关于被动房及节能门窗应用的探讨

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:郝伟 李国栋 袁运钊
[导读] 摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,节能减排已经成为我国发展中的一项重要任务,为了有效降低能源消耗,实现建筑行业的健康发展,被动房与节能门窗的建设势在必行。
        中国建筑第二工程局有限公司  河北石家庄  050000
        摘要:随着我国经济在快速发展,社会在不断进步,节能减排已经成为我国发展中的一项重要任务,为了有效降低能源消耗,实现建筑行业的健康发展,被动房与节能门窗的建设势在必行。鉴于此,本文首先简要阐述了被动房与节能门窗的概念,其后对节能门窗的类型与节能技术进行了分析,最后对被动房中节能门窗的安装进行了讨论,仅供参考。
        关键词:被动房;节能门窗;应用
        引言
        被动式房屋带动了建筑节能以及节能门窗的应用,并引起了国内外建筑行业的广泛关注。笔者研究了国内外建筑节能的发展情况,探讨了节能门窗在被动房项目中的技术发展方向,并提出了一些行业及协会工作的建议,希望得到行业专家的指导,更希望借此抛砖引玉,建议行业人士共同推进对被动房及节能门窗的研究。
        1被动房和节能门窗的含义
        1.1被动式房屋的概念
        被动式房屋最初是20世纪80年代初由瑞典隆德大学的教授波•阿德姆森等人提出的,其理念是不通过额外供热而仅依靠太阳辐射、人体放热、室内灯光、电器散热等自然得热方式的条件下,建造冬季室内温度能达到20℃以上、具有必要舒适度的房屋。被动式房屋的原理:是采用各种节能技术构造最佳的建筑围护结构和室内环境,极大限度地提高建筑保温隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上,通过各种被动式建筑手段,如自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等来实现室内舒适的热湿环境和采光环境。被动式房屋的基本要求:是要满足“采暖能量来自自身”。其关键之处是除了通过被动式技术获得室内温暖环境,同时还要具备必要的舒适度。这主要归功于被动房提供了合理的温度、净度、湿度环境。
        1.2节能门窗
        节能门窗主要指的是使用寿命大于等于25年,并且在使用期限内自身各方面节能指标均与行业要求相符的门窗,现阶段,常见的节能门窗种类分别有玻璃钢、实木、复合门窗等。在对门窗节能性进行衡量的过程中,需要工作人员对以下三个方面的因素加以注意,分别是热量的对流、交换和传导。对流指的室内外空气通过门窗间隙进行流动,导致热量流失的现象出现;交换指的是门窗所应用材料本身运动导致热量流失的现象出现;传导指的是门窗将热量以射线的形式进行传递,导致热量流失的现象出现。
        2被动房及节能门窗应用
        2.1门窗保温技术
        被动房建设的首要前提就是要具有良好的保温效果,这就需要选择性能较好地玻璃与窗框。金属窗框具有较好的传热性,因此保温效果差,难以保持室内温度,所以需要在金属窗框上增加隔热构造。通常会采取的金属窗框隔热构造是通过添加隔热型材,如隔热条、复合木、复合塑料等,但是这些简单的隔热型材并不能满足北方冬天严寒气候中对被动房的要求,所以北方被动房的窗框通常会选择铝木复合或铝塑共挤的方式;对于南方地区,由于一年当中温度差距较低,所以对这些地区的门窗的保温要求较低,普通的隔热型材就可以满足要求,当然也可以为了降低建设成本,选择复合塑料窗框。另外,门窗保温技术中还需要注意一些细节,需要更加细致的设计与精心选择合适的材质。
        2.2窗框材质热传导性能差别
