浅谈建筑节能之门窗节能

浅谈建筑节能之门窗节能     论文关键字：门窗节能建筑节能     论文摘要： 节能减排是全球关注的问题，作为节能减排的重要内容，建筑节能也倍受关注。在建筑节能政策的推动下，铝合金节能门窗、 玻 璃钢节能门窗、铝塑复合门窗等一大批新型环保门窗节能产品不断涌现。

本论文分析了影响门窗热量损耗因素、提出了门窗节能主要途径。

节能减排是全球关注的问题，作为节能减排的重要内容，建筑节能也倍受关注。当前，由于我国处于工业化和城镇化快速发展时期，伴随着建筑总量的不断攀升，能源消耗急剧上升。从政策层面分析，有关建筑节能的很多政策还没有形成。从习惯思维角度看，国人对于使用节能门窗的意识不强。

对于门窗行业，研究、推广、利用先进技术和产品的积极性不强，针对门窗的相关措施还没有形成一整套完整的体系，更没有把节能减排落到实处。在建筑节能中，门窗的作用不可小觑，评价一栋建筑是否节能，要看在建筑的全寿命周期内是否最大限度地节约了资源，包括节能、节地、节水、节材，是否保护了环境和减少了污染，是否为人们提供了健康、高效的使用空间，是否是自然和谐共生的建筑。 　 　一、门窗耗能居高不下 随着我国建筑节能新标准出台，门窗节能产品倍受市场青睐。

目前，天津、安徽等地也相继出台地方建筑节能标准，积极加快推进建筑节能步伐。当前，我国正处于建设高峰期，每年建成房屋面积近20亿平方米，但97%以上是高耗能建筑。预计到2020年，全国高耗能建筑面积将达700亿平方米。

目前，在我国400多亿平方米既有建筑中，90%以上属于高能耗建筑。而在高能耗建筑中，门窗能耗则占近一半。业内人士表示，建筑节能的关键是门窗节能技术提高。

因此，新型节能型门窗是市场未来发展的必然趋势。 在建筑节能政策的推动下，铝合金节能门窗、 玻 璃钢节能门窗、铝塑复合门窗等一大批新型环保门窗节能产品不断涌现、新品迭出。据不完全统计，目前各地建筑节能型门窗市场占有率提高较快，已占到整个门窗市场的50%。所以，大力发展门窗节能新产品，不管是经济效益还是社会效益，都是十分巨大的。

二、影响门窗热量损耗因素分析 影响门窗热量损耗大小的因素很多，主要有以下几方面： 2.1门窗的传热系数 门窗的传热系数是指在单位时间内通过单位面积的传热量。传热系数越大，则在冬季通过门窗的热量损失就越大。门窗的传热系数又与门窗的材料、类型有关。 2.2门窗的气密性 门窗的气密性是指在门窗关闭状态下，阻止空气渗透的能力。

门窗气密性等级的高低，对热量的损失影响极大，室外风力变化会对室温产生不利的影响，气密性等级越高，则热量损失就越少，对室温的影响也越小。 2.3窗墙比系数与朝向 窗墙比例是指外窗的面积与外墙面积之比。通常门窗的传热热阻比墙体的传热热阻要小得多，因此，建筑的冷、热耗量随窗墙面积比的增加而增加。作为建筑节能的一项措施，要求在满足采光通风的条件下确定适宜的窗墙比。

一般而言，不同朝向的太阳辐射强度和日照率不同，窗户所获得的太阳辐射热也不相同。 门窗节能主要途径 主要是保温隔热。其措施包括：选择节能窗型、提高门窗的保温性能、提高门窗的气密性、确定合适的窗墙比和朝向。

3.1 选择节能窗型 窗型是影响节能性能的第一要素。推拉窗的节能效果差，而平开窗和固定窗的节能效果优越。因推拉窗沿窗框下滑轨来回滑动，上部有较大的空间，下部有滑轮间的空隙，窗扇上下形成明显的对流交换，热冷空气的对流形成较大的热损失，因此，不论采用何种隔热型材作窗框，都达不到节能效果。

