建筑门窗幕墙节能技术施工技术措施

摘 要随着建筑门窗以及建筑幕墙的发展,一些新型的门窗幕墙得到了广泛地应用.门窗幕墙作为建筑护结构的重要组成,对整个建筑物的能耗的评价起着十分重要的作用.但由于材料的节能技术和施工技术的限制,这些产品在能源消耗的控制方面依然存在着诸多的问题,因此,本文通过简单分析了当前建筑设计的问题的基础上,阐述了一些节能技术在门窗幕墙中的应用,并针对施工环节提出了一些节能措施.从而保证建筑物的节能符合设计要求.

关 键 词：建筑门窗；玻璃幕墙；节能技术

随着《公共建筑节能设计标准》、《民用建筑节能设计标准》、《建筑节能工程施工质量验收规范》等相关节能国家或行业标准的实施,节能已成为我国的一项基本国策.一些新型门窗以及幕墙得到了广泛地使用,建筑门窗及幕墙的节能性能、隔声性能、装饰功能应用得到了加强,光伏建筑一体化也在探索应用中.在门窗幕的施工环节,节能的施工技术措施是保证节能项目分项工程的关键,节能工程分项验收已列入强制性标准.门窗幕墙作为建筑物的重要维护结构起着举足轻重的地位,门窗幕墙的框架材料、面板材料、安装间隙、装配间隙、密封材料等决定着产品节能性能.由于门窗幕墙的透光性使得室内外的环境容易发生能量的交换,面板产生一些门窗幕墙能耗损失较大.本文从建筑门窗幕墙的设计方面着手,结合在门窗幕墙工程项目管理工作的施工实践,重点考虑节能技术在其设计中的应用和施工技术措施,找到切实可行的设计方法和安装工艺,以控制门窗幕墙的热交换的各个环节,满足节能环保标准的设计及验收要求.

1节能的本质

建筑的节能包含很多方面,涉及到墙体节能、门窗节能、屋面节能、地面节能、采暖节能、通风与空调节能、配电与照明节能等等,而建筑门窗和建筑幕墙的节能是其重要组成部分.门窗和幕墙的节能主要是指通过产品的结构设计、材料选用、生产加工和安装工艺的制定等措施,使建筑物在使用过程中,以尽量少的能量消耗而获得理想的温度环境和光线环境的过程.比如：在炎热的夏季和寒冷的冬季,人们为了获得正常的使用环境,常常需要使用消耗电能的电器设施来调节室内温度环境,使人们在建筑物室内环境舒适地生活和工作.而门窗及幕墙的节能效果,直接影响到耗能的多少.一般而言,节能门窗及节能幕墙产品.在炎热的夏季应具有较高的隔热性能,在寒冷的冬季应具有较高的保温功能.然而,如何实现夏季隔热,冬季保温功能还需要得到进一步探索.

传热方式有三种即对流、辐射和传导.热水瓶之所以有良好的保温性能,就是有效地阻断了三种传热途径.对流传热是指具有热能的气体或液体在移动的同时所进行的热交换现象.辐射传热是以电磁波的形式把热由一个物体传向另一个物体的现象.导热是指物体内部的热由高温侧向低温侧转移的现象.建筑物的传热是上述三种方式综合作用的结果.为此,窗及玻璃幕墙的节能设计及施工技术的重点是在上述三种传热方式中设计合理的控制手段,以达到节能目的.而在影响玻璃幕墙的热工性能方面,可以通过控制传热和增加遮挡来实现节能.

2新型门窗以及幕墙的节能内涵

建筑的节能虽然包括方方面面,但据资料显示,通过门窗产生的建筑能耗占整个建筑能耗的45%-50%,玻璃幕墙则按幕墙占建筑护的面积高达70%以上.因此门窗以及幕墙的节能在建筑业占有重要的地位.门窗与幕墙的节能主要是通过产品的结构设计,材料的选用的方法,使得建筑物在使用的过程当中,以最少的能量消耗以获得最理想的温度和光线环境的过程.门窗以及幕墙的节能的效果,直接影响的耗能的多少.为了达到最理想的效果,一般,为减少太阳的辐射和室外空气形成的热作用,门窗以及玻璃幕墙在夏天应具有较好的隔热性能,相反,为减少房屋维护结构向外散失热量,在冬季门窗幕墙应具有良好的保温性能.门窗幕墙节能是通过保温隔热技术来实现的,其主要的目标就是减少热量的传递.为了增加节能效果,采用隔热材料、低辐射镀膜玻璃、真空及中空玻璃等传热系数较小的材料,在节能方面取得较好效果.