        窗框的热传导性能不能单一以材料的热传导性能来判断,因为通过空腔结构或复合结构设计,可以改善其热传导性能,钢窗从实芯钢框发展为空腹钢框乃至断热钢框;铝窗从普通铝合金框发展成为断热型铝合金框;木窗从实木结构发展成为复合结构;塑窗从单腔结构发展成为两腔、三腔结构,乃至最新出现的七腔、八腔结构的型材。只要设计合理,导热性能高的钢、铝材料,也能制作成为保温性能较好的窗框材料。而相比较之下,塑料与木材由于本身具有优良的保温性能,所以这两种窗框型材的保温设计更简便、保温程度更高、节能成本也更低。


        2.3节能门窗的安装
        作为构成建筑外围结构的一部分,门窗对能源的消耗量约为建筑的1/2。因此,在被动房中安装节能门窗具有的重要意义自然不言而喻。在对节能门窗进行安装的过程中,其前提为对门窗所具有的基本功能进行满足,并且在此基础上将关注重点转移至门窗密封以及保温的相关性能。通过对相关建筑进行走访调查可以发现,在人们入住新楼盘之后,针对房屋质量所提出的投诉大部分均为门窗存在问题,例如门窗漏风、结霜等,从专业的角度看待这一现象,可以将其归纳为门窗质量、保温和密封性能存在不足等方面。因此,在被动房中进行使用的节能门窗,不仅需要具有良好的质量,还需要施工人员对门窗密封或是其他相关性能引起足够的重视。主要内容如下:①保证被动房中的节能门窗始终与其外墙的保温层位于同一垂直平面;②在将节能门窗和洞口进行连接时,应当将所应用的金属材质的连接件通过适当的隔热技术加以处理;③应当在节能窗框与被动房外墙相连接的部分应用防水膜的密封系统,在被动房内部,选取具有防水和隔汽功效的密封布,而被动房外部则应当选取防水并且透气的密封布,这样做可以保证节能窗密封性能的大幅度提升。在选择密封布的过程中,需要施工人员着重注意其抗氧化能力、使用寿命、延展性能等因素,然后将具有自粘功能的密封布粘在相应的节能窗框处,再使用粘合剂将其与被动房墙体进行粘结;④在安装节能门窗的过程中,施工人员应当选择具有自粘特制的密封带将门窗与被动房洞口之间存在的缝隙进行密封;⑤在被动房外墙洞口处,按照边缘区域安装塑料材质的滴水线条,最大限度减少外墙墙面存在的污水向节能门窗的外表面进行流动的情况出现。
        2.4门窗通风技术
        门窗除了要具备采光效果之外,还要具有通风的功能,无论是处于何种气候区,都应设计通风的门窗,要具备开启扇,而且为了保证房屋内外空气的良好流通性与较好的清洁,开启扇都不宜设置的太小。门窗开启扇的开启方式、方向以及大小等应根据被动房建设通风要求来设计,而且要适当增大通风面积,尤其是在气候较为温和的地区更应如此。在被动房节能门窗的通风设计中,首先要设置合适的通风路径,而且进风口与通风口要设置有适宜的风压差,满足建筑物的自然通风需求。
        2.5门窗的安装和配套技术
        被动房外窗除了对产品性能配置要求高,在安装结构上,还要求不能出现安装冷桥并保证密封性能。要实现这些,需要在门窗安装和配套技术上增加措施。其中,一些被动房安装外窗项目主要从以下几个方面来解决:1、被动房用窗与外墙保温层安装在同一垂直位置;在洞口截面热工有限元模拟图中,外窗与外保温层处于相同等温线分布区。2、外窗与洞口的金属连接件采用隔热处理技术。3、外窗与洞口间隙采用自粘性的预压自膨胀密封带。用于门窗和墙体及保温板接缝的密封,也可用于墙体接缝的密封。这种密封带比传统的聚氨酯发泡填充物安装简便,可在窗框出厂前就预先粘好。
        结语
        建筑对于门窗的要求是多样的。被动房门窗除了要考虑与门窗节能有关保温性能、遮阳性能、气密性能,还要考虑与安全和舒适度有关的抗风压性能、水密性能、隔声性能、采光性能、耐久性能等,这涉及到了设计、选材、组装、安装、维护各环节,还与门窗杆件型材、玻璃、密封胶条、五金、配套件各种部件性能有关。综合来说,被动房用门窗应采用系统思路,合理选择和搭配相关配套产品与技术,来满足被动房的使用要求。
        参考文献
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