建筑门窗和中空玻璃节能技术.ppt

单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级,第九个大纲级,*,单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,第八个大纲级,第九个大纲级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二,0,一二年,七,月,培训教材,建筑门窗和中空玻璃节能技术,2,内容纲要,第三部分 中空玻璃在建筑节能中的重要性及中空玻璃的技术要求,一、中空玻璃在建筑节能中的重要性,二、铝间隔条中空玻璃基本生产设备,三、中空玻璃生产工艺流程及工序要求,四、中空玻璃配套件的技术要求,五、铝合金窗、塑料窗选用不同中空玻璃传热系数计算,3,第一部分,“,十二五,”,期间建筑门窗,节能,技术的发展与走向,建筑节能,现状及发展趋势,一,门窗节能的,重要性,二,门窗框型材的,保温性能,三,玻璃的,保温性能,四,一、建筑节能现状与发展,国外现状及发展,随,着世界经济的发展，各国能源的消耗量越来越高，世界能源需求量以每年大约,2%,的比率增长；在亚洲，过去的,17,年中这一比率为,3.5%,，在中国、马来西亚、新加坡和泰国，这一增长比率更高，,平,均每年都超过了,5%,。对世界能源消费的长期,预,测表明，,2050,年能源消费将达到,1975,年的,4,倍。其中建筑物能耗占总能耗的,11%,25%,。由此所带来的对环境、社会等的影响也日益引起人们的高度正视。,一、建筑节能现状与发展,国外的现状及发展,自,70,年代发生全球性的能源危机后，世界各国政府对能源的利用情况进行了全面的量力而行的分析诊断,。,建筑能耗是一个重要的组成部,分,，,一致以为必需对建筑设计制定节能标准,，并提出法规予以执行。于是各国纷纷建立了自己的建筑节能规范。国外一些发达国家早在,70,年代末就已经开始了建筑节能的工作，强制建筑业在新建建筑中执行节能标准，因而已获得了巨大的成效，整个国家的建筑能耗有较大幅度下降。如丹麦,1985,年比,1972,年采暖面积增加了,30%,，但采暖能能耗却减少了,318,万吨标准煤，采暖能耗占全国总能耗的比重，也由,39%,下降为,28%,。,欧洲国家对住宅墙体的保温隔热和门窗的节能都提出了明确的要求，建筑师必需按国家相关规定进行设计和选用材料，对人体和生态环境产生不良影响的材料被严格禁止。,从上世纪,70,年代初期开始，外墙、门窗保温隔热和密封技术得到了推广和加强，同时也使室内外空气的交换题目凸显出来；至上世纪,80,年代初，“智能型房屋呼吸系统”开始进入家庭，空气质量得到了进一步优化，住宅能耗进一步降低。这种“房屋呼吸”概念，即通过对透风量的控制，形成室内外正负压差，让新鲜空气进入主要居室，然后经由卫生间和厨房，将污浊空气排出室外。,国外的现状及发展,欧 洲,欧 洲,在西欧和北欧的一些国家，高恬静度、低能耗的建筑非常普遍。其造价可能比一般建筑高出,3,，但因为节能和优化组合，每年的运营,成本,却可节约,60,。,第二部分 我国建筑节能设计相关标准 中门窗节能的规定,但同时其型材整体厚度尺寸也增大很多，中梃型材宽度及窗框厚度均达到l15mm，其传热系数降到1.,中空玻璃的热工计算的思路,4、中空玻璃气体间隙层内两片玻璃之间辐射传热系数，应按下式计算：,hs中空玻璃气体间隙层传热系数，W(m2K)；,五、依据JGJ113-建筑玻璃应用技术规程计算中空玻璃的传热系数,六、依据JGJ/T 151-建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程计算整樘窗的传热系数,整窗应根据框截面的不同对窗框分段，有多少个不同的框截面就应计算多少个不同的框传热系数和对应的框和玻璃接缝线传热系数。,七、山东省节能建筑外窗配置,于是各国纷纷建立了自己的建筑节能规范。,第二部分 我国建筑节能设计相关标准 中门窗节能的规定,hr中空玻璃气体间隙层内两片玻璃之间辐射传热系数。,太阳辐射通过窗户直接进入室内的热量在冬季虽然对采暖有利，但太阳落山后由于外窗保温要比外墙差导致室内温度下降幅度大对冬季取暖又不利。,(3+5kr+2+5kr+3)mm,德国于2002年制订并实施节约能(ENEV)。,一、建筑节能现状与发展,欧洲门窗节能介绍,：,8,对于欧洲其他国家现在的门窗节能要求，我们可以参见右图，其中上面的数字为 年的要求，下面的字体为 的要求。