建筑节能门窗设计研发途径及技术指标概述

1建筑节能门窗设计研发途径及技术指标概述一、节能门窗定义技能建筑门窗是指达到现行建筑设计标准的门窗。换句话说，凡是门窗的保温隔热性能（传热系数）和空气渗透性能（气密性）两项物理性能指标达到或提交所在地《民用建筑节能设计标准》（采暖居住部分）（JC526-1995）及其各省、市、自治区、实施细则技术要求的建筑门窗统称为节能门窗。节能门窗可分为单体的（单层窗），也可以是双体的（双层窗）在高纬度严寒地区可采用三层窗。二、节能门窗要求达标整窗K值的有关要素K值（w/m2·k）1、围护结构平均传热系数k（w/m2·k）围护结构内外表面空气温差为k（1℃）单位时间内，通过单位面积的热量，称为围护结构的传热系数。传热系数的倒数，称为围护结构的热阻。R(m2·k/w)。2、围护结构平均传热系数：k（w/m2·k）参与传热的各个围护结构（包括屋顶、外墙、窗户、阳台门、外门、地面、如果楼梯不采暖还应包括楼梯间、内墙及外门）的传热系数对其面积的加权平均值。3、围护结构传热系数的修正系数Σi：不同地区、不同朝向的围护结构，因受太阳辐射和天空辐射的影响，使得其在两侧空气温差同样为1k情况下，在单位时间内，通过单位面积的热量要改变，这个改变E的热量与原有传热之比即为围护结构传热系数的修正系数。体型系数：建筑物与室外大气接触的外面表面积与其所包围的体积的比值，外表面积中，不包括地面和不采暧楼梯间隔和户门的面积。窗墙面积比：F窗/F墙某朝向外窗总面积与同朝向的墙的总面积之比。注：阳台不封闭时，某朝向的外窗总面积包括阳台门透明部分和外窗的洞口面积，同朝向的墙面总面积称为建筑立面积表面面积（该朝向包括阳台门和外窗页面稳中有降内的墙面投影面积。阳台封闭采暖时，阳台的全部外窗均计入外窗总面积（阳台内的门窗不再计入）墙面积为同朝向建筑立面面积及阳台其它面积。凸窗计算按采暖封闭阳台对待。封闭阳台不采暖时，按不封闭阳台计算，但要考虑温差修正系数。2高层住宅为十层及十层以上的住宅；中高层住宅为七层至九层的住宅，多层住宅为四层至六层的住宅；低层住宅为一至三层的住宅。1.玻璃遮阳系数透过窗玻璃的太阳辐射得热与透过标准3mm透明窗玻璃的太阳辐射得热的比值。2.外窗的综合遮阳系数（Sw）考虑窗本身和窗口的建筑外遮阳装置综合遮阳系数（Sc）与窗口的建筑外遮阳系数（SD）乘积。3.平均窗墙面积比（Cm）整栋外墙面上的窗及阳台门的透明部分的总面积与整栋建筑的外墙面的总面积（包括其上的窗及阳台门的透明部分面积）之比。影响k值的因素：1、窗系统的合理设计2、隔热条的选择3、型材的合理设计4、中空玻璃的选择5、玻璃间隙的选择6、密封方式的选择7、加工工艺的影响8、五金件的选择国内外标准中建筑结构各部分的传热系数限值比较（单位:W/㎡.K）国家及地区屋顶外墙门窗中国北京0.600.822.80德国0.200.301.5英国0.160.352.0美国0.190.452.0注：传热系数代表在单位面积上，内外温差1k条件下，所消耗的能源，数值越低代表保温越好。北京地区k=2.8W/㎡.K天津地区k=2.7W/㎡.K居住建筑节能规定1．JGJ134-2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》规定：a)条式建筑物的体形系数不应该超过0.35,点式建筑物的体形系数不应该超过0.40;b)多层住宅外窗宜采用平开窗;c)外窗宜设置活动外遮阳;d)外窗的传热系数K应符合表1规定;表1.