平开窗的窗扇和窗框间一般有橡胶密封压条，在窗扇关闭后，密封条被压得很紧，几乎没有空隙，很难形成对流，热量流失主要是 玻 璃、窗扇和窗框型材本身的热传导、辐射散热和窗扇与窗框接触位置的空气渗漏，以及窗框与墙体之间的空气渗漏等，热损失相对减少。固定窗由于窗框嵌在墙体内， 玻 璃直接安装在窗框上， 玻 璃和窗框已采用胶条或者密封胶密封，空气很难通过密封胶形成对流，很难造成热损失。在固定窗上， 玻 璃和窗框热传导为主要热损失的来源。 3.2提高门窗的保温性能 以前，我们大都采用实心木板或复合板作为户门和阳台门，它们的保温隔热性能较差，同时不利于安全防火。

众周知，木材是遇火即燃的物质。另一方面，户门和阳台门一般与外界接触，自然界的风霜雨雪对户门产生很大的负面影响（变形、裂缝、腐烂）。有些地方虽然使用空腹薄板当作门，对改善户门的保温隔热虽然起到一定的作用，但是户门的`强度性较差，在外界各种力的作用下，空腹薄板户门容易损坏，而且维修不方便，价钱昂贵。

因此，可将空腹薄板置于居室内侧，铝合金置于外侧，使两者相得益彰，这样不仅达到保温隔热的效果，而且又达到安全防护的作用，此种多功户门的传热系数可降低到 。 由于阳台的形式多种多样（凸型阳台、四型阳台、半凹凸型阳台），应该根据不同的特点处理好各自的保温隔热系，但是不管阳台形式怎样（封闭阳台除外），它们都有一共同的特征：在阳台门的小部件制作钢材门心板，以往冬结露淌水。现在应该在上面贴上绝缘材料，上部透明部分用双层 玻 璃，中间应留一定厚度，使之形成空气层。这样，保温隔热效果大有改善。

3.3提高门窗的气密性 我国住宅中多数门窗，特别是钢窗的气密性很差，在风压和热压的共同作用下，冬季室外冷空气通过门窗缝隙进入室内，从而增加了供暧热量的消耗。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙 烯 泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与 玻 璃之间的密封可用各种弹性压条等。

3.4确定合适的窗墙比和朝向 一般来说，窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数，因此，能量的损失随着窗墙比例的增加而增加。在采光和通风允许的条件下，控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效，即窗墙面积比设计越小，热量损耗就越小，节能效果越佳。热量损。

做设计建筑朝西或朝东对建筑节能有影响吗

有，建筑朝向对建筑物获得的太阳辐射热量,以及通过门窗缝隙的空气渗透传热等有很大的影响。在冬季采暖能耗中的建筑物能耗,主要由通过围护结构传热失热和通过门窗缝隙的空气渗透失热,再减去通过围护结构传入和透过窗户进入的太阳辐射热构成。

研究结果表明,同样的多层住宅,东西向比南北向的建筑物能耗要增加5.5%左右。

通过门窗缝隙的空气渗透损失的热量也与建筑朝向有密切关系。因此,为了降低冬季采暖能耗,建筑朝向宜采用南北向,主立面宜避开冬季主导风向。　在夏季空调能耗中的建筑能耗,主要由透过窗户进入和通过围护结构传入的太阳辐射热量、通过围护结构传入的室内外温差传热和通过窗缝隙的空气渗透传热构成,而其中的太阳辐射热量是空调能耗的主要组成部分。因此,夏季空调能耗与建筑朝向密切相关。

研究结果表明,在窗墙面积比为30%时,东西向房间的空调运行负荷比南北向房间的要大24%—26%。

建筑节能问题

随着建筑技术的发展，外窗的样式也得到发展，飘窗和凹窗等新形状的窗户得到广泛应用。但新型窗户的物理性能参数与普通平窗不同，通过实际计算数值比较，从节能角度来看，现有的窗墙面积比概念是不完善的，从窗户的热工性能角度进行补充定义，以适应建筑技术的发展显得非常迫切。