到 年，除了西班牙Uw W/m2*K 和法国UwW/m2*K 外，其他国家的Uw 都在W/m2*K以下，尤其在北欧地区，全部在W/m2*K 以下。,德,国,法国,西班牙,英国,丹麦,挪威,瑞典,芬兰,波兰,俄罗斯,比利时,德 国,德国建筑节能体系及技术在欧洲以至全世界都处于领先地位，其建筑节能的 体系和技术措施对中国发展节能建筑应有一定借鉴作用。德国能源匮乏，石油几乎100依靠进口，天然气80依靠进口，节约能源是德国政府能源开发利用的一贯 。在32 年的时间里，门窗传热系数减低了 63%，也就是说消耗的能源减少了63%。接下来，在 年Uw 降低到1.0 W/m2*K，到 年将降低到2*K 左右.,9,一、,建筑节能现状及发展,德国,由于60 年代末的石油危机，欧洲颁布了几项法律法规，以减少建筑能源消耗。德国的传热系数在1995 年以前叫K 值（同我国现在一致），之后改为U值。1977 年德国要求型材K 值不超过3.5 W/m2*K，到 1995 年降低为2*K，降低了接近一半；而到了2002 年则要求整窗Uw 值不超过1.7 W/m2*K，年降低为1.3 W/m2*K。在32 年的时间里，门窗传热系数减低了 63%，也就是说消耗的能源减少了63%。接下来，在 年Uw 将降低到1.0 W/m2*K，到 年将降低到2*K 左右，门窗的传热系数要求基本向墙体靠近。,10,图,1,德国门窗节能要求变化历程,英 国,英国政府从,1986,年开始制订国家节能计划，将建筑节能由低到高分为,10,个等级。政府强制执行节能计划,。,目前英国的新建住宅基本上都达到了最高节能等级的要求，按新,规范,设计的节能型住宅比传统住宅在能量消耗上的花销要减少,75,。,法 国,在法国，民居建筑的能源消费占法国能源总消费的,45,，排放的温室气体占法国温室气体总排放量的,25,。法国家庭的电力消耗,20,年翻了一倍，其中,34,用于取暖、,8,用于烹调、,15,用于热水、,43,属于其他用途。为了科学,合理,地用电，法国政府在引导居民节约电力，减少能源消耗，以及,先,进建筑物的能源利用效率等方面采取了诸多措施。,12,是经济技术高度发达的国家，建筑业、钢铁产业和汽车产业长期被称为经济的“三大支柱”，建筑业也相称发达。的建筑与中国的建筑在形式上有着质的差别。人口约亿，目前住宅自有率为66，人均栖身面积59平方米，居世界榜首。的住宅几乎全部为三层以下。,美 国,美 国,从2000年起，房屋所耗能源超过了交通业和工业界，房屋如今消耗 能源总供给的1/3。近年来，为了节能和环保，能源部正在鼎力推广“零能耗住宅”新技术。通过改进建筑设计和材料，房屋能耗已比1980年减少了30。能源部以为，应该通过外墙（如太阳能吸热壁）、窗户和建筑材料等，不借助任何机械装置，直接利用太阳能进行房屋天然供暖、降温及照明，以减少房屋降温或供暖所需的能源消。,据 绿色建筑协会的最新数据，5年内，50的新建筑将是绿色建筑。固然建筑成本提高约2，但运营和维护成本将大幅下降，通常两年之内即可收回建筑部门的 。,亚 洲,在亚洲地区，跟着亚洲经济的发展，,越来越多的国家已经意识到了进步,能源使用效率的重要性，积极的致,力于这方面的工作。很多国家的制,造商也积极提倡采用节能规范和节能,标识，国为这将使他们能更有效地在国际和国内市场上竞争。,现在亚洲的韩国、泰国、菲律宾、马来西亚等国家都已经实施了节能规范和标识。,16,一、建筑节能现状与发展,中国节能现状与发展,我国建筑的能耗,(,包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等,),约占全社会总能耗的,30,。,其中最主要的是采暖和空调，占到,20,。而这,“,30,”,还仅仅是建筑物在建造和使用过程中消耗的能源比例，如果再加上建材生产过程中耗掉的能源,(,占全社会总能耗的,),，和建筑相关的能耗，将占到社会总能耗的,。,门窗能耗占建筑能耗的,45%-50%,居住建筑的单位总能耗是发达国家,的,3,倍左右,外窗能耗是发达国家,的,倍,门窗空气渗透率,为发达国家的,3-6,倍,.,这表明我国,建筑节能水平与国外发达国家的,差距还较大,.,17,中国节能现状与发展,在全国实施建筑节能50的基础上，2004年7月1日北京市的居住建筑节能设计标准(节能65)正式实施。该“标准是在第二步节能设计标准(节能50)的基础上，再节能30。而且这部分节能率完全由提高建筑物围护结构的热工性能来实现，而不考虑靠采暖系统效率的提高来分担。继北京之后，天津、济南、青岛、郑州、开封、洛阳等许多城市陆续执行了节能65的 。其他地区也陆续制定地方性的建筑节能 逐步执行节能65 。