浙江省属夏热冬冷地区,建筑采暖和空调的能源消耗占社会总能耗的1/4左右。建筑外窗是建筑围护结构中的重要部件,也是建筑节能的薄弱环节,居住建筑的采暖和空调的能耗有一半经外窗损失。因此,根据本地区的气候特点、居住建筑的功能要求和节能设计标准,搞好节能外窗的应用研究,对于节约能源,保护环境,贯彻执行国家可持续发展战略,具有极其重要的意义。
外窗的能耗包括通过玻璃和窗框的传热、窗缝的空气渗透、太阳辐射得热等三方面。要提高夏热冬冷地区居住建筑外窗的节能性能,就必须综合考虑以下几方面,才能取得事半功倍的节能效果。
1控制窗墙面积比
窗墙面积比是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。普通外窗的能耗远远大于外墙,金属单框低辐射中空窗的传热系数为2.7。3.4W/(m2•K),也比外墙大很多。可见,控制外窗的面积,能有效控制建筑采暖和空调的能耗。单纯从节约能耗来讲,窗墙面积比越小越好,但其值太小,又会影响窗户的正常采光、通风,并存在太阳能的利用问题。在一般情况下,应以满足室内采光要求作为窗墙面积比确定的原则。
2外窗的选择
2.1外窗玻璃的选择
居住建筑外窗中,玻璃面积占‘70%~80%,玻璃的节能效果在外窗节能中占重要地位。透过玻璃的热损失主要是由传导传热和太阳辐射直接透过2部分组成,分别用传热系数K和太阳直接辐射部分的遮阳系数SC来表征。
(1)透明玻璃
以6mm厚单层透明玻璃为例,其遮阳系数SC为0.99,传热系数K为5.58W(m2•K),都比较高,说明单层透明玻璃对阳光辐射阻挡能力很差,保温性能也比较差。
(2)中空玻璃
透明中空玻璃是以2片或多片玻璃,以有效的支撑均匀隔开,周边粘结密封,使玻璃层间形成干燥气体空间。透明中空玻璃空气层为12mm厚时,其传热系数K值可达到3W/(m2•K)以下,但SC仍在0.87左右,对太阳直接辐射热的传入影响不大,因此它的综合节能作用也有限。
(3)镀膜玻璃
镀膜玻璃应用于住宅外窗,能有效控制远红外线与可见光的数量,减少紫外线的透射。其中主要有热反射镀膜玻璃、低辐射镀膜玻璃(Low—E玻璃)。
将Low—E玻璃和中空玻璃结合,形成Low—E中空玻璃,具有极佳的热学、隔声、防结霜、不结露及密封性能,具备更低的传热系数和更大的遮阳系数选择范围(0.2~0.7),比普通中空玻璃的节能效果有很大提高。
浙江居住建筑中宜选用中等遮阳系数的Low—E中空玻璃,在减少热损失的同时,让合理数量的太阳辐射热透过,建议遮阳系数SC在0.3—0.6内选择。