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被动式房屋对外窗的性能要求
发布时间:2015-10-10       浏览:3490次        字体【    

被动式房屋指将自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等各种被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合建造而成的低能耗房屋建筑。这种建筑在显著提高室内环境舒适性的同时,可大幅度减少建筑使用能耗,最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖。被动式房屋在冬季可以实现在没有传统供暖设施的条件下室内有20℃的温度, 并且可以将夏季的空调负荷与能耗降低至原来四分之一以下。作为被动式房最关键的部品之一,外窗不但要满足保温、隔热要求,还要满足得热和采光要求。同传统意义上的节能外窗相比,被动式房屋的出现对外门窗提出了非常严格的要求。不仅是对传热系数和遮阳系数的要求,而且是对窗的得热系数,采光系数以及抗风压性、水密性、气密性和安装系统提出了严格规定。
 
1、 对外窗透明部分的基本性能要求
 
玻璃的透明部分性能是最为复杂的,需同时满足如下要求:

1)玻璃的传热系数应满足k≤0.8w/(m2.k) 。
2)玻璃的太阳能总透射比g≥0.35
3)玻璃的选择性系数s,愈大愈好。并满足s=tl/g≥1.25的要求;其中tl 是可见光透射比。
     
在这种条件下,房屋的外门窗的透明材料只可能选用low-e中空玻璃或真空玻璃等透明材料。因为只有low-e才能对阳光具有所期望的选择性。low-e玻璃能够反射红外能量,兼具“最大限度充许可见光进入”和“控制太阳能”两种性能的玻璃。low-e中空玻璃具有传热系数低和能够反射红外线的特点,其主要功能是降低室内外远红外线的辐射能量和太阳能辐射能量的传递,从而维持室内温度。
     
低辐射(low-e)玻璃生产工艺分为两种:一种是采用真空磁控溅射方法,在玻璃表面上镀含有一层或两层银层的膜系,称为离线low-e 玻璃;另一种是采用化学气相沉积方法,在玻璃表面上镀半导体氧化物(如掺氟的氧化锡等)的膜系,称为在线low-e玻璃。low-e玻璃的表面辐射率很低。在线low-e玻璃的表面辐射率值低于0.25;离线low-e玻璃的表面辐射率低于0.15。其主要功能是降低室内外远红外的辐射能量和太阳能辐射能量的传递,从而维持室内温度,节省暖气、空调费用开支。表面辐射率和红外线反射率是对应的。表面辐射率越低,红外线反射率就越高,即保温节能效果越好。物体的表面辐射是针对红外线吸收而言的。任何物体对红外线都有吸收和反射现象。低辐射,即红外线低吸收,也就是红外线高反射。
     
目前,我国low-e玻璃产品质量良莠不齐,价格上也有很大差异。在选购产品时应选用生产工艺先进,产品性能稳定的厂商供应的产品。
 
2、对型材的选择
     
房屋外门窗框的型材传热系数k 应依据现行国家标准《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》gb/t 8484 规定的方法测定,并符合k ≤1.3w/(m2 ·k)规定。这项规定既保障了外窗整体的传热系数能够控制在一定范围以内,又保障了在使用过程中,冬季室内一侧型材表面温度高于露点温度。目前市场上可供选材的只有木材或塑料型材。
 
在建筑市场上,同德国相比,我国最先进生产厂商所提供的被动房专用木窗并不差。被动房木窗生产过程有比较繁杂的处理加工过程。参观过被动房木窗生产线之后,其繁复的生产工艺让我想起同仁堂药厂的店训:“炮制虽繁必不敢省人工;品质虽贵必不敢减物力”。虽然我国已经能生产被动式外窗,但这样的工厂还属凤毛麟角。
     
国内厂商所提供的塑料窗的型材基本上不能作为被动房型材。同国外优质的塑钢型材相比,国内型材有几个方面的差距。
     
一是材质差,易老化。这方面的问题应该不是技术差距问题,而是偷工减料造成的。国内市场大多是以低价竞标,逼迫厂商从原材料上做手脚。二是腔体太少。腔体的多少直接决定型材的传热系数。德国早已没有五腔以下的型材生产,而国内能达到四腔的都很少见。三是国内没有将密封材料与型材共挤的型材, 基本上是型材生产之后,密封材料后插接上的。四是国外塑料型材已经出现了玻璃钢与塑料共挤的型材,实现了可以免除钢衬加强,而我国没有这种生产技术。改变目前以低价低质的市场竞争,全面提升级型材生产线,才能提高我国国产塑料型材的质量。
 
3、窗框的密封材料选择
 
我国工程用窗普遍忽视窗的密封材料。被动式房屋的外窗应采用三道耐久性良好的密封材料密封。我国目前建筑市场上普遍应用的还是黑色的易老化的橡胶类密封材料。如果被动房采用性能不好的外窗密封材料,其后果非常严重。轻则窗本身在冬季室内一侧结露,重则丧失被动房应有的室内环境温度。目前,我国能够生被动房外窗的厂商多采用的是国外优质的密封材料。
 
4、玻璃间隔条
 
高性能玻璃间隔条在我国还是一个产业空白。我国相关标准还未建立。铝制玻璃间隔条易造成室内结露。玻璃间隔条应使用耐久性良好的暖边间隔条,并符合下列规定:
 
5、窗透明部分的设计要求
      
从现有的被动式房屋示范试点建筑上看,我国建筑师普遍喜欢的对外窗透明部分进行较多的分隔,且透明部分的尺寸过于随意。这种分隔对过去的一般的建筑外窗不算什么,不会引会太多的价格上涨,而对被动式房屋的就会产生较严重的后果。一是被动式房屋所用外窗的透明部分的性能要优于型材,过多的分隔会降低整窗的性能;二是透明部分一般采用三玻二腔充氩气,或是真空玻璃,过多的尺寸会造成生产线上难以形式规模化批量生产,生产厂商无法做库存,从而造成其生产成本的提高。三是过多的分隔本身就造成了其加工和材料成本的上升,导致造价的升高;四是一旦用户的玻璃损坏了,难以买到能用的产品。而国外简洁明了的外窗设计成功的避免了以上一系列问题。
 
6、对外窗的气密、水密和抗风压性能要求
 
外门窗应具有良好的气密、水密和抗风压性能。依据现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》gb/t 7106,其气密性等级不应低于8 级、水密性等级不应低于6级、抗风压性能等级不应低于9 级。
 
7、对窗的安装的要求
 
同普通房屋外窗一般安放在窗洞口内不同,被动房外窗一般安装外墙外侧。这种安装方式可以减少20% 左右的热损失。外窗与墙体的连接有防水透气膜、防水隔气膜和密封胶组成的完整密封连接系统。
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