,18,中国节能现状与发展,随着国家节能减排形势的需要，建筑节能指标必将进一步提高。,今年,1,月份筑住建部公布了,十二五,建筑节能专项规划,(,征求意见稿,),到,十二五,末期,建筑节能形成,亿吨标准煤节能能力。其中发展绿色建筑，加强新建建筑节能工作，新建建筑执行不低于,65%,标准，形成,4500,万吨标准煤节能能力。深化供热体制改革，全面推进供热计量收费，推进北方采暖地区既有建筑供热计量及节能改造达到,4,亿平方米，形成,2700,万吨标准煤节能能力,。,加强公共建筑节能监管体系建设，推动节能改造与运行管理，形成,1400,万吨煤节能能力。推动可再生能源与建筑一体化应用，形成常规能源替代能力,3000,万吨标准煤。北京等直辖市和有条件的地区率先推广节能,75%,，今后更高建筑节能标准的实施，特别是严寒和寒冷地区将主要是依靠提高门窗的节能保温性能这条途径来实现。,中国节能现状与发展,20,二、门窗节能的重要性,一,般普通外门窗的保温隔热性能比外墙差很多，而且外门窗和墙连接的周边又是保温的薄弱环节，因此，从降低建筑能耗的角度出发，必须要求建筑外门窗的保温性能。建筑门窗对建筑能耗高低的影响主要有以下几个方面：,一是窗的传热系数影响冬季采暖、夏季空调时的室内外温差传热；,二是窗受太阳辐射影响而造成室内得热；,三是因门窗密封性差室内外冷热空气交换造成的能耗。,在冬季，通过窗户进入室内的太阳辐射有利于建筑节能，因此，减小窗的传热系数抑制温差传热以及提高窗户密封性能是降低窗热损失的主要途径之一；,而夏季，通过窗口进入室内的太阳辐射热成为空调降温的负荷，因此，减少进入室内的太阳辐射热以及减少窗的温差传热及提高窗户密封性能都是降低空调能耗的途径。,21,二、门窗节能的重要性,在整体建筑中，通过围护结构的传热耗热量约为,72%,，通过门窗缝隙的空气渗透耗热量约为,28%,。窗户的传热量占,22,，略低于外墙，但把通过窗户的传热量与空气渗透耗热量相加，即约占全部建筑能耗的,50%,左右。窗户的热工性能优劣将极大地影响到建筑的采暖和空调能耗。使用节能门窗是降低建筑能耗的重要途径。,22,二、门窗节能的重要性,按照,民用建筑热工设计规范,GB50176,，我国根据气候的不同，分为五个气候区域，从北往南，分别是：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区和温和地区，见以下图,1,：,全国建筑节能设计气候分区,23,中国建筑热工设计分区图,分区指标,严寒地区：,最冷月平均温度,-10,寒冷地区：,最冷月平均温度,0-10,夏热冬冷地区：,最冷月平均温度,010,；最热月平均温度,2530,夏热冬暖地区：,最冷月平均温度,10,；最热月平均温度,2529,温和地区：,最冷月平均温度,013,；最热月平均温度,1825,严寒：采暖为主；寒冷：采暖为主，也需空调；夏热冬冷：空调、采暖；,夏热冬暖：空调为主,分区名称,分区指标,设计要求,主要指标,辅助指标,严寒地区,最冷月平均温度,-10,日平均温度,5,的天效,145d,必须充分满足冬季保温要求，一般可不考虑夏季防热,寒冷地区,最冷月平均温度,0,-10,日平均温度,5,的天数,90,145d,应满足冬季保温要求，部分地区兼顾夏季防热,夏热冬冷地区,最冷月平均温度,0,10,最热月平均温度,25,30,日平均温度,5,的天数,0,90d,日平均温度,25,的天数,40,110d,必须满足夏季防热要求，适当兼顾冬季保温,夏热冬暖,地区,最冷月平均温度,10,最热月平均温度,25,29,日平均温度,25,的天数,100,200d,必须充分满足夏季防热要求，一般可不考虑冬季保温,温和地区,最冷月平均温度,0,13,最热月平均温度,18,25,日平均温度,5,的天数,0,90d,部分地区考虑冬季保温，一般可不考虑夏季防热,建筑热工设计分区及设计要求,.,24,中国各气候分区门窗节能要求,右,图是我国各气候分区门窗节能要求，其中红色字体为现在的要求，黑色字体为建筑节能,70%,的要求,。通过这个分布图可以看出，我国不同气候分区的门窗传热系数要求大致跟欧洲的变化历程相近，现在北京的节能要求为整窗,Kw,值小于,2,*K,，跟德国,1984,年的水平基本一致，而东北地区为,2.2 W/m,2,*K,跟德国,1995,年的水平相近。