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标准化节能外窗性能分析——案例分析如何进行标准化节能外窗设计

来源:中国门窗＆配套材料网收集整理　作者:杨帆　日期:2012-5-25
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摘要：外窗洞口传递的热量占到建筑外围护系统节能指标的50%左右，对于建筑物的整体节能效果具有重要影响。当代万国城MOMA 节能外窗构造体系基于整体化的节能设计，其中：窗框采用复合型隔热铝型材及多腔体隔热设计；外窗玻璃选用单银Low-E 双层中空玻璃，中空部分填充惰性气体，通过一系列的节能构造方式使整窗传热系数达到1.8 W/m2.k。

关键词：标准化节能外窗单银中空Low-E 玻璃暖边条

　　（一）前言
　　建筑节能主要是通过建筑外围护节能(被动式节能)和建筑设备节能(主动式节能)两方面节能技术来完成的。其中建筑外围护结构节能，占到整个节能指标的5O-6O%，投资少见效快，因此是绿色、节能建筑的首选方向。

　　而对于整个外围护结构来讲，外窗洞口传递的能量，又占到外围护系统节能指标的53-57%(如图1，2)。因此外窗节能是外围护系统建筑设计中的首选节能方向。

　　（二）国内建筑节能外窗的发展状况
　　对于居住建筑，从20O4年开始，北京开始率先从5O%的节能指标基础上再进一步降低能耗)要求做到65%的节能标准，在此基础上要求住宅门窗的传热系数限值K不大于28W/W/m2k。其他气候区也对住宅外窗的传热系数做出了相应的规定(如图1、目前中国大多数房地产住宅开发项目的外窗传热系数K仍停留在2O及2OW/W/m2k以上，这一数值，还达不到德国1995年18的指标，远远低于国际现有外窗的性能指标，显然不能够满足未来房地产节能发展的需要。因此，很多节能地产公司以及门窗企业都开始逐渐重视外窗节能的重要性，高性价比的节能门窗越来越受到大家的一致关注。

　　(三）当代标准化节能外窗性能分析
　　3.1标准化外窗的重要性
　　根据1989年《中华人民共和国标准化法》对“标准化”含义的解释是“在经济、技术、科学及管理等社会实践中，对重复性事物和概念通过制定、实施标准，达到统一，以获得最佳秩序和社会效益的过程”。主要指的是工业产品、重要农产品、环境保护、建设工程等生产领域统一的技术要求。对于房地产行业来讲，住宅建设及住宅部品标准化作为其中—个重要组成部分，它是住宅建设发展的必由之路。

　　当代节能置业(以下简称当代)，作为节能科技地产的代表之一，从很早就注重住宅建筑构件的标准化工作，在万国城MOMA(太原)项目的实际应用中，采用标准化的外窗设计，通过简化外窗设计种类，对加快外窗的设计和生产准备过程，保证产品和工程质量有较大影响;同时它也扩大了外窗产品的零、部件的互换性和统一性，从而可以有效地降低成本，最终实现整个项目快速生产和安装的目的。

　　同时，当代在节能外窗的研发和实践中，通过多年的努力已经形成了完整的建筑节能外窗体系。早在20O2年完成的北京的万国城MOMA二期的门窗性能指标，实测值就已达到20W/m2k，而在2O1O年已完成的万国城MOMAl太原)项目设计中，门窗性能指标已达到18W/m2k;表1给出了当代标准化节能外窗部分参数。在本文后面的章节中，我们将结合该项目的实际案例，来阐述一下节能门窗的性能分析。

　　3.2标准化外窗的性能分析
　　我们首先来了解一下外窗传热的基本原理，我们知道，物体的传热油三种基本方式，即:导热、对流和热辐射。其中:导热是依靠物质的分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递，成为导热(或热传导、对流是指流体各部分之间发生相对位移，依靠冷热流体互相参混和移动所引起的热量传递方式。热辐射是物体通过电磁波来传递能量的方式。

　　而建筑外窗主要是由:玻璃，型材，暖边条，五金件等部分构成的。而外窗的各部分对于节能发挥着不同的作用，如图4所示。因此，我们通过LOW-E玻璃，填充惰性气体及选择多腔体的窗框型材及低传导间隔条等措施来实现节能的目标。另外，根据整窗传热的∪值计算公式(如图5所示)，我们也可以看出，玻璃，型材和暖边条是对传热性能影响最大的三个部分。下面，我们来针对这三个部位来进行节能性能分析。

　　3.2.1玻璃材料
　　在外窗洞口中，玻璃的面积占到整个洞口面积的75-80%，因此玻璃的节能是整个外窗节能最核心的部位。而从成本分析计算，设计指标中窗地比为1/z，若外窗造价以1000元/m2，玻璃造价以30O元/m2计算，则折合建筑面积上的造价为40元/m2左右，若建安成本按2O0O元/m2计算，则玻璃造价只占到总体造价的2%;因此说通过对玻璃的节能指标优化来达到优化建筑节能指标是性价比最优的途径。当然在提高玻璃性能的同时还要考虑到成本因素的影响，以及玻璃和其他部位搭配的均衡性。

　　因此，低辐射玻璃(LOW-E玻璃)的应用，在全世界越来越广泛，它是在玻璃表面上镀多层金属或其他化合物组成的膜系产品，其镀膜层具有对可见光高透过及对中远红外线高反射的特性，因此使其与普通玻璃及传统的建筑用镀膜玻璃相比，具有明显的低辐射和高透光的性能优势。

　　在万国城MOMA(太原)的项目中，在外窗成本限额100O元/m2的要求下，在满足18(单位:W/m2k)的传热系数的基础上，采用的是圣戈班双层中空
充氩气5mmPLT116I+16Ar+6mm玻璃，玻璃∪值可以达到12(单位:ˇV/m2k);这是国内目前已知单银LOw-E中空玻璃中∪值最低的配置。显然，这也是性价比最优的LOW-E中空玻璃配置。因为要达到同样∪值，若采用双银LOW-E中空玻璃或者三玻LOW-E中空玻璃，造价要远高于单银LOW-E中空玻璃的配置。

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