热传递的三种方式：对流,辐射以及导热.对流传热是指具有热能的气体或是液体在移动的同时进行热交换.辐射传热则是以电磁波的形式把热能在不同的物体之间进行传递.导热而是物体内部由高温一侧传到低温一侧的现象.门窗以及幕墙传递的热能通常是三种传递方式作用的结果,因此,门窗与幕墙的节能设计也就是通过上述传热方式来进行合理的设计,以满足其要求.

3建筑门窗幕墙设计及施工中存在的问题

建筑门窗幕墙设计的重要性认识不足.我国是能源消耗的大国,门窗幕墙的耗能接近建筑耗能的一半,一些人对门窗幕墙节能知识了解的知之甚少,门窗幕墙节能设计严重滞后,同时,由于其设计与工程一体化的机制,不利于其发展.其次,其设计仅限于结构与构造设计,设计变成了“抄计”,创新意识不强,尽管我国年专利拥有量在世界名列前矛,但真正的发明与发达国家相比较显得落后.尽管其各种节能门窗幕墙的令人眼花缭乱,但技术还不成熟,美中不足,因此,门窗幕墙的节能环保的任务迫在眉睫.在项目施工方面,建设单位为了降低成本,在建筑节能方面投入不足,或者不愿意投入.比如玻璃幕墙的型材不采用隔热效果好的断势型材,采用普通型材加上简单的PVC隔离加以替代,门窗玻璃很少采用Low-E中空玻璃,石材幕墙内侧不采取保温措施等.

4建筑门窗幕墙的节能设计及施工技术措施

传热系数Ｋ值和遮阳系数Sc是衡量护结构技术的两个节能指标.传热系数Ｋ是在稳定的传热条件下,围护结构的两侧的空气温差为１Ｋ时,在单位时间内通过单位面积的传热量的值.传热系数Ｋ值是由于温差引起的热传递,一般情况下,传热系数Ｋ越低,其门窗幕墙的热传递效果越差耗能越低,越节能.对有节能要求的建筑,对门窗的K值作出了最低要求,一般K值不得低于3.2.新型的铝木复合平开窗或断热铝合金平开窗K值一般可以达到2.5以下.遮阳系数Sc是指实际通过门窗玻璃的太阳辐射得热,同透过３透明玻璃的太阳辐射得热的比值,是由于太阳辐射引起的热传递.降低传热系数Ｋ和遮阳系数Sc,可以有效地改善其节能的效果.

要达到建筑节能符合设计要求,门窗及幕墙的施工环节也相当重要.对于门窗,目前建设部门正在大力推广门窗产品的节能标识工作,改变工程项目中的门窗工程由业主东拼西凑指定材料,最后的门窗产品节能指标达不到设计要求的做法.因为门窗和幕墙产品是一个由材料系统、面板系统、五金系统、加工安装工艺组成的复杂的系统,应统筹考虑.建筑物外窗的气密性、保温性、中空玻璃露点、玻璃遮阳系数和可见光透射比这些指标必须进行复验,才能有效保证门窗的节能符合设计要求.幕墙的节能工程中使用的保温隔热材料,其导热系数、密度、燃烧性能必须达到设计要求.

4.1降低传热系数K的措施

1）玻璃是决定玻璃幕墙节能性能的关键构件,采用双层玻璃、低辐射Low-E玻璃、真空玻璃等类型的玻璃.中空玻璃的外层玻璃一般采用吸热和热反射类型的玻璃,而内层则采用透明类型的玻璃,由于外层玻璃可以有效地吸收和反射大量的太阳辐射热,使得空气层将外层玻璃的热量阻挡在室外.真空玻璃的二层玻璃间抽成0.2mm左右的真空,填充C型支撑物密封而成,由于没有空气等介质,热的三种传导都不可能,因此隔热效果及隔声效果相当理想.填充一些惰性气体的中空玻璃,因为惰性气体的热传导率低于空气,也可以有效地降低K的大小.在施工中正确选用并安装玻璃,镀膜玻璃或中空玻璃的膜面应在内侧或中空玻的第2面或第三面.复验中空玻璃露点.