对传统窗墙面积比与热工窗墙面积比进行有依据的科学换算有利于建筑设计人员采取恰当的节能措施，对节约能源有重要意义。

本文以传统窗户为参照标准，尝试性地提出了等效窗面积系数、等效窗面积、材质热工换算系数、等效窗墙面积比四个新概念。 关键词 窗墙面积比 等效窗面积系数 等效窗面积 窗户热工换算系数 等效窗墙面积比0 引言 外窗是建筑必不可少的组成部分，与墙体和屋面相比外窗的热工性最差，是影响建筑环境和建筑能耗的重要因素之一，能其长期使用能耗约占整个建筑长期使用能耗的40-50％，十分可观，因此窗户的节能是建筑节能的重要突破口。近年来我国窗户节能领域出现了很多的新技术，由过去品种单一平窗发展得形式多样，热工性能也更为复杂。凭窗玻层数或窗传热系数，是很难衡量不同类型窗户在实际工况下的节能效果。

如何根据不同地区的气象条件，合理选择合理确定窗墙面积比限值以求最精确设计，达到国家节能规划目标，则需要根据实际情况，重新审视一些基本概念，深入研究窗户的实际热工特性，从而科学合理地制定出各种窗户节能效果优劣的标准。随着建筑技术的发展，外窗的样式也得到发展，飘窗和凹窗等新形状的窗户得到广泛应用，但新型窗户的物理性能参数与普通平窗不同，通过实际计算数值比较发现新型窗户与普通平窗有较大热工性能差别，从节能角度来看，现有的窗墙面积比概念是不完善的，从窗户的热工性能角度进行重新定义以适应建筑技术的发展是非常有必要的，对它们进行有依据的换算有利于建筑设计人员采取恰当的节能措施。本文以传统平窗为参照标准，尝试性地提出了等效窗面积系数、等效窗面积、材质热工换算系数、等效窗墙面积比四个新概念。

1 传统概念传统窗墙面积比定义：窗户洞口面积与房间立面单元面积（即建筑层高与开间定位线围 成的面积）的比值。该定义原指普通平外窗洞口面积与房间立面单元面积的比值，但是近年飘窗等特殊形状外窗得到广泛应用，其概念在热工领域的应用以不能满足要求，譬如飘窗是外凸窗，其各保温性能已发生变化。下面从窗户保温隔热性能、太阳得热性能和密闭性能角度将普通平外窗与飘窗展开对比分析。

2 热工性能对比2.1假设模型现假设在北半球北回归线以北，有同纬度两栋相邻结构完全一样的正方体单层建筑，每面外墙面积25（m2），东、南、西、北四个方向均有一个窗户，两建筑的外窗分别采用飘窗和普通平窗，且均为材质相同的对开窗，形状参数如下：平窗：宽*高 2000*2000飘窗：宽*高*突出 2000*2000*600二者区别：飘窗较普通平窗多出左右两片面积均为1.2m2的玻璃，还多出上下面积均为1.2m2的顶板和底板，考虑到顶板和底板的保温隔热效果较优以及为了计算的简便，本文就不将顶板和底板纳入计算范围了。2.2保温隔热性能、太阳得热性能对比在窗户的热工性能参数中，影响空调区能耗的主要因素是保温隔热性能、太阳得热性能和密闭性能。其中，密闭性能相关细节将在下面讨论。

在相同气象参数下，窗户的节能效果主要和窗户朝向、窗户的保温性能和太阳得热性能有关，表一就相关细节进行分别统计。东、南、西、北四个方向均有一个窗户，以中午12点为例，飘窗的传热面积和太阳得热的计算原则如表二所示，飘窗和普通窗的传热面积之和和太阳得热面积之和的计算结果也在表二中作了统计，计算结果表明：飘窗的传热面积和太阳得热面积均为普通窗的1.6倍（25.6/16=1.6，6.4/4=1.6）。传热面积和太阳得热面积是外窗的重要形状指标，可见在相同材质情况下，飘窗传递能量的能力明显强于普通窗，而按照现有窗墙面积比定义，飘窗和普通窗的面积计算方法是一样的。故窗墙面积比定义已经不符合实际情况。

