节能塑料窗的K值设计计算注册建筑师考试
文章作者 100test 发表时间 2009:06:15 05:54:52
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双层玻璃的传热能力和双玻璃的间距直接有关，三层玻璃比双层玻璃保温性能好，低辐射镀膜中空玻璃传热系数最小。1、建筑节能与门窗传热系数
我国的建筑能耗约占全国能源消耗总量的1/4，我国寒冷地区采暖能耗已达到1.79亿吨标准煤，占全国能源消费总量的13.6%，其中建筑外门窗的能耗约占建筑物全部热损失50%。在建筑保温性能上我国与气候条件相近的发达国家相比，外窗为2.2倍，外墙为4倍。因此提高门窗的保温性能对建筑节能有重要的作用。
我国《建筑节能"九五"计划和2010年规划》目标是：新建采暖居住建筑1996年以前在1980～1981年当地通用设计能耗水平基础上普遍降低30%为第一阶段；1996年起在达到第一阶段要求的基础上节能30%为第二阶段；2005年起在达到第二阶段要求的基础上再节能30%为第三阶段。为了实现建筑节能50%的第二步目标，建设部发布JGJ26-95《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》（表1）。近几年，全国部分地区已经开始制定或逐步完善建筑节能管理办法，部分省、市自治区也颁布相应的行政法规。例如北京市建委1999年发布的《北京市"九五"住宅建设标准，建筑外窗部分补充规定》的通知规定；2000年1月1日起，北京市行政区域内的各类住宅建筑外窗应达到传热系数K≤3.5W(m2k)。
表1 JGJ26-95标准《不同地区采暖居住建筑对门窗传热系数K限值》
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采暖期室外平均温度（℃） |
代表性城市 |
窗户K值（含阳台门上部） |
阳台门下部门芯板K值 |
外门K值 |
|
2.0～1.0 |
郑州、洛阳、宝鸡、徐州 |
4.70 4.00 |
1.70 |
/ |
|
0.9～0.0 |
西安、拉萨、济南、青岛、安阳 |
4.70 4.00 |
1.70 |
/ |
|
-0.1～1.0 |
石家庄、德州、晋城、天水 |
4.70 4.00 |
1.70 |
/ |
|
-1.1～2.0 |
北京、天津、大连、阳泉、平凉 |
4.70 4.00 |
1.70 |
/ |
|
-2.1～3.0 |
兰州、太原、唐山、阿坝、喀什 |
4.70 4.00 |
1.70 |
/ |
|
-3.1～4.0 |
西宁、银川、丹东 |
4.00 |
1.70 |
/ |
|
-4.1～5.0 |
张家口、鞍山、酒泉、伊宁、吐鲁番 |
3.00 |
1.35 |
/ |
|
-5.1～6.0 |
沈阳、大同、本溪、阜新、哈密 |
3.00 |
1.35 |
/ |
|
-6.1～7.0 |
呼和浩物、抚顺、大柴旦 |
3.00 |
1.35 |
2.50 |
|
-7.1～8.0 |
延吉、通辽、通化、四平 |
2.50 |
1.35 |
2.50 |
|
-8.1～0.9 |
长春、乌鲁木齐 |
2.50 |
1.35 |
2.50 |
|
-9.1～10.0 |
哈尔滨、牡丹江、克拉玛依 |
2.50 |
1.35 |
2.50 |
|
-10.1～11.0 |
佳木斯、安达、齐齐哈尔、富锦 |
2.50 |
1.35 |
2.50 |
|
-11.1～12.0 |
海伦、博克图 |
2.00 |
1.35 |
2.50 |
|
-12.1～14.5 |
伊春、呼玛、海拉尔、满州里 |
2.00 |
1.35 |
2.50 |
注：表中窗户传热系数4.70为单框单玻塑料窗，4.00为单框双玻金属窗。
2、门窗的传热系数与节能效果
从目前国内生产的各种不同窗户的传热系数与节能效果（表2）看出双玻塑料窗节能效果比较显著，能达到民用建筑设计标准中全国大部分采暖居住节能要求，但距发达国家建筑保温性能还有很大差距（1993年国外发达国家规定建筑外窗传热系数为1.8W/(m2.k)），因此设计开发节能塑料窗，提高塑料窗保温性能已成为塑料门窗行业的创新重点。
表2 不同窗户的传热系数与节能效果
|
窗框材料 |
窗户类型 |
空气层厚度（mm） |
窗框窗洞面积比（%） |
传热系数K（W/m2.k） |
节能效果（%） |
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金属窗 |
单层窗 |
- |
20～30 |
6.4 |
|
|
单框双玻窗 |
12 |
20～30 |
3.9 |
39.1 |
|
16 |
20～30 |
3.7 |
42.2 |
|
塑料窗 |
单层窗 |
- |
30～40 |
4.7 |
26.6 |
|
单框双玻窗 |
12 |
30～40 |
2.7 |
57.8 |
|
16 |
30～40 |
2.6 |
59.4 |
3、塑料窗保温性能设计
塑料窗保温性能与窗框设计、玻璃选择、窗型设计有关。
3.1窗框设计
PVC塑料窗框传热系数与窗框型材设计有关，PVC塑料窗框型材有双腔、多腔之分，沿热流传导方向分割为双腔或三腔对提高窗框的隔热性能有利。从表3可以看出不同结构窗框具有不同的保温性能，单腔结构和二腔结构窗框设计已逐步淘汰，目前大多选用三腔结构和四腔结构的窗框设计。
3.2玻璃的选择
窗户的大部分面积为玻璃，约占整个窗户面积65%～70%，由于不同玻璃的传热系数差别很大，因此设计不同保温性能的建筑外窗应选择不同传热系数的玻璃（表4）。
双层玻璃的传热能力和双玻璃的间距直接有关，三层玻璃比双层玻璃保温性能好，低辐射镀膜中空玻璃传热系数最小。
表4 不同玻璃的传热系数
|
玻璃类型 |
玻璃间隙距离（mm） |
传热系数K W（m2.k） |
|
单层玻璃 |
|
6.4 |
|
双层中空玻璃 |
6 |
3.4 |
|
12 |
3.0 |
|
三层中空玻璃 |
12 |
2.0 |
|
双层低辐射镀膜中空玻璃 |
12 |
1.6 |