2）铝合金隔热条的尺寸和导热系数对框的传热系数影响很大.增大隔热条的宽度,铝合金门窗的框由内、外的铝合金框和中间连接内外框的芯子组成,其中芯子是由绝缘导热率低的非金属材料组成（一般为发泡材料）,它的宽度越大,框架的热阻就越大,从而使得Ｋ减小.采用多空腔的隔热条.隔热条的宽度不能无限的加宽,过宽会影响结构的紧凑型,因此,采用多空腔传导,也能提高框架的热阻.现场安装拼接组合框架时室外侧型材部分只能接触相邻型材的室外侧部分,不能室外侧型材和室内侧型材交叉接触.

4.2降低遮阳系数Sc的措施

1）采用多功能镀膜玻璃,低辐射玻璃等处理技术.采用镀膜玻璃可使其辐射的热量减少,可达到保温隔热的效果.

2）幕墙的遮阳构件种类繁多,如百叶、遮阳板、遮阳挡板、卷帘、花格等.对于遮阳构件,其尺寸直接关系到遮阳效果.幕墙的遮阳一般采用内、外遮阳技术,其中外遮阳中的水平遮阳板的设计时要注意遮阳板与玻璃幕墙应留有一定的距离,同时遮阳板的本身也需要进行通风处理.内遮阳则是在幕墙内布置遮阳帘,竹帘等,近来中空玻璃空气层内安装百叶的百叶玻璃也应用在门窗工程中.遮阳如果和光伏发电技术结合起来,不但满足门窗幕墙的遮阳节能要求,而且可以通过光伏组件有效利用太阳能,提供清洁能源.

5建筑门窗幕墙的节能应用技术

1）门窗幕墙周边应用高性能密封技术,可以有效地空气中渗透热的损失,从而提高了隔热以及保温等物理性能,在密封方面有了长足的发展.

2）门窗幕墙中断热型铝材的应用技术.为了使隔热,保温达到合理的效果,一般断热型铝材与中空玻璃配套使用,使得隔热,保温效果得到了很大的提高.

3）门窗幕墙中节能玻璃的应用技术.中空玻璃、真空玻璃、低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃）、多层中空玻、有色玻璃、内置百叶玻璃等的应用,大大提高了门窗和幕墙的节能效果.

4）门窗幕墙的遮阳技术.遮阳技术虽然不能提高门窗幕墙本身的节能效果,但对建筑物室内空调负荷产生重大影响,也因此影响建筑整体节能效果.

5）门窗幕墙的系统技术.门窗和幕墙是一个产品,由框架材料、面板材料、五金材料、密封材料、连接材料、紧固件等通过一定的加工和安装工艺组成的一个有机整体.也就是说是一个系统集成.单一方面的性能最优越也不能决定门窗幕墙的整体性能.目前行业内研究开发系统门窗和幕墙技术的势头正成长,有些产品已成功应用于工程.

6）光伏和门窗幕墙结合的光伏建筑一体化技术.太阳能是可持续性利用的绿色能源,目前比较成熟应用的是在单晶硅、多晶硅领域.光伏玻璃(光伏组件)替代玻璃幕墙面板,通过接线盒、逆变器等电器元件组成光伏发电系统.幕墙外侧的遮阳板,安装光伏组件,自动跟踪系统调整遮阳板与太阳的照射角度,可以产生清洁能源.沿街的栏杆安装光伏组件产生的太阳能电能可以为城市的景观照明提供电能.光伏技术和门窗幕墙结合,是门窗幕墙节能技术的提高和跨越.

6结论

门窗幕墙作为建筑护结构的重要组成部分,其节能效果直接决定着建筑能耗的多少,通过对门窗幕墙的节能本质分析,合理选择遮阳系数和传热系数较小的材料,把门窗和幕墙作为一个系统研究并和光伏发电相结合,有效地减少因门窗玻璃幕墙的传热而引起的能量损失.总之,门窗与幕墙的节能作为一门系统的科学技术,需要在材料选用,门窗幕墙的合理设计施工等方面进行合理的控制,改善其节能的效果.