为了达到建筑节能,70%,的要求，北京地区整窗,Uw,值需要达到,2.0 W/m,2,*K,，东北地区需要达到,2,*K,这还不及德国现在的节能,25,二、门窗节能的重要性,按照,公共建筑节能设计标准,GB50189,和,居住建筑节能设计标准,规定的指标要求，不同的地区对于门窗有不同的指标，而,居住建筑节能设计标准,不仅规定了指标，同时在各个地区也分别规定了,A,、,B,甚至,C,的气候分区，这样规定的目的就是细化不同地区的节能指标。,26,三、门窗框扇型材的保温性能,虽然每种材质具有固定的导热系数，但通过制作成空腔结构或复合结构的窗框型材，其热传导性能会发生改变。因此，型材断面结构的设计对于窗框保温性能至关重要。而门窗框扇型材的结构设计其实是复合设计理念的发展。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。,三、门窗框扇型材的保温性能,导热系数和导热率,导热,系数,是指在稳定传热条件下，,1m,厚的材料，两侧表面的温差为,1,度（,K,），在,1,小时内，通过,1,平方米面积传递的热量，单位为瓦,/,米,度（,W/,mK,，此处为,K,可用代替）。导热,系数,与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。非晶体结构、密度较低的材料，导热,系数,较小。材料的含水率、温度较低时，导热,系数,较小。通常把导热,系数,较低的材料称为保温材料，而把导热,系数,在,瓦,/,米,度以下的材料称为高效保温材料。,导热率是指当物体内温度降低,1,度时，单位时间内通过单位截面的热量。导热率是材料本身的固有性能参数，用于描述材料的导热能力。这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的，只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的，并不会因为厚度不一样而变化。,28,三、门窗框扇型材的保温性能,下面分别选择目前市场上应用量最大的三种节能窗：塑料窗、断热铝合金窗和木窗进行技术说明。,29,三、门窗框扇型材的保温性能,1,、塑料型材的保温设计,塑料因自身材质导热,系数,低，加上空腔结构设计，更大程度上降低了导热性能。相比于金属型材，塑料型材保温性能提高比较容易，提高空间也更大。通过增大塑料型材的厚度，同时增加空腔层数，能进一步提高型材的保温性能。如图,2,中几种型材。,30,三、门窗框扇型材的保温性能,塑料型材保温性能的影响因素,年1月，塑料门窗委员会组织本行业十家型材企业的15种平开系列型材进行了型材传热系数的实测工作，由中国建筑科学研究院建筑幕墙门窗研究中心按照模拟计算，其计算结果见表6：,31,三、门窗框扇型材的保温性能,从以上结果，可以得出：,(1),厚度及腔数对于型材传热系数有影响。,4,腔型材从,60,到,70,约减少,0.1W/(m,2,K),，如果进一步增大型材的厚度尺寸，传热系数还会继续减少。随着型材厚度的增加，如果不改变腔室层数，型材内原有腔室宽度尺寸增加，腔室内空气层厚度同时也增大，这会增加空气对流传热。因此增大型材厚度的同时，还应增加型材腔室层数，从而减少空气对流传热作用。,32,三、门窗框扇型材的保温性能,(2),安装增强型钢增大型材传热系数。在塑料型材主腔内安装增强型钢后，由于钢的导热系数大，在型材主腔内增加传热效果，因此会增大型材的传热系数。如图,3,中有限元分析模拟出的等温线图：型材两侧的等温线分布很密，说明两侧的传热引起的温度变化很小，保温性能很好；而在装有增强型钢的主腔位置，等温线分布很疏，说明型材受增强型钢传热影响温度变化大，而传热系数增大。,33,三、门窗框扇型材的保温性能,塑料型材提高保温性能的方法,德国于2002年制订并实施节约能(ENEV)。ENEV2002版规定整窗U值1.7w/(m2K)，为进一步提高节能要求，ENEV 版标准又规定：整窗U值1.40 w/(m2K)，年达到1.10w/(m2K)，年达到0.9 w/(m2K)。年3月在德国纽伦堡国际门窗幕墙展览会上，大量的节能窗产品被展出。展出的国外塑料型材展示了提高保温性各种采用方法，以下举几个例子：,34,三、门窗框扇型材的保温性能,增大型材厚度及增加腔数,图,4,是欧洲展会上展出的,8,腔三道密封结构的,PVC,型材，据称保温性能,U,值达到,0.67 w/(m,2,K),。窗扇型材内采用了,8,腔均布结构，在型材厚度增大的同时，采用超多腔室层来分割空气层，使隔热层增加的同时，减少空气对流情况；而且扇型材设计不安装增强型钢，进一步对扇的保温效果提高,。