夏热冬冷地区外窗传热系数3朝向窗外环境条件外窗传热系数k（w/m2·k）窗墙面积比Cm≤0.250.25＜Cm≤0.300.30＜Cm≤0.350.35＜Cm≤0.450.45＜Cm≤0.50北（偏东60度到偏西60度范围）冬季最冷月室外平均气温＞5℃4.74.73.22.5-冬季最冷月室外平均气温≤5℃4.73.23.22.5-东西（东或西偏北30度到偏南60度范围）无外遮阳措施4.73.2---有外遮阳（其太阳辐射透过率≤20%）4.73.23.22.52.5南(偏东30度到偏西30度范围)－4.73.23.22.52.5e)建筑物1～6层的外窗及阳台门的气密性等级不得小于3级（单位缝长：2.5m3/h≥q11.5m3/h,单位面积：7.5m3/（m2/h）≥q24.5m3/（m2/h）；7层及7层以上的外窗及阳台门的气密性等级不得小于4级（单位缝长：1.5m3/h≥q10.5m3/h,单位面积：4.5m3/（m2/h）≥q21.5m3/（m2/h）。2.JGJ75-2003（夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准）规定a）分为北区（考虑夏季空调兼顾冬季采暖）和南区（考虑夏季空调可不考虑冬季采暖）。北区内，单元式、通廊式住宅的体形系数不易超过0.35，塔式住宅的体形系数不宜超过0.40；b)居住建筑的外窗面积不应过大，各朝向的窗强面积比，北向应大于0.45；东、西向不应大于0.30；南向不应大于0.50。居住建筑的天窗面积不应大于屋顶总面积的4％，传热系数不应大于4.00w/（m2·k），本身的遮阳系数不应大于0.5；c）北区外窗的传热系数K和综合遮阳系数SW应符合表2规定；D）南区外窗的综合遮阳系数Sw应该符合表3表2.北区外窗的传热系数和综合遮阳系数外墙外窗的综合遮阳系数Sw外窗的传热系数k（w/m2·k）平均窗墙面积比Cm≤0.250.25＜Cm≤0.300.30＜Cm≤0.350.35＜Cm≤0.400.40＜Cm≤0.45K≤2.0D≥3.00.9≤2.0----0.8≤2.5----0.7≤3.0≤2.0≤2.0--0.6≤3.0≤2.5≤2.5≤2.0-0.5≤3.5≤2.5≤2.5≤2.0≤2.00.4≤3.5≤3.0≤3.0≤2.5≤2.50.3≤4.0≤3.0≤3.0≤2.5≤2.50.2≤4.0≤3.5≤3.0≤3.0≤3.04K≤2.0D≥3.00.9≤5.0≤3.5≤2.5--0.8≤5.5≤4.0≤3.0≤2.0-0.7≤6.0≤4.5≤3.5≤2.5≤2.00.6≤6.5≤5.0≤4.0≤3.0≤3.00.5≤6.5≤5.0≤4.5≤3.5≤3.50.4≤6.5≤5.5≤4.5≤4.0≤3.50.3≤6.5≤5.5≤5.0≤4.0≤4.00.2≤6.5≤6.0≤5.0≤4.0≤4.0K≤2.0D≥3.0或K≤0.70.9≤6.5≤6.5≤4.0≤2.5-0.8≤6.5≤6.5≤5.0≤3.5≤2.50.7≤6.5≤6.5≤5.5≤4.5≤3.50.6≤6.5≤6.5≤6.0≤5.0≤4.00.5≤6.5≤6.5≤6.5≤5.0≤4.50.4≤6.5≤6.5≤6.5≤5.5≤5.00.3≤6.5≤6.5≤6.5≤5.5≤5.00.2≤6.5≤6.5≤6.5≤6.0≤5.5表3.