建筑门窗保温性能的优化措施探讨

建筑门窗保温性能的优化措施探讨

谷长新

身份证号码：13042319850410****

摘要：门窗是建筑体必不可少的组成部分之一，与人们的日常生活息息相关。建筑门窗的主要功能有室内采光、通风换气、隔热保温等，在我国常见的建筑外围护结构中，建筑门窗是建筑保温性能的薄弱点所在。就我国当前最为常见的建筑门窗类型入手，分析保温门窗保温性能的现状及改善途径。

关键词：建筑门窗；建筑保温；建材；优化措施

随着我国社会的不断进步，人民生活水平也随之不断提高，对居住环境的要求也随之提升，需满足舒适性强、功能丰富、节能环保等条件。作为建筑外围保温性能的薄弱点，建筑门窗所占的建筑能耗可占建筑整体的五成以上。随着社会大众对环保事业的关注度持续提升，人们对建筑的环保性能也提出了更为严格的要求。因此，建筑工作者必须从建筑能耗最大缺口入手，着力提升我国建筑门窗的保温性能，建设科学有效可持续地保温系统，从而自建筑内部降低能源消耗，满足功能需求。

1提高建筑门窗保温性的意义

当前的市场情况下，房地产市场已经进入买方市场，需要重新考虑市场的需求问题成为各开发商所要面对的问题。但随着我国相继出台了建筑节能标准政策，一些节能门窗逐渐得到市场青睐。在一些市场上，例如北京、上海、广州等发达城市，已经有较多的节能建筑成功例子。建筑节能的发展，必成为建筑发展的趋势，其能够取得良好的社会效益与经济效益，为我国的可持续发展贡献出一份力量。当我国正处于建设的鼎盛期，每年所建成的房屋面积达20亿平方米，超过了发达国家建成的建筑面积之和，可是不容忽视的是当前这些建筑中仍有95%以上建筑属于高耗能的建筑。按照推算，预计到2020年，我国的高能耗建筑面积会达到700亿平方米。所以，假设不注重建筑的节能设计，会加剧我国的能源危机。当前，我国的建筑面积为400亿平方米，其中有90%为高能耗建筑，这些建筑中，门窗、屋面、地面和墙体这存在能耗的四大部分，门窗便占有50%。因此，在开发新型的结构门窗时需首先注意门窗是否达到建筑节能的要求。业内人士曾做过分析，建筑节能关键在于门窗的节能。想要提高建筑的保温性能，就要清楚影响其的有哪些因素，同时有针对性地对这些问题进行解决，这样可能达到预期的效果。

2我国建筑门窗保温性能薄弱的原因分析

2.1差异性大

由于我国幅员辽阔，气候有着明显的区域性，在同一时期，南方与北方往往有较大的温差。为了满足不同地域的保温需求，我国门窗设计制造商开发出了多种类型的门窗，如复合窗、钢板窗、不锈钢窗等。除了门窗类型差异性大之外，制造门窗的主要材料、玻璃层数、镀膜厚度、设计原理等也存在不同。以上多种因素导致我国建筑门窗的差异性大，保温性能不均。

2.2流失量大

作为房屋与外界的最大接触点，门窗是建筑中最易流失热量的部位。建筑门窗的热量流失有辐射流失、对流流失、传导流失三种方式，尽管这三种方式的热量传递渠道有所不同，然而，其产生因素均为不可抗的自然力，因此，提高门窗保温性能必不可少。

3建筑门窗保温性能的优化内容

建筑门窗作为外围护结构的对外位置，起到采光、通风等作用，同时具备保温、隔热、隔音等功能，可以为住户提供舒适的居住环境。从设计的角度对其保温性能进行优化，具体内容包括如下内容：

3.1为建筑节能环保提供基础条件

建筑门窗在保温方面，是建筑节能不可或缺的一部分，根据我国关于建筑节能规划全新的标准要求，门窗需要在满足工程建筑功能需求的基础上，提高保温的性能，以绿色环保产品的姿态，为建筑的节能环保设计提供实现的基本条件。