,35,三、门窗框扇型材的保温性能,1.2.2,采用聚氨,酯,发泡材料填充型材空腔,图,5a,中维卡公司的,90,系列型材，采用了,6,腔三道密封结构，在框型材主腔室外侧的较大空腔中填充聚氨酯泡沫材料，由于聚氨酯泡沫属于高效保温材料，其导热,系数,比空气还低，且不产生对流传热，型材保温性能进一步提升至,1.2 w/(m,2,K),。,图,5b,中维卡公司的高保温型材，虽然型材腔室层数仅有,5,层，但在窗框和窗扇型材的室外侧均设计了超大空腔,(,比安装增强型钢的主腔还大,),，并在该空腔内填充了聚氨酯泡沫材料，其效果如同在外墙室外侧安装保温层一样。其保温性能,U,值达到,0.8 W/(m,2,K),。,图,5a,维卡保温型材断面图 图,5b,维卡高保温型材断面图 图,5c,聚氨酯填充型材实物图,36,三、门窗框扇型材的保温性能,采用型材增强结构取代型钢或者采用断热式增强型钢,由于安装增强型钢后，塑料型材的传热系数会增加,0.3 W/(m,2,K),。为了进一步提高,PVC,型材的保温性能，国外还开发了断热式的增强型钢，也有对型材进行增强设计，从而减少增强型钢的使用。如图,4,中的扇型材，还有如下图,6a,：,图,6a,瑞好,86,系列高性能型材 图,6b,不装增强型钢的等温线图 图,6c,填充隔热保,温材料,图,6a,中瑞好公司的,86,系列高性能型材，采用,6,腔三密封结构，更为突出之处是其型材主腔两侧改为格式双壁结构，并采用内层纤维材质，大大提高型材的刚性和强度。对于一般的窗型，不安装增强型钢，利用型材自身的强度就能满足抗风压和自承重要求。取消钢衬后减少了型材内部热量的传递，等温线分布更加均匀,(,见图,6b),。因而其保温性能,U,值能达到,1.0 W/(m,2,K),。另外，在主腔内还可以填充隔热保温材料,(,见图,6c),，其保温性能能进一步,提高，,U,值达到,0.85 W/(m,2,K),。,37,三、门窗框扇型材的保温性能,除了型材,改进,结构外，还有对增强型钢进行隔热设计的，比如维卡公司开发的,6,腔,3,密封型材，框型材主腔安装了断热式增强型钢，并将扇主腔及框和扇的其他部分空腔填充满聚氨酯发泡材料，其保温性能,U,值达到,0.82 w/(m,2,K),。而瑞好公司开发额,70,系列,5,腔型材，框扇装配的均为断热式增强型钢，并对主腔填充聚氨酯发泡材料，其保温性能,U,值也达到,1.2 W/(m,2,K),。如图,7,、图,8,所示：,图,7,维卡断热式增强型钢型材,图,8,瑞好,70,系列断热增强型钢型材,38,三、门窗框扇型材的保温性能,2.,金属型材的保温设计,通过设计空腔结构后，利用空气的导热,系数,低，可以提高型材的保温性能,。,然而由于金属的导热,系数,过高，空腔式的金属框材仍然无法有效阻隔传热损耗，需要采用导热性能低的材料将金属的导热通路隔断,。,由此，断热式的金属型材应运而生。而从保温效果与复合强度方面的考虑，断热桥材料选择尤为重要。在开发初期，曾选用过导热系数为,的硬质,PVC,隔热条，由于强度、刚性等问题，而改用导热系数,0.30(W/mK),的玻璃纤维增强尼龙,66,隔热条,。,39,三、门窗框扇型材的保温性能,目前金属型材节能设计的手段还比较单一。隔热条的间隔宽度d决定隔热金属型材传热系数大小(见图9)。隔热条宽度尺寸越大，隔热金属型材的传热系数越小。隔热条宽度与断热金属型材传热系数的关系见图10(引自建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程JGJ/T151-)。,图,9,断热金属型材示意图,图,10,隔热条宽度与断热金属型材保 温性能关,40,三、门窗框扇型材的保温性,能,一般目前市场最常见的隔热条宽度是,的断热铝型材，其间隔宽度,d,则小于,l0 mm,，按照图,10,的表格可查出其传热系数约为,3.4 W/(m,2,K),。由于隔热条的宽度尺寸受强度等因素限制，所以，断热金属型材的传热系数减小空间有限。当隔热条在达到一定宽度后，还需要解决金属型材内空气对流传热的问题。如图,1 1,所示旭格公司的断热铝型材实物图，将框扇连接腔内用大型胶条密封，同时在型材隔热桥之间的空腔内填充了发泡材料。,图,II K,值的断热铝合金型材,41,三、门窗框扇型材的保温性能,旭格公司另一款隔热铝合金型材,(,见图,12),，该款型材的断热桥宽度非常大，使得该型材相比于其他常见的断热铝型材的传热系数大大降低，而且在中梃和扇之间增加一道密封，可减少空气对流。但同时其型材整体厚度尺寸也增大很多，中梃型材宽度及窗框厚度均达到,l15mm,，其传热系数降到,1.8 W/(m,2,K),。