浅议建筑外窗及其遮阳节能效果

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1、浅议建筑外窗及其遮阳节能效果【摘要】在建筑节能设计中，建筑外窗以及遮阳由于与建筑外界直接联系而直接关系到建筑的节能效果，本文通过结合实践节能效果而对建筑的外窗及其遮阳在建筑中的节能效果而展开探讨。【关键词】建筑节能；外窗节能；遮阳节能；玻璃幕墙1.引言外窗设计是住宅建筑围护结构节能设计中的重要环节，同时由于窗户本身具有多重特性，使得其节能设计也最复杂的设计环节。从大的方面来说，不同季节对外窗的性能要求就很不一样，冬季我们要求窗户保温隔热性能好的同时，还希望其有更高的太阳能透过率，最大限度的利用太阳能，减少

2、采暖负荷；而夏季我们则希望阻挡太阳辐射进入室内，因为即使是部分的太阳辐射透过窗户进入室内，也会造成很大的室内空调负荷，尤其是太阳辐射强度的大的水平面和东西立面。这时，窗户遮阳的设计就显得尤为重要了，如夏热冬暖地区的住宅建筑节能设计标准中都对各个朝向的窗口遮阳系数有严格的限值。2•外窗的节能设计在进行住宅外窗节能设计、窗的遮阳系数时，主要依据以下几个指标：窗的传热系数、窗口的遮阳系数、外遮阳构件的遮阳系数以及窗墙面积比。从节能效果来看，外窗节能直接关联到透明部分也就是玻璃的热工性能如何，其次是窗框型材的类型

3、（影响窗的窗热系数和遮阳系数）和窗的制作质量（影响窗的气密性）。住宅外窗主要由窗框、窗扇、玻璃、密封条、五金附件等部件构成。窗户按开启方式可分为固定窗、平开窗、悬窗、推拉窗；按玻璃的构成可分为单玻、双玻（或中空）、双层窗、三层窗等；按窗框型材分类则有非金属窗（如木窗、PVC塑料窗、玻璃钢窗）、金属窗（包括钢窗、铝合金窗）以及复合窗（钢塑、钢木、木塑、铝塑窗等）。复合窗既具有金属窗的强度，又具有非金属窗良好的保温性能。目前，国内住宅中应用比较广的外窗是塑钢窗、铝合金窗。（1）透明玻璃窗。透明玻璃窗的可见光透

4、过率高，太阳能的透射率也高，无论使用何种窗框材料其整窗的遮阳系数值都在0.8以上。传热系数则随玻璃的层数增多而减少，也随窗框型材的绝热性提高而减少。因此，节能型的透明玻璃窗应该选择多层玻璃且窗框型材绝热性好、构造绝热可靠的窗型。选取该类型窗应当用在由于透明的多层玻璃窗可以透过大量波长较短的太阳直射辐射热，而对于室内的长波辐射热有较低的透过率，所以它适用于寒冷地区住宅，有利于在漫长的冬季里获得太阳能形成室内温室效应。如果和可动的外遮阳配合，在夏季则能有效地防止太阳辐射的过量侵入导致的室内过热现象。对于夏热冬

5、暖地区夏季由于窗户的温差传热耗冷量已不是主要问题，故与单层玻璃窗相比夏季更容易形成温室效应，对住宅间歇式空调节能不利。从应用实践表明，其节能效果与单层普通玻璃的铝合金窗比，若改为双层中空玻璃的铝合金窗则传热系数下降33.3%；若改为单层玻璃的PVC塑料窗则传热系数下降21.7%；若改为双层中空玻璃PVC塑料窗则传热系数下降高达55%,可见节能效果是相当显著。(2)镀膜玻璃窗。该类型窗其镀膜玻璃是在普通平板玻璃上通过离线镀膜方式或在线镀膜方式在玻璃表面喷涂一层或几层特种金属氧化物膜而成。由于镀膜后玻璃对于热

6、辐射光谱的选择性吸收、透射和反射作用发生了根本性的改变，因而玻璃的热工性能也随之发生了变化，如图1所示。目前以节能为目的开发的镀膜玻璃主要有吸热玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃三种。热反射玻璃在反射红外光的同时对可见光的透射也有很大衰减，对可见光的高反射率也会导致对环境的光污染；吸热玻璃以吸收红外光的方式来降低热能的透射量，玻璃本身升温后也存在热辐射问题；低辐射玻璃基本不影响可见光的透射，对远红外有较高的反射率。发达国家的建筑外窗占总量的80%以上都使用了中空玻璃窗，而其中的80%以上是低辐射玻璃的中空玻璃窗

7、，我国近年来也具备了自行生产能力，但目前价格偏高，约为普通中空玻璃窗的1.5倍。从应用情况来看，该类玻璃窗的节能效果与双层普通玻璃的铝合金窗比，若改为双层中空热反射玻璃的铝合金窗则遮阳系数下降375%；若改为双层低辐射玻璃的铝合金窗则遮阳系数下降，传热系数下降12.5%,可见该类型玻璃窗的节能效果相当显著。该类型的玻璃窗主要是应用在所有气候区所有朝向的窗口均适用。3•外遮阳的节能设计窗口外遮阳是一种经济有效的节能方式，国内外的研究表明，窗口遮阳所获得的节能收益为10%〜24%之间，但事实上采用遮阳的建筑投

8、资则不足2%。窗口遮阳按遮阳构造的形式分为水平式遮阳、垂直式遮阳、综合式遮阳、挡板式遮阳四类。按使用方式还可以分成活动式和固定式两类。按国际上的惯例通常认为住宅窗口设置固定的遮阳构造节能效果是可靠的，而活动式遮阳因为不能保证使用者正确使用而一般不予认可，但近年来由于活动式遮阳使用上有适应季节变化的灵活性，采用活动式遮阳方案的住宅增多起来。因此，从结合外遮阳的节能效果及其应用情况来看，笔者建议设计者们应多采用固定遮阳的同时也鼓励