3.2减少门窗传热时或者空气渗透时等热损失

住宅采暖过程中，门窗的传热热损失和空气渗透热损失，大约占所有能耗的50%左右，主要受到门窗保温性和气密性的影响，尤其是单层和双层的钢窗，保温性能和气密性能水平都较低下，难以满足门窗的舒适和节能需求。3.使用新型保温材料在《民用建筑节能设计标准》实施之后，保温性能成为门窗选择的重要标准之一，因而25型空腹钢窗和32型实腹钢窗相继被淘汰掉，以往钢木门窗为主的局面被打破，继而出现的耐腐蚀PVC塑料门窗成为建筑施工的首选之一，随后出现的具有铝框断热和低辐射膜中空玻璃的铝合金节能保温窗，如彩色钢板窗、不锈钢窗等，均在框型材料性、玻璃层数、断面设计等方面，体现出不同的档次差别。

4建筑门窗的保温性能优化设计

建筑门窗保温性能的基本原理是减少门窗框的热传导能量损失、采光玻璃辐射和传导损失等，具体的优化设计内容包括：

4.1门窗框的合理设计

框架作为门窗的重要组成部分，起到支撑的作用，常见的门窗框材料有金属型材、非金属型材和复合型材等，金属型材和非金属型材的热工特性具有很大的差别，其中材料的导热系数是形成这些材料热传能力差别的主要影响因素，据了解，铝、钢、PVC塑料、木材、玻璃钢的导热系数分别为203W/m·K、58W/m·K、0.14W/m·K、0.20-0.28W/m·K、0.40.5W/m·K，而试验表明导热系数越大，材料的传热能力就越强，因此从保温的角度，门窗框的型材断面，要尽量设计成多腔型材，并让热流方向垂直分布于腔壁，型材的腔壁数量增加之后，阻隔热流的作用就越强，腔内的对流、辐射和导热等就能够降低。金属框架传热的减少，需要用非金属材料作为断热桥，为金属型材作断热处理，或者将非金属型材和带腔金属制成复合型材，同时加大非金属型材的厚度，提高型材的热阻。除此之外，门窗框的材料科选择PVC塑料型材、铝合金断热桥窗框材料、玻璃钢型材等低导热系数材料，从根本上对金属门窗框热传导热量损失进行改善。

4.2改善门窗玻璃保温性能

单玻相比于双玻和三玻，后两者的保温性能更高，因此可以从玻璃结构的角度，将单玻改成双玻和三玻，以形成密闭的空气层，提高玻璃的热阻水平，也就是说，保温性能和玻璃的厚度没有直接关系，只有玻璃的空气层厚度改变之后才会改变。玻璃当中加入镀膜，以降低玻璃之间的辐射传热。根据实验显示，中空玻璃加入辐射膜之后，明显改善了热工性能，相比于普通中空玻璃，后者的热传系数为3.0-3.1，而前者降低到1.7-2.3。如果低辐射中空玻璃当中的空气层厚度为12mm，即PVC塑料窗和铝合金断热窗的标准，传热系数基本能够满足北方严寒区域的门窗保温需求。

4.3控制中空玻璃铝隔条对传热的影响

中空玻璃的铝隔条要尽量埋设在门窗框的沟槽内部，减少在空气中的暴露面积，同时尽可能选择P值比较小的中空玻璃。2.3合理设计门窗框的比例门窗框的比例是门窗框的表面和门窗面积的比值，该比值和门窗立面设计、表面积、门窗面积有直接关系，一般比例为25%-35%，在门窗框比例改变之后，门窗框的感热面和放热面也随着改变。如果金属型材门窗的框断面尺寸太大，会对门窗保温性能产生不利影响，因此在满足门窗基本功能的前提下，要控制门窗立面的分割，大断面的金属型材不适合作为面积较小的门窗。另外，还要增加玻璃层数和玻璃之间空气层厚度的距离，可以采用镀膜玻璃，提高玻璃热阻。

5结语

我国在节能门窗的研究开发和技术引进方面作了大量工作，总体上说门窗保温性能有较大提高，基本上能满足当前建筑节能的需要。但与先进国家相比，仍有较大差距。随着我国社会发展的不断加快，社会人口耗能巨大成为阻碍经济可持续发展的痛点。社会经济的发展意味着能耗增量与增速的不断加快，因此，降低能耗、节能环保成为我国各行各业的新标准。在建筑门窗领域，我国门窗保温性能距离国际标准仍有较大差距，从业人员应以环保节能为核心目标，结合我国建筑市场实际情况，研究开发更具保温性能的建筑门窗。

参考文献

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［2］李聪，李春梅，周志群，等．新型建筑外门窗保温性能检测装置设计与实现［J］．工程塑料应用，2014（4）．

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