表一各部件在各方向性能是否需要计算窗户朝向窗玻位置飘窗平窗保温隔热太阳得热保温隔热太阳得热东侧是是————南正南是是是是西侧是是————东侧是——————北正北是——是——西侧是——————南侧是是————东正东是是是是北侧是——————南侧是是————西正西是是是是北侧是——————表二各朝向传热面积和太阳得热面积计算（m2）窗户朝向窗玻位置飘窗平窗传热太阳得热传热太阳得热东侧1.2000南正南4444西侧1.2000东侧1.2000北正北4040西侧1.2000南侧1.21.200东正东4040北侧1.2000南侧1.21.200西正西4040北侧1.2000合计面积25.66.41642.3 雨水渗漏、抗风压、空气渗漏对比雨水和空气主要是通过窗户上的缝隙渗漏进房间的。两窗对比，对于正常的活动连接部 位，普通外窗和飘窗的缝隙长度是一样的。但当窗户安装质量不过关或老化时，窗户的玻璃和窗框的连接部位就会存在缝隙，而飘窗的密封条长度（20.4m）是普通外窗密封条长（12m）度的1.87倍，飘窗的雨水渗漏量是要较普通外窗略大一些的。因此，在同样墙洞面积的情况下，飘窗的雨水渗漏量、抗风压能力、空气渗漏量要远大于普通外窗。

但是对窗户能耗的 影响较保温性能和太阳得热性能相比，只占很小比例，而且以目前的技术水平，可以使窗户达到优良的密闭性能，窗户密闭性能对空调区能耗的影响在某些情况下可以忽略不计。但毕竟还是存在一定差值。3 新定义通过上例可见，从节能角度评判现有的窗墙面积比概念是不完善的，应从窗户的热工性能角度进行补充定义，以适应建筑技术的发展，下面是笔者尝试性提出的几个新概念，以供相关人员开拓思路：等效窗面积系数：假使在某窗户洞口上应用材质不同的窗户，那么，等效窗面积系数=设计用窗消耗的建筑能源年总量/平窗消耗的建筑能源年总量，普通平窗的等效窗面积系数为1。等效窗面积：等效窗面积=等效窗面积系数*窗户洞口面积（即用于该洞口上的同种材质普通平窗面积）窗户热工换算系数：以一种通用窗户材料的综合热工性能作为参照基准，其它窗户材料的综合热工性能与其比值即窗户热工换算系数，用于不同材质窗户间的综合热工性能转换，同种材质同种型号窗户的系数为1.等效窗墙面积比：等效窗户面积/房间立面单元面积（即建筑层高与开间定位线围成的面积）4 新定义算例假设上述两个窗户的得热和失热评价参数（主要依据太阳得热系数、整窗传热系数和空气渗透率等参数考量）综合为：飘窗为100（KW/年），平窗为50（KW/年），且以该种材料的平窗为参照基准。

则相关概念关系如下：窗墙面积比=4/25=0.16。等效窗面积系数=设计用窗消耗的建筑能源年总量/平窗消耗的建筑能源年总量=100/50=2。等效窗户面积=等效窗面积系数*窗户洞口面积=2*4=8（m2）。

窗户热工换算系数=在同样热工环境，两个窗户洞口面积一样的条件下，设计用平窗消耗的建筑能源年总量/平窗消耗的建筑能源年总量=50/50=1。等效窗墙面积比=等效窗户面积/房间立面单元面积=8/25=0.32。5 结论本定义简洁明了，操作简单。

根据新定义，可将现有窗户的类型以及材料的热工性能进 行测量统计和实际应用分析，将修正后的相关参数统计成可快速查阅的简洁图表，无须设计人员就此进行纷繁复杂的计算，就可以帮助设计人员迅速准确地计算窗户在具体城市具体朝向使用时的节能效果，从而因地制宜地采用节能措施，避免盲目性。节约了时间，提高了效率，新的定义应用在热工领域比传统窗墙面积比概念更为合理。

