夏热冬冷地区住宅门窗节能改造

【摘 要 】为改善夏热冬冷地区居住建筑热环境,夏热冬冷地区旧住宅可以考虑节能改造,本文针对住宅门窗节能改造提出了可操作性建议.

【关 键 词 】住宅；门窗；节能

为贯彻国家有关节约能源、保护环境的法律、法规和政策,改善夏热冬冷地区居住建筑热环境,提高采暖和空调的能源利用效率,夏热冬冷地区旧住宅可以考虑节能改造,在保证室内热环境的前提下,建筑热工和暖通空调设计可以将采暖和空调能耗控制在规定的范围内,本文针对住宅门窗节能改造提出了可操作性建议.

1 门窗节能改造设计

1.1 在适当的位置增设门窗,组织好住宅室内外的自然通风.

组织好室内外的自然通风,在夏热冬冷地区的春秋季和夏季凉爽时段,不仅有利于改善室内的热舒适程度,而且可以减少空调运行的时间,降低建筑物的实际使用能耗.

住宅外窗可开启面积(含阳台门面积)不应小于外窗所在房间地面面积的5％.多层住宅外窗宜采用平开窗,平开窗的开启面积大,气密性比推拉窗好,这样可以避免“大开窗,小开启”现象.

1.2 参照相关建筑节能设计标准,限制窗墙面积比.

窗墙面积比是指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)之比.窗墙面积比应按建筑开间(轴距离)计算,普通窗户(包括阳台门的透明部分)的保温性能比外墙差很多,尤其是夏季白天通过窗户进入室内的太阳辐射热也比外墙多得多.一般而言,窗墙面积比越大,则采暖和空调的能耗也越大.因此,从节约的角度出发,必须限制窗墙面积比,当住宅的窗墙面积比超标时,可以通过缩小参照建筑窗户面积的办法,达到控制窗墙面积比的目的.按照夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-2003不同朝向外窗(包括阳台门的透明部分)的窗墙面积比不应大于该规范中规定的限值.

1.3 外窗设置活动式或固定式外遮阳.

在夏热冬冷地区,人们无论是过渡季节还是冬、夏两季普遍有开窗加强房间通风的习惯.一是自然通风改善了室内空气品质；二是夏季在两个连晴高温期间的阴雨降温过程或降雨后连晴高温开始升温过程的夜间,室外气候凉爽宜人,加强房间通风能带走室内余热和积蓄冷量,可以减少空调运行时的能耗.因此需要较大的开窗面积.另一方面不同朝向墙面太阳辐射强度的峰值,以东、西向墙面为最大,西南(东南)向墙面次之,西北(东北)向又次之,南向墙更次之,北向墙为最小.因此,在进行门窗建筑设计的时候一般严格控制东、西向窗墙面积比限值,对南向窗墙面积比限值放得比较松,南窗大有利于冬季日照,可以通过窗口直接获得太阳辐射热,符合这一地区居住建筑的实际情况和人们的生活习惯.

因此东偏北30°至东偏南60°、西偏北30°至西偏南60°范围内的外窗应设置挡板式遮阳或可以遮住窗户正面的活动外遮阳,南向的外窗宜设置水平遮阳或可以遮住窗户正面的活动外遮阳.夏热冬冷地区的外窗设置活动外遮阳的作用非常明显.提高窗的保温性能和灵活控制遮阳是夏季防热、冬季保温、降低夏季空调冬季采暖负荷的重要措施.夏季透过窗户进入室内的太阳辐射热构成了空调负荷的主要部分,设置外遮阳是减少太阳辐射热进入室内的一个有效措施.冬季透过窗户进入室内的太阳辐射热可以减少采暖负荷.所以设置活动式遮阳是比较合理的.按照夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ75-2003,不同朝向、不同窗墙面积比的外窗传热系数和综合遮阳系数在该规范中有相应的规定.

1.4 住宅外门、外窗的构造设计要保证具有良好的气密性能,以避免夏季和冬季室外空气过多地向室内渗漏.

住宅外门外窗型材不宜采用铝合金门窗,铝合金门窗容易变形、漏水和透风,可以考虑采用PVC塑料门窗、铝塑复合材料门窗型材、铝木复合材料门窗型材,铝塑复合材料门窗型材和铝木复合材料门窗型材这两种型材是近年来发展起来的新型门窗材料,能够发挥两种不同材料的优势.如果采用金属门窗应该对金属门窗采取断冷桥技术措施,改善其传热系数.比如普通铝合金窗(中空玻璃配置),传热系数K大于4．OW／(m2k)；断冷桥铝合金窗(中空玻璃配置),传热系数K在3．OW／(m2k)以下,相当一部分可达到2．8W／(m2k)以下.

建筑外门、外窗所用的玻璃应换成中空玻璃(不包括封闭阳台的外窗),其空气层厚度(两层玻璃间距)不小于9mm.

对于凸窗、弧形窗及转角窗等,要重视其上下、左右不透明的顶板、底板和侧板的保温隔热处理,这些部位基本上是钢筋混凝土出挑构件,是外墙上热工性能最薄弱的部位.

2 住宅门窗节能改造施工

2.1 对墙体上的洞口进行拆改时,必须由专业人员选择合理的拆改方案,并首选先补强后拆改的做法.

住宅门窗节能改造中必然会对墙体上的洞口进行拆改,而建筑物原有的结构、构造,都是经过科学的验算、合理的分析、整体设计的,只要局部稍作改变,这种合理性和整体性就会受到或多或少的影响,因此,住宅进行门窗节能改造的拆改工作应该由具有相应资质等级的设计单位提出拆改方案,禁止变动建筑主体和承重结构,扩大承重墙上原有的门窗尺寸,拆除连接阳台的砖、混凝土墙体.实在需要在承重墙上变动洞口的时候,必须首先对承重墙进行强度和刚度验算,并做好加固措施,事先设置好过梁和支撑柱.

2.2 门窗的安装

门窗的安装提倡带副框安装做法,可以减少土建与门窗安装的交叉作业,有利于门窗产品的现场保护,提高其交付质量,同时也有利于提高门窗产品的工厂制作率和质量.门窗外框与副框宜选择同一种材料,彩板门窗、钢塑共挤门窗均有配套的副框设计.没有相应配套副框的门窗可以选择钢副框,在副框与门窗外框之间应留有适当的间隙,有利于温度应力及其他应力的释放,同时,应对钢副框做防腐蚀处理.门窗洞口与副框之间的空隙注意密封性,封堵窗墙间缝隙做法可以参考下图

1-外墙；2-袋装矿棉；3-弹性密封胶；4-木条

3 结束语：

作为围护构造中最薄弱的门窗,其节能改造是节能改造的重点,门窗节能改造设计中要注意组织好室内良好的自然通风,控制好适当的窗墙面积比,设置适当的遮阳设施,并在门窗选材以及施工细部中注意节能的有效性并不破坏原有住宅的力学性能,夏热冬冷地区旧住宅的节能改造是可以得到预期的节能目的的..

参考文献：

[1]住宅装修常见做法危害房屋安全研究 房志勇,牟宗仪 施工技术 2009年12月

[2]论夏热冬冷地区住宅建筑设计节能体现 詹林 四川建筑科学研究 2010年8月