多少,所以说门窗的朝向是影
响建筑节能功效的一个重要因素。

建筑设计师在规划门窗朝向时,一定要在综合考虑建筑物的高度、朝向等因素后制定出科学合理的方案,既要制定合理的窗墙比,同时又要尽可能地满足门窗通风与采光的需要。

二、优化门窗设计的具体策略
1.慎用门窗材料
慎用门窗材料是优化门窗设计、提升建筑节能效果的重要举措,因此在进行门窗设计时要谨慎使用框材、玻璃以及薄膜等材料,力求达到最佳的节能效果。

为此,设计者首先要慎用框材。

提升门窗框材的传热阻,门窗的阻热性能就会随之提升,那么门窗的热量传递就会相应的减少,这样冬天室内的热量就不容易流失,夏季室外的热量也会易于进入,所以说要尽量选取导热系数小的框材,例如塑料或者复合材料,至于框材的结构方面选择双腔结构则更为可取。

此外,在设计节能型的框材时,应当尽量考虑密封型的门窗框,如可以在密封的框材内填充隔热材料,也可以在框材的中间作真空处理,如此一来门窗的节能功效将会大大增强。

其次,设计者要慎用玻璃。

当前夹层玻璃是建筑行业在进行节能门窗设计时的首选,因为夹层玻璃与普通玻璃、吸热玻璃以及热反射玻璃等玻璃品种相比,它的导热系数要低很多,因此其阻热性能也更佳。

另外,在进行节能门窗设计时,还可以在夹层玻璃之间填充一些绝热气体或者导热系数极小的惰性气体,例如氦气、氩气等,这样就使得双层玻璃变成了“特殊的中空玻璃”,其阻热效果也会大大提升。

除此之外,在玻璃的表面覆盖一层能起到节能功效的薄膜材料也能发挥良好的隔热作用,而且易于操作。

例如可以在玻璃表面镀上一层厚度为10~100微米的金属氧化物薄膜,这将有效增强对太阳辐射的反射率,从而提升建筑的节能功效。

2.增强密封效果
门窗气密性的优劣对室内的热能损耗有着极为重要的影响,因此要想提升建筑节能功效,需要在门窗设计时增强其框扇间的密封效果。

为此,设计者首先要在设计时做好相关计算,提升门窗型材规格尺寸计算的精确度,增强门窗组装的精准度,与此同时适当增加开启缝隙部位的搭接量,将开启缝隙的宽度降到最低,从而最大限度地减少空气渗透,这样在冬季室内的热能流失就会相应地减少,而夏季室外渗透进来的热空气也会减少,如果夏季室内开空调,降低门窗开启缝隙宽度也能起到保持室内温度的良好效果。

其次,门窗设计者可以通过改进密封方法来达到增强密封效果的目的。

例如当前我国在处理框与扇、玻璃与扇之间的缝
隙时一般采用双级密封的方法,但是国外早已普遍运用三级密封的方法,这一密封方法在增强门窗密封效果方面成效更为显著。

另外,设计者还可以借助密封条来提高外窗的气密水平,这样也能起到增强门窗密封性的作用。

除此之外,设计者应该将密封方法与各种密封材料的使用巧妙地进行优化组合,从而达到最佳的节能设计效果。

3.优化遮阳设计
在提升建筑节能功效的设计中,做好门窗的遮阳设计十分重要,例如夏季阳光直接射入室内会使得室内温度过高过热,而优化门窗的遮阳设计能够有效防止太阳直射室内,从而避免诸多不利因素的影响。

为此,设计者首先可以应用飘窗。

飘窗是现代建筑节能设计中应用比较广泛的一种,一方面是因为飘窗的窗台高度一般不高,可以给人呈现出更广阔的视野;另一方面是因为飘窗的外观相对来说比较美观,而且其实用性也很强。

例如在卧室应用飘窗,不仅能够保证室内有充足的光线,而且飘窗的上板能够遮蔽阳光或者作为空调板使用,有着良好的实用性。

其次,设计者可以采用活动式遮阳。

活动式遮阳的遮阳效果也较为理想,其比较常用的设施有百叶窗帘、遮阳蓬以及布窗帘等,这种遮阳设计不仅经济实惠、操作简单,而且能够根据遮阳需求随时进行调节,在没有阳光的情况下可以完全打开或者收起,从而利于室内采光和通风。

除此之外,设计者还可以根据建筑构件设计遮阳,这一处理方式不仅美观,而且遮阳效果良好,例如凸阳台可以达到水平遮阳的效果,凹阳台则能够发挥综合式遮阳的功效。

三、结语
总而言之,做好节能门窗设计对于提升建筑节能的功效有着极其重要的影响,因此建筑设计师要结合当地的气候特征、建筑特点等慎重选择材料,努力优化设计,从而达到理想的节能效果。

参考文献
[1]郭新平.浅析门窗在建筑节能中的控制要点[J].建筑工程,2012(05).。

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