建筑节能常识

1.建筑节能有哪些要求 建筑能耗约占社会总能耗的1/3 我国建筑能耗的总量逐年上升，在能源总消费量中所占的比例已从上世纪70年代末的10%，上升到近年的27。

而国际上发达国家的建筑能耗一般占全国总能耗的33%左右。

以此推断，国家建设部科技司研究表明，随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善，我国建筑耗能比重最终还将上升至35%左右。 如此庞大的比重，建筑耗能已经成为我国经济发展的软肋。 高耗能建筑比例大，加剧能源危机 我国节能建筑面积只有2。

3亿平方米。目前，我国已建房屋有400亿平方米以上属于高耗能建筑，总量庞大，潜伏巨大能源危机。正如建设部有关负责人指出，我国建筑年消耗商品能源共计3。

76亿吨标准煤，占全社会终端能耗总量的27。6%，而建筑用能的增加对全国的温室气体排放“贡献率”已经达到了25%。 因高耗能建筑比例大，单北方采暖地区每年就多耗标准煤1800万吨，直接经济损失达70亿元，多排二氧化碳52万吨。

如果任由这种状况继续发展，我国建筑耗能将达到1089亿吨标准；空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷发电能力，这将会是一个十分惊人的数量。 据分析，我国目前处于建设鼎盛期，每年建成的房屋面积高达16亿至20亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和，而97%以上是高耗能建筑。以此推算，全国高耗能建筑面积将达到700亿平方米。

因此，如果现在不开始注重建筑节能设计，将直接加剧能源危机。 因此，与当前发达国家建筑能耗已经大大降低的情况相比，我国单位建筑面积采暖能耗是发达国家标准的3倍以上，与发达国家存在较大的差距。 而对于美国而言，全球石油资源的战略布局以及石油的开采区域和运输线路等关键点的调整工作已基本完成，我国却没有那样强有力的能源后盾支持，在这样的国情下，建筑节能水平的改善实际上应该比发达国家更为紧迫。

2.有关建筑节能的相关建筑 建筑节能是指在建筑材料生产、房屋建筑和构筑物施工及使用过程中，满足同等需要或达到相同目的的条件下，尽可能降低能耗。 减少能源需求的方法：建筑规划与设计、围护结构、提高终端用户用能效率、提高总的能源利用效率。丹麦奥胡斯建筑学院已与中国清华大学联合开展绿色可持续发展建筑联合教学，中国一直跟踪学习发达国家建筑节能的先进理念、技术和经验。 丹麦是世界上较早开展建筑节能和城市供热节能并取得显著成就的国家之一，也是较早进入中国传播建筑节能和供热计量的理念、技术和经验的国家，为中国推动建筑节能、供热计量等方面起到了积极的作用。

中国愿继续与丹麦等发达国家积极开展国际科技合作，进一步提高建筑节能与低碳生态城市技术水平，为应对气候变化作出更大贡献。 世博零碳馆，是中国第一座零碳排放的公共建筑。从外形来看，零碳馆更像是两栋造型别致的“小别墅”，而不是展览馆。 除了利用传统的太阳能、风能实现能源‘自给自足’外，“零碳馆”还将取用黄浦江水，利用水源热泵作为房屋的天然“空调”；用餐后留下的剩饭剩菜，将被降解为生物质能，用于发电。

在每栋房子的屋顶，各安装着11个五颜六色的风帽，房子朝南的墙壁采用的是镂空设计以自然采光；而房子的北面墙壁则被设计为斜坡状。 在坡顶设置可开启的太阳能光电板和热电板，另外还将种上一种名叫“景天”的半肉质植物。“景天”不仅有助于防止冬天室内的热量散失，而且还能使零碳馆从周边各展馆中“脱颖而出”。

