節(jié)能塑料窗的K值設(shè)計(jì)計(jì)算

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雙層玻璃的傳熱能力和雙玻璃的間距直接有關(guān),三層玻璃比雙層玻璃保溫性能好,低輻射鍍膜中空玻璃傳熱系數(shù)最小。1、建筑節(jié)能與門窗傳熱系數(shù)
    我國的建筑能耗約占全國能源消耗總量的1/4,我國寒冷地區(qū)采暖能耗已達(dá)到1.79億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占全國能源消費(fèi)總量的13.6%,其中建筑外門窗的能耗約占建筑物全部熱損失50%。在建筑保溫性能上我國與氣候條件相近的發(fā)達(dá)國家相比,外窗為2.2倍,外墻為4倍。因此提高門窗的保溫性能對建筑節(jié)能有重要的作用。
    我國《建筑節(jié)能"九五"計(jì)劃和2010年規(guī)劃》目標(biāo)是:新建采暖居住建筑1996年以前在1980~1981年當(dāng)?shù)赝ㄓ迷O(shè)計(jì)能耗水平基礎(chǔ)上普遍降低30%為第一階段;1996年起在達(dá)到第一階段要求的基礎(chǔ)上節(jié)能30%為第二階段;2005年起在達(dá)到第二階段要求的基礎(chǔ)上再節(jié)能30%為第三階段。為了實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能50%的第二步目標(biāo),建設(shè)部發(fā)布JGJ26-95《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(采暖居住部分)》(表1)。近幾年,全國部分地區(qū)已經(jīng)開始制定或逐步完善建筑節(jié)能管理辦法,部分省、市自治區(qū)也頒布相應(yīng)的行政法規(guī)。例如北京市建委1999年發(fā)布的《北京市"九五"住宅建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),建筑外窗部分補(bǔ)充規(guī)定》的通知規(guī)定;2000年1月1日起,北京市行政區(qū)域內(nèi)的各類住宅建筑外窗應(yīng)達(dá)到傳熱系數(shù)K≤3.5W(m2k)。
    表1 JGJ26-95標(biāo)準(zhǔn)《不同地區(qū)采暖居住建筑對門窗傳熱系數(shù)K限值》
    采暖期室外平均溫度(℃) 代表性城市 窗戶K值(含陽臺(tái)門上部) 陽臺(tái)門下部門芯板K值 外門K值
    2.0~1.0 鄭州、洛陽、寶雞、徐州 4.70 4.00 1.70 /
    0.9~0.0 西安、拉薩、濟(jì)南、青島、安陽 4.70 4.00 1.70 /
    -0.1~1.0 石家莊、德州、晉城、天水 4.70 4.00 1.70 /
    -1.1~2.0 北京、天津、大連、陽泉、平?jīng)?4.70 4.00 1.70 /
    -2.1~3.0 蘭州、太原、唐山、阿壩、喀什 4.70 4.00 1.70 /
    -3.1~4.0 西寧、銀川、丹東 4.00 1.70 /
    -4.1~5.0 張家口、鞍山、酒泉、伊寧、吐魯番 3.00 1.35 /
    -5.1~6.0 沈陽、大同、本溪、阜新、哈密 3.00 1.35 /
    -6.1~7.0 呼和浩物、撫順、大柴旦 3.00 1.35 2.50
    -7.1~8.0 延吉、通遼、通化、四平 2.50 1.35 2.50
    -8.1~0.9 長春、烏魯木齊 2.50 1.35 2.50
    -9.1~10.0 哈爾濱、牡丹江、克拉瑪依 2.50 1.35 2.50
    -10.1~11.0 佳木斯、安達(dá)、齊齊哈爾、富錦 2.50 1.35 2.50
    -11.1~12.0 海倫、博克圖 2.00 1.35 2.50
    -12.1~14.5 伊春、呼瑪、海拉爾、滿州里 2.00 1.35 2.50
    注:表中窗戶傳熱系數(shù)4.70為單框單玻塑料窗,4.00為單框雙玻金屬窗。
    2、門窗的傳熱系數(shù)與節(jié)能效果
    從目前國內(nèi)生產(chǎn)的各種不同窗戶的傳熱系數(shù)與節(jié)能效果(表2)看出雙玻塑料窗節(jié)能效果比較顯著,能達(dá)到民用建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中全國大部分采暖居住節(jié)能要求,但距發(fā)達(dá)國家建筑保溫性能還有很大差距(1993年國外發(fā)達(dá)國家規(guī)定建筑外窗傳熱系數(shù)為1.8W/(m2.k)),因此設(shè)計(jì)開發(fā)節(jié)能塑料窗,提高塑料窗保溫性能已成為塑料門窗行業(yè)的創(chuàng)新重點(diǎn)。
    表2 不同窗戶的傳熱系數(shù)與節(jié)能效果
    窗框材料 窗戶類型 空氣層厚度(mm) 窗框窗洞面積比(%) 傳熱系數(shù)K(W/m2.k) 節(jié)能效果(%)
    金屬窗 單層窗 - 20~30 6.4  
    單框雙玻窗 12 20~30 3.9 39.1
    16 20~30 3.7 42.2
    塑料窗 單層窗 - 30~40 4.7 26.6
    單框雙玻窗 12 30~40 2.7 57.8
    16 30~40 2.6 59.4
    3、塑料窗保溫性能設(shè)計(jì)
    塑料窗保溫性能與窗框設(shè)計(jì)、玻璃選擇、窗型設(shè)計(jì)有關(guān)。
    3.1窗框設(shè)計(jì)
    PVC塑料窗框傳熱系數(shù)與窗框型材設(shè)計(jì)有關(guān),PVC塑料窗框型材有雙腔、多腔之分,沿?zé)崃鱾鲗?dǎo)方向分割為雙腔或三腔對提高窗框的隔熱性能有利。從表3可以看出不同結(jié)構(gòu)窗框具有不同的保溫性能,單腔結(jié)構(gòu)和二腔結(jié)構(gòu)窗框設(shè)計(jì)已逐步淘汰,目前大多選用三腔結(jié)構(gòu)和四腔結(jié)構(gòu)的窗框設(shè)計(jì)。
    3.2玻璃的選擇
    窗戶的大部分面積為玻璃,約占整個(gè)窗戶面積65%~70%,由于不同玻璃的傳熱系數(shù)差別很大,因此設(shè)計(jì)不同保溫性能的建筑外窗應(yīng)選擇不同傳熱系數(shù)的玻璃(表4)。
    雙層玻璃的傳熱能力和雙玻璃的間距直接有關(guān),三層玻璃比雙層玻璃保溫性能好,低輻射鍍膜中空玻璃傳熱系數(shù)最小。
    表4 不同玻璃的傳熱系數(shù)
    玻璃類型 玻璃間隙距離(mm) 傳熱系數(shù)K W(m2.k)
    單層玻璃   6.4
    雙層中空玻璃 6 3.4
    12 3.0
    三層中空玻璃 12 2.0
    雙層低輻射鍍膜中空玻璃 12 1.6