,图,12 K,值的断热铝合金型材,三、门窗框扇型材的保温性能,42,表,1,条宽度与型材,U,值对应表,43,三、门窗框扇型材的保温性能,为了达到更好的保温性能，铝型材领域的企业和专家都在努力对铝型材进行改进。但是受到铝合金材质的高导热性能影响，其保温性能提升潜力仍很小，同时带来的其他不利影响不小。比如旭格公司这款型材厚度增大影响其门窗的采光性能和美观性，另外型材及门窗成本也显著提高，节能性价比大幅下降。据了解，该款窗的市场价格超过,3000,元平方米，市场规模划应用暂时还不理想。,44,三、门窗框扇型材的保温性能,3.木型材(含金属一木型材)的保温性能,木窗框的保温性能跟窗框厚度尺寸及木材湿度有关，按照JGJ/T151 标准中给出的木窗框的保温性能与窗框厚度的关系图见图13，该数据是在水汽含量在12的情况下获得，窗框厚度的定义见图14。,图,13,木窗框以及金属,.,木窗框的,保温性能与窗框厚度,df,的关系,图,14,窗框厚度,df,四、玻璃的保温性能,玻璃的节能性能除了在采暖地区考虑传热系数外，在夏热冬暖地区还需考虑遮阳性能和可见光投射比等问题。玻璃行业目前多数是通过制作成双层或三层中空玻璃、镀,Low-E,膜、玻璃间隙充惰性气体或抽真空等手段来提高玻璃的节能性能。以下附上不同玻璃的传热系数表。,45,玻璃名称,玻璃种类、结构,遮阳系数,sc,传热系数,K(W,m,2,K),单片透明玻璃,0.99,5.58,单片热反射镀膜玻璃,镀热反射膜,0.20,O,80,5.06,单片低辐射镀膜玻璃,镀,Low-E,膜,0.25,0.70,3.8,透明中空玻璃,(5+6A+5)mm,0.9l,3.4,透明中空玻璃,(5+9A+5)mm,0.89,3.2,双空间透明中空玻璃,(4+12A+4+12A+4)mm,0.84,2.0,2,#,面,Low,E,中空玻璃,(6+12A+6)mm,0.30,0.70,1.66,2,#,、,3#,面,Low-E,双空间中空玻璃,(3+5kr+2+5kr+3)mm,0.30,0.70,O,85,注：摘自南玻、耀华等玻璃公司有关资料,A,表示中空玻璃间层气体为干燥空气，,Kr,表示为氪气。,四、玻璃的保温性能,玻璃的节能性能除了在采暖地区考虑传热系数外，在夏热冬暖地区还需考虑遮阳性能和可见光投射比等问题。玻璃行业目前多数是通过制作成双层或三层中空玻璃、镀,Low-E,膜、玻璃间隙充惰性气体或抽真空等手段来提高玻璃的节能性能。以下附上不同玻璃的传热系数表。,46,外窗玻璃部分的传热系数和遮阳系数,玻璃名称,玻璃种类、结构,遮阳系数,sc,传热系数,K(W,(m,2,K),单片透明玻璃,0.99,5.58,单片热反射镀膜玻璃,镀热反射膜,0.20,O,80,5.06,单片低辐射镀膜玻璃,镀,Low-E,膜,0.25,0.70,3.8,透明中空玻璃,(5+6A+5)mm,0.91,3.4,透明中空玻璃,(5+9A+5)mm,0.89,3.2,透明中空玻璃,(5+12A+5)mm,0.87,3.0,双空间透明中空玻璃,(4+12A+4+12A+4)mm,0.84,2.0,2,#,面,Low,E,中空玻璃,(6+12A+6)mm,0.30,0.70,1.66,2,#,、,3#,面,Low-E,双空间中空玻璃,(3+5kr+2+5kr+3)mm,0.30,0.70,O,85,注：摘自南玻、耀华等玻璃公司有关资料,A,表示中空玻璃间层气体为干燥空气，,Kr,表示为氪气。,47,第二部分 我国建筑节能设计相关标准 中门窗节能的规定,一、住建部JGJ26-严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标 准门窗节能规定,二、山东省建设厅DBJ14-037-2006居住建筑节能设计标准门窗节能规定,三、国标GB50189-2005公共建筑节能设计标准门窗节能规定,四、山东省建设厅DBJ14-036-2006公共建筑节能设计标准门窗节能规定,五、依据GB/T22476-中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算与测定和 JGJ113-建筑玻璃应用技术规程计算中空玻璃的传热系数,附：中空玻璃传热系数计算实例,六、依据JGJ/T151-建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程计算整樘窗的传热系数,附：整樘窗传热系数计算实例,七、山东省节能建筑外窗的配置,八、主要术语解释,48,一、住建部JGJ26-严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准门窗节能规定,1,、山东省主要城市居住建筑节能设计气候区属,49,一、住建部JGJ26-严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准门窗节能规定,2,、寒冷地区居住建筑的体形系数限值,体形系数,:,建筑物的体形系数是指建筑物与室外大气接触的外表面积与其所包围体积的比值。