东北地区窗户节能的优化研究.pdf

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1、东北地区窗户节能的优化研究赵艳红(吉林省梅河121市建设局吉林梅河口135000)摘要：本文通过分析建筑物不同空气间层门窗的保温性能，探讨了东北地区提高窗户保温性能的途径。关键词：窗户；空气间层；保温途径中图分类号：TU55文献标识码：B文章编号：1672—4011【2010)06—0008一020前言建筑节能具体指在建筑物的规划、设计、新建(改建、扩建)、改造和使用过程中，执行节能标准，采用节能型的技术、工艺、设备、材料和产品，提高保温隔热性能和采暖供热、空调制冷制热系统效率，加强建筑物用能系统的运行管理，利

2、用可再生能源，在保证室内热环境质量的前提下，减少供热、空调制冷制热、照明、热水供应的能耗。建筑节能是贯彻可持续发展战略、实现国家节能规划目标、减排温室气体的重要措施，符合全球发展趋势。建筑节能的重要性在于建筑节能是社会经济发展的需要，因为它可以缓解能源供应的紧张局面。建筑节能可以减轻大气污染，建筑采暖和饮食用能量是造成大气污染的两个主要因素。建筑节能可以保护生态环境和提高建筑热环境的质量。随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境日益成为人们生活的需要。同时建筑节能还是发展建筑业的需要。建筑节能

3、的范围主要包括：建筑采暖、制冷节能和照明的节能，节能是以保证建筑舒适性为前提的。其中提高建筑外围护结构的保温隔热性能，从而降低建筑物的采暖制冷能耗是建筑节能的一条主要途径。窗户是我国当前建筑物外围护结构保温的一个薄弱环节。在发达国家的采暖建筑中一般都不用单层窗。对窗户性能一般的要求包括保温性、隔声性、透光性、气密性、水密性、抗风压性等方面。对于采暖建筑的窗户，其耗热量包括两个方面：窗户传热包括窗框和玻璃的传热耗热量和窗户缝隙的冷风渗透耗热量。为此，窗的节能就必须从这两方面着手减少热能消耗。一方面通过窗户加层，改

4、用导热系数较小的框料以及阻断热桥等措施，减小窗户的传热系数，增强保温性能；另一方面通过改善窗户制作安装精度、加密封条等办法。减小冷风渗透耗热。双层玻璃窗的保温性能比单层窗要好得多，其原因是在两层玻璃之间形成一个密闭的空气间层，这个空气间层具有较大的传热阻，因而使得窗户具有较好的保温性能。因此构造具有一定厚度且密闭良好的空气间层，是双层玻璃窗保温性能好的关键。1建筑物窗户的性能建筑物外窗的传热阻等于窗户玻璃内外表面的换热阻加上玻璃的热阻再加上玻璃间空气间层的传热阻。窗户玻璃内外表面的换热阻由文献[1]查得：玻璃的

5、热阻由其厚度除以其导热系数得到。从理论上讲，通过空气间层的传热量由三部分组成，即空气分子的导热、间层内壁面之间的辐射换热和间层内空气的自然对流换热。空气的导热系数与空气本身温度有关，在有限空间内的对流换热强度与间层的厚度、位置、形状、密闭性等因素有关。对于垂直空气间层，影响对流当量传热系数的因素很多，其确定方法也比较复杂，通常应用相似理论，借助实验得到。目前国内外关于流行的对流当量传热系数的计算公式都是根据锅炉、机械等设备在高温条件下推导的，不适合建筑热工应用。特别注意的是空气间层的辐射换热强度与空气间层的厚度

6、无关，而与空气问层热冷壁面的热力学温度，间层表面的辐射性能以及间层热冷两表面的相互位置有关。所以一般条件下窗户的传热还包括窗框的传热，窗框面积约占窗户总面积的30％，窗框的导热系数远低于窗玻璃的传热系数，且缺乏行之有效的计算方法。2窗户传热性能指标的分析及计算窗户的得热和失热形式包括：太阳得热、热传导和空气渗透，相对于这些形式各有对应的评价参数，即太阳得热系数、传热系数和空气渗透率等技术指标。太阳得热系数是指透过窗户进入室内的太阳能量与入射到窗户外表面的太阳能量的比值。该值越小，窗户的太阳辐射得热量就越少。传热

7、系数定义为：在单位温差下通过单位面积窗户所传递的热量。在相同的室内外温差下，值越低则通过对流传导传递的热能越少。而窗户的传热系数，是指整窗的综合传热系数。空气渗透率是与窗户密闭性能有关的量，以目前国内门窗的生产水平，要达到设计标准要求的密闭等级并不难。根据国外的研究成果，当窗户密闭等级符合设计标准的要求时，它对于窗户能耗的影响很微弱，可以忽略不计，默认窗户的密闭性能能够达到了设计规范的要求。研究窗户的传热系数一般采用模拟计算的方法。模拟计算方法是基于玻璃窗的传热物理模型，通过计算求得窗户的热工性能参数。在模拟计

8、算中，一般把窗户分为三个部分：中心玻璃，边缘玻璃和窗框。对于窗户的中心玻璃部分，一维传热模型与实际情况已很接近。而窗户的玻璃边缘，尤其是双层窗两层玻璃边缘之间的垫片材料的导热能力比玻璃间气体层的导热能力要大很多，容易产生“热桥”效应，必须采用二维传热模型，而窗框的传热也可近似为一维传热。在求得各个部分的传热系数和已知各部分面积的基础上，对这三个部分的传热系数进行面积的加权平均，就得到窗