花土沟基地建筑外窗节能设计研究

慕江源

摘 要：在经济快速发展的情况下，建筑业也有了很大的发展。而在社会节约型理念下，减少建筑能耗，并节约能源资源，是进行建筑节能设计的重要条件。

关键词：花土沟基地；建筑工程；外窗设计；节能；研究

在建筑节能设计中，需要根据当地建筑的气候特点与建筑特点，不仅要保证建筑室内有一定的舒适性，而且还要充分的利用节能能源，例如是外窗保温的隔热性能、合理利用太阳能、合理的利用风能资源等，保证建筑的自然通风，并尽量做到建筑的开源节流。建筑节能指的是在对公共建筑和居住建筑进行规划、设计以及建造使用的过程中，要提高建筑围护结构的共热性能，并采用节能型的资源与可再生能源资源进行建设，以降低建筑的能耗消耗，并提高在建筑过程中对能源资源的利用率。外窗在建筑节能设计中占着很大的比重，因此在实际中就要设计外窗时，就要根据不同的建筑形体系数与建筑气候条件，来合理的选择外窗节能设计标准，真正的做到节能设计。

1 影响建筑外窗节能设计的因素分析

1.1 气候的影响

在西北地区，由于气候寒冷干燥，而冬季也比较长，日照丰富，但是春秋季节却很短，并且气温变化也比较剧烈，在春季雨水比较少，而在夏季却多冰雹雷暴，所以，在这些地方进行建筑时，就要注意做好保温防冻和冬季的防寒工作。在建筑中的采暖度日数指的是在室外的日平均气温和采暖的基准差和天数的乘积之和。而根据在实践中的研究分析可以知道，在室内的采暖基准温度通常采用18℃。在实际中假设采暖的耗热量与室外平均温度、室内基准温差的差值是成正比例关系，这样当室内的平均温度比基准温度低的时候，就要把这些日子计入到相应的采暖度日数中，这样就能用来估算相应的采暖能耗，并且能够针对不同地区气温进行对比分析。

1.2 建筑外窗传热和得热的过程

在建筑中，外窗是由玻璃和其他的一些透光性材料与框架来组成的透光性维护结构，在建筑中采用保温隔热的窗，能够有效的减少热量在室内传递到室外的损耗，而利用透光维护结构进行的传热过程和非透光的维护结构相比有很大的不同点。在热源经过透光维护结构进入到室内时，就会成为房间内的热量，同时也会有一部分热量被透光材料或玻璃给吸收掉。这样，透光材料或玻璃由于自身的温度升高，而把其中一部分的热量以辐射或热流的形式传入到室内，另外一部分则会以辐射或对流的形式散发到室外，这样就不会在房间内形成得热了。而在建筑中，外窗既是失热的构件，同时也是得热的构件，而日射的得热值和窗玻璃的透光率、窗的面积成正比例关系。在冬天白天的时候，外窗建筑就会吸收大量的热量，以降低建筑中的能源消耗。而在晚上的时候，外窗又具有较好的保温性能，能够有效的防止室内的热量损失。另外，在建筑中利用外窗进行通风，还能够迅速的调节室内的温度。

1.3 外窗节能中舒适感的影响因素分析

在建筑中，室内的环境是否舒适，在很大程度上是由室内冷热环境因素来决定的。根据房间不同的使用性质，外窗的节能设计则取决于热环境状态。在春秋季与冬夏季，外窗节能设计也对室内环境有着不同的要求，在实际中由于室外的气体经常会通过建筑周围的壁体例如是地面、屋顶、墙面等产生热能传递，这样也会对室内的小气候造成间接的影响。在建筑中，由于换气而进入到室内的热量，或者是透过墙壁而进入到室内的热量，都会改变室内的湿度和温度。而热舒适度指的是在实际中人们对于周围环境冷热程度的满意状态，如果不能满足这种状态，在实际中人体就会感到不适。热舒适度不仅是人们正常生活、工作的保证，而且也是保护人体健康的一个重要条件。

2 外窗节能设计研究

2.1 外窗的构成以及其热阻情况

在建筑中，外窗主要是由玻璃等一些透明的材料组成的，同时也包括了固定这些透明材料的相应的支架与相关的支撑构架。根据不同的材料性质可以把窗框分为金属窗、塑料窗以及木窗等，而按照开启方式的不同，可以把窗户分为是平开下悬窗、推拉窗以及平开窗等。计算窗户热阻值的公式是R={[1/（FG+FF）]（FG/RG+FF/RF）}-1，其中，窗户传热系数中K的关系是：K=KG+NF（KF-KG）。而在花土沟基地中，选择节能外窗时，就要想办法来降低窗户传热的系数，而根据公式可以知道，窗户传热系数其实取决于在窗户中使用材料具有的传热系数，因而窗框与窗玻璃的传热系数越小，节能效果就越好。

2.2 窗户外框的节能设计与分析

在花土沟基地外窗建设中，外窗均采用了88系列的断桥铝合金窗，并且玻璃采用的是Low-E中的空玻璃（6+12+6）厚。而根据实际情况，外窗的传热系数是：K[W/（m2·K）]=2.20≤1.80。并且，根据工程建筑中的相关规定，外窗的气密性等级要高于《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》中的GB/T7106-2008中规定4级。同时由于外窗传热系数没有达到规定的标准，因此在花土沟工程施工中就严格的根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ26/-2010）的规定来对进行围护结构的热工性能进行合理的判断，并得出结论是满足节能设计标准。

2.3 提高外窗的气密性，并尽量的减少热量渗透

在花土沟工程建筑中，外墙在玻璃和框之间都会产生一定的接缝，这样在实际中就会发生室内外空气交换的现象，因而房间中的气密性就会对室内外空气的换气次数造成影响。在经过窗户时如果缝隙中空气的渗透量过大，那就说明窗户没有较好的气密性，这样就会增加热损耗，而如果空气的渗透量比较小，在实际中房间中出现的换气次数也就会比较少。随着室内外换气率的不同，窗户的节能率也不同，外窗气密性不好的话，在实际中就很容易造成冷风或热风渗透进来，从而导致在夏季和冬季的时候建筑能耗会上升，也会在室内产生很大的空气流动，在室内甚至还会形成吹风感，这样就会对住宅的舒适性造成极大的影响。因此，在实际中就要尽量在保证建筑卫生和新鲜空气需求量的情况下，减少换气次数，以到达良好的节能效果。

3 总 结

综上所述，在工程建筑中，窗户是其中耗热量比较大的构件，因而也是节能的重点。在外窗中进行节能设计，不仅能够控制窗户的表面温度，改善室内的温度，同时还能够使得室内有合理的换气量，控制好空气的渗透，以满足人体的需求。进行外窗节能设计，还能在一定程度上提高室内的视觉舒适度与热舒适度，并改善住宅的品质。在花土沟基地工程建筑中，根据建筑的实际情况和窗户的材料性能，可以得出在进行外窗节能设计时，要采用那些有较小传热系数的外窗，并且通风条件和光照也要良好，做到开源节流。

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