,体形系数表,50,一、住建部JGJ26-严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准门窗节能规定,3,、寒冷地区居住建筑的窗墙面积比限值,某朝向的外窗洞口总面积与同朝向建筑立面面积,的比值。,窗墙,面积,比,51,一、住建部JGJ26-严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准门窗节能规定,4,、寒冷地区建筑外窗热工性能参数限值,52,一、住建部JGJ26-严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准门窗节能规定,5,、,寒冷（,B,）区建筑外窗综合遮阳系数限值,53,一、住建部JGJ26-严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准门窗节能规定,6,、寒冷地区居住建筑不宜设置凸窗。寒冷地区北向的卧室、起居室不得设置凸窗。,7,、寒冷地区建筑外窗及敞开式阳台门应具有良好的气密性,8,、寒冷地区阳台窗的传热系数不应大于,3.1 w/(m,2,k),，阳台外表面的窗墙面积比不应大于,60%,，阳台和直接连通房间隔墙的窗墙面积比不应超过表,3,规定的限值。,54,二、山东省建设厅,DBJ14-037-2006,居住建筑节能设计标准,门窗节能规定,1,、山东省居住建筑外窗（含阳台门透明部分）传热系数,K,限值为,2.80 w/(m,2,k,),。,2,、外窗（含阳台门）的气密性能等级其单位缝长空气渗透量为,3,/(mh),，,单位面积空气渗透量为,3,/(m,2,h),。,3,、外窗不宜采用对节能不利的凸（飘）窗。,4,、外门窗框与门窗洞口之间的缝隙，应采用聚氨酯高效保温材料填实，并用,密封膏嵌缝，不得采用水泥砂浆填缝。外门窗洞口周边侧墙应进行保温处理。,5,、居住建筑的卧室、起居室等居住空间的西向外窗应采取遮阳措施；东向及,南向外窗宜设置活动外遮阳设施。低、多层居住建筑也可采用绿化遮阳。,6,、外窗的可开启面积，不宜小于所在房间面积的,1/15,。,55,三、国标,GB50189-2005,公共建筑节能设计标准,门窗节能规定,1,、寒冷地区公共建筑外窗传热系数和遮阳系数限值,56,三、国标,GB50189-2005,公共建筑节能设计标准,门窗节能规定,2,、寒冷地区公共建筑的体形系数应小于或等于。,建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于,。当窗（包括透明幕墙）墙面积比小于,时，玻璃（或其它透明材料）的可见光透射比不应小于,。屋顶透明部分的面积不应大于屋顶总面积的,20%,。,当不能满足本条文的规定时，必须按本标准相关规定进行权衡判断。,3,、寒冷地区公共建筑外窗的可开启面积不应 小于窗面积的,30%,。,4,、外门宜设门斗或应采取减少冷风渗透的措施。,5,、外窗的气密性能限值，其单位缝长空气渗透量为,3,/(mh),，单位面积空气渗透量为,3,/(m,2,h),。,6,、制冷负荷大的建筑，外窗（包括透明幕墙）宜设置外部遮阳。,57,四、山东省建设厅,DBJ14-036-2006,公共建筑节能设计标准,门窗节能规定,1,、建筑的体形系数应小于或等于,。建筑每个朝向的窗（包括透明幕墙）墙面积比均不应大于,。当窗（包括透明幕墙）墙面积比小于,时，玻璃（或其它透明材料）的可见光透射比不应小于,。,屋顶透明部分的面积不应大于屋顶总面积的,20%,且中庭屋顶透明部分面积不得大于中庭部分屋顶面积的,70%,。,58,四、山东省建设厅,DBJ14-036-2006,公共建筑节能设计标准,门窗节能规定,2,、围护结构传热系数和遮阳系数限值,59,四、山东省建设厅,DBJ14-036-2006,公共建筑节能设计标准,门窗节能规定,6,、门窗洞口周边外侧墙面，应进行保温处理。,凸（飘）窗的外墙挑出构件及附墙部件均应采取,隔断热桥和保温措施。,3,、外窗可开启面积不应小于窗面积的,30%,。