世博会结束，零碳馆将永远保留下来，我们会把它打造成中国首座零碳博物馆。台湾成功大学——绿色魔法学校 这栋建筑百分之百使用环保建材，由成大建筑、土木及工程科学等系多位教授组成设计团队，花了近3年时间建构；绿色魔法学校地上三层、地下一层，2011年启用。 使用特殊水泥将减少三成的用量及一成的二氧化碳排放，但强度增加四成；采用水库的污泥烧制成陶粒，作为隔间墙骨材以及屋顶花园的土壤，可吸音、保水。

不会产生戴奥辛的电线、玉米做的地毯、宝特瓶抽纱制作的窗帘，以及不含甲醛与重金属的油漆、抑菌钢板，可吸臭气的墙面。 此外，建筑外的车道，是采用台大教授柳中明设计的生态工法，“可耐高压，开坦克车都行”，还可吸附二氧化碳。屋顶有空中花园隔绝热气，还有可随太阳转向的太阳能板，以及做为风力发电的桅杆。 3.什么是节能建筑 通俗地讲，节能建筑就是冬暖夏凉、能节约能源的房子。

节能建筑是按节能设计标准进行设计和建造，使其在使用过程中降低能耗的建筑。从广义上来讲，节能建筑是遵循气候设计和节能的基本方法，对建筑规划分区、群体和单体、建筑朝向、间距、太阳辐射、风向以及外部空间环境进行研究后，设计出的低能耗建筑。 节能建筑涉及7大节能技术，包括小区布局、建筑单体设计、外墙、门窗、屋面、遮阳 、通风。

如，为了通风，节能建筑底层架空，每幢楼的排列角度都经过精心计算；整个建筑朝向设计，还要考察当地一年四季的风向变化，室内采用可随时开合的百叶窗结构，人为形成自然的气流，使整个室内都处于空气流动的状态。 节能建筑好处在于节能。根据国家有关建筑节能设计标准，节能建筑的屋顶保温能力约为非节能建筑的1.5至2.6倍，外墙的保温能力约为非节能建筑的2至3倍，窗户的保温能力约为非节能建筑的1.3至1.6倍，节能建筑一般都要求采用带密封条的双层或三层玻璃窗户，其保温性能和气密性较好。 当采暖与空调制冷时，可以相对节约50%的能耗。

节能建筑要求从外墙到内墙，从屋面到地面，从阴台到阳台，从外窗到分户门，从楼梯到卫生间，从上下水、卫生洁具到家用电器要实现全面节能；目前我国要求居住建筑设计应达到第二阶段50%的标准，其中建筑部分占30%；采暖供热系统占20%，在保证使用功能、建筑质量和室内热环境符合小康目标的前提下，实现夏季室内温度低于30度，采暖地区冬季室内达到18度的基本要求。 如果形象一点来说，就是要给建筑物穿好棉袄、戴好棉帽、穿好棉鞋。做到冬暖夏凉，提高居住环境的舒适度。 同时采用洁水型卫生洁具和节能型家用电器。 5.住宅建筑节能设计是什么 摘要：建筑是用能大户，建筑节能是发展建筑业的需要。 在发达国家，适宜的室温已经成为一种基本的需要。新疆作为我国北方采暖地区是属于福利型供暖，九十年代以前采暖用能及节能�。

节能设计时 各朝向可以采用不同的窗户吗

建筑的窗墙比:《民用建筑热工设计规范》GB 50176-93中规定:居住建筑各朝向的窗墙面积比，北向不大于0.25;东西向不大于0.30;南向不大于0.35。

在建筑节能规范中，对同一朝向不同窗墙比为何规定不同的传热值

你问的问题比较专业而简单建筑节能的节能标准一般是按照采暖年耗电量和空调年耗电量定的即，要达到节能标准，只要年耗电量能控制住就可以了。窗户和墙的传热系数很有很大差别的，窗户的传热系数要远大于墙体，故窗墙比越大，建筑能耗就越多，即越费电，于是我们就规定，同一朝向，你的窗墙比越大，要求的传热值就越小不知道我说清楚了没有。