,4,、外窗的气密性能限值：其单位缝长空气渗透量 为,3,/(m,h),，单位面积空气渗透量为,3,/(m,2,h)/,。,5,、建筑的东、西、南向外窗（包括透明幕墙）宜设置外部遮阳，外部遮阳的遮阳系数按表,2,确定。,60,四、山东省建设厅,DBJ14-036-2006,公共建筑节能设计标准,门窗节能规定,7,、门、窗框与墙体之间的缝隙，应采用高效,保温材料填充并用密封膏嵌缝，不得采用普通,水泥砂浆补缝,。,8,、建筑施工图中应有建筑节能的专项说明。,积极推广,low-e,中空玻璃、多腔塑料型材、隔热铝合金型材、建筑外遮阳等技术产品，提高传热系数、气密性等关键指标的认定标准，逐步淘汰推拉窗等落后产品。,五、依据GB/T 22476 中空玻璃稳态U值传热系数的计算及规定 JGJ113-建筑玻璃应用技术规程 计算中空玻璃的传热系数,中空玻璃的,U,值是指中空玻璃的传热系数，其传热形式主要有辐射传热、传导传热及对流传热三种。其中辐射传热占,60,，传导传热占,38,，对流传热占,2,。因此中空玻璃单元的,U,值的改善，主要是降低辐射传热及传导传热为主，同时还要考虑气体对流的影响。,142,BG/T 22476 中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定。,JGJ113-建筑玻璃应用技术规程中附录A 玻璃传系数计算方法中列出了单玻、中空玻璃和真空玻璃的传热系数的计算原理和方法，中空玻璃传热系数的计算与中空玻璃稳态U值（传热系数）的计算及测定中的方法完全一样。,中空玻璃传热系数的计算依据应是,中空玻璃传热系数计算时：,计算传热系数时应设定没有太阳辐射：,玻璃的总传,热,热阻,R,t,为各层玻璃、空腔、内外表面换,换,热阻之和：,导热是以热量进行能量传递的一种形式。导热系数是度量材料导热性能的物理量,即指材料直接传递热量的能力,导热系数,值越大，则物质的导热能力越强。,比热容又称比热容量，简称比热，是单位质量物质的热容量，即使单位质量,物体,改变单位温度时的吸收或释放的内能。比热容是表示物质热性质的,物理量,。通常用符号,C,表示。单位是,焦耳,每,千克,开尔文,（,J/kg,K,），,当比热容越大，该物质便需要更多,热能,加热。以,水,和,油,为例，,水,和,油,的比热容分别是,4200,和,2000,，即把,水,加热的,热能,比,油,多出约一倍。若以相同的,热能,分别把,水,和,油,加热的话，,油,将比,水,较快升温。,63,导 热 系 数,玻璃的室外表面换热系数,室外,室内,玻璃的室内表面换热系数,玻璃系统内部热,传导系数,导热,对流,热辐射,玻璃本身的热,传导系数,气体空隙的热,传,导,系数,间隙层中两表明的平均绝对温度,T,m,和校正发射率,有关,这部分,的热,传,导与气体层的厚度、气体导热,系数,、气体的密度、动态粘度、比热和平均温度有关,室外表面换热系数与玻璃附近的风速有关,室内表面换热系数与辐射导热和对流导热有关，辐射导热与校正发射率有关，对流导热与玻璃的安装角度有关,与,玻璃的厚度和玻璃的热阻有关,气体间隙的热传导,1,（导热和对流）,气体间隙的热传导,2,（辐射）,中空玻璃的热工计算主要是计算中空玻璃本身（即玻璃系统）的传热和中空玻璃内外表面的换热计算这三部分。,中空玻璃本身的传热包括二个方面：一是玻璃本身的，这部分与玻璃的厚度和玻璃的导热系数有关；二是中空玻璃间隔层的热传导、对流和热辐射的热传导。其中，热传导和对流传热与气体层的厚度、气体的导热系数、努塞尔准数有关，而努塞尔准数又与玻璃放置的方向（水平、垂直、倾斜）、气体特性（气体的密度、动态粘度、比热）有关。,中空玻璃室内表面的换热,主要是热辐射，,换热,系数与玻璃室内表面的校正发射率,和绝对平均温度,有关，,换热系数,h,i,。,中空玻璃室外表面的换热系数与玻璃表面附近风速,有关，,换热系数,h,e,。,65,中空玻璃的热工计算的思路,一,、中空玻璃传热系数应按下式计算：,(1),式中,U,中空玻璃传热系数，,W,(m,2,K),；,h,e,室外表面换热系数，,W,(m,2,K),；,h,t,玻璃系统,传,热,系数,，,W,(m,2,K),；,h,i,室内表面换热系数，,W,(m,2,K),。,66,中空玻璃的热工计算的思路,一,）、玻璃系统,传,热,系数,应按下式计算：,(2),式中,h,t,玻璃系统,传,热,系数,，,W,(m,2,K),；,h,s,中空玻璃气体间隙层,传,热,系数,，,W,(m,2,K),；,N,中空玻璃气体层数量；,玻璃导热,系数,，,W,(,mK,),；,d,组成玻璃系统,各