南区外窗的综合传热系数外墙外窗的综合遮阳系数Sw平均窗墙面积比Cm≤0.250.25＜Cm≤0.300.30＜Cm≤0.350.35＜Cm≤0.400.40＜Cm≤0.45K≤2.0D≥3.0≤0.6≤0.5≤0.4≤0.4≤0.3K≤1.5D≥3.0≤0.8≤0.7≤0.6≤0.5≤0.4K≤1.0D≥2.5或K≤0.7≤0.9≤0.8≤0.7≤0.6≤0.5说明对南区（包括阳台门透明部分）外窗的传热系数不作规定e)建筑物1-9层的外窗及阳台门的气密性等级不得小于3级（单位缝长：2.5m3/h≥q11.5m3/h,单位面积：7.5m3/（m2/h）≥q24.5m3/（m2/h）；10层及10层以上的外窗及阳台门的气密性等级不得小于4级（单位缝长：1.5m3/h≥q10.5m3/h,单位面积：4.5m3/（m2/h）≥q21.5m3/（m2/h）；f)居住建筑的外窗(包括阳台门)的可开启面积不小于外窗所在房间地面面积的8％或外窗面积的45％。3．JGJ26-1995（采暖居住建筑节能设计标准）规定a）建筑物的体形系数应控制在0.30及0.30以下；b)不同朝向的窗（包括阳台门上部透明部分）墙面积比不应超过：北0.25；东、西0.30；南0.35；c)外窗的传热系数K应符合表4的规定；5表4采暖居住建筑外窗传热系数采暖期室外平均温度℃代表性城市传热系数限值Kw/（m2·k）窗户（含阳台门上部透明部分阳台门下部门芯板外门2.0～1.0郑州、洛阳、宝鸡、徐州4.70（单层塑料窗4.00（单框双玻金属窗）1.700.9～0.0西安、拉萨、济南、青岛、安阳-0.1～-1.0石家庄、德州、晋城、天水-1.1～-2.0北京、天津、大连、阳泉、平凉-2.1～-3.0兰州、太原、唐山、阿坝、喀什-3.1～-4.0西宁、银川、丹东4.001.35-4.1～-5.0张家口、鞍山、酒泉、伊宁、吐鲁番3.00-5.1～-6.0沈阳、大同、本溪、阜新、哈密3.002.50-6.1～-7.0呼和浩特、抚顺、大柴旦3.00-7.1～-8.0延吉、通辽、通化、四平2.50-8.1～-9.0长春、乌鲁木齐2.50-9.1～-10.0哈尔滨、牡丹江、克拉玛依2.50-10.1～-11.0佳木斯、安达、齐齐哈尔2.50-11.1～-12.0海伦、博克图2.00-12.1～-14.5伊春、呼玛、海拉尔、满洲里2.00d)建筑物1～6层的外窗及阳台门的气密性等级不得小于3级（单位缝长：2.5m3/h≥q11.5m3/h,单位面积：7.5m3/（m2/h）≥q24.5m3/（m2/h）；7层及30层以上的外窗及阳台门的气密性等级不得小于4级（单位缝长：1.5m3/h≥q10.5m3/h,单位面积：4.5m3/（m2/h）≥q21.5m3/（m2/h）。4．JGJ129-2000（既有采暖居住建筑节能改造技术规程）规定按照JGJ26-1995对既有采暖居住建筑节能改造的墙体保温作法做出了规定，可参照执行。5．GB50189-2005（公共建筑节能设计标准）规定a)严寒、寒冷地区建筑的体形系数应不大于0.40；b)根据建筑所处城市的建筑气候分区，围护结构的热工性能；见表5，表6；表5围护结构传热系数限值K单位：W/（m2.k）气候分区严寒地区A区严寒地区B区代表性城市海伦、博克图、伊春、呼玛、海拉尔、满洲里、齐齐哈尔、富锦、哈尔滨、牡丹江、克拉玛依、佳木斯、安达长春、乌鲁木齐、延吉、通辽、通化、四平、呼和浩特、抚顺、大柴旦、沈阳、大同、本溪、阜新、哈密、鞍山、张家口、酒泉、伊宁、吐鲁番、西宁、银川、丹东围护结构部位体形系数≤0.30.3体形系数≤0.4体形系数≤0.30.3体形系数≤0.4外墙（包括非透明幕墙）≤0.45≤0.40≤0.50≤0.45窗墙面积比－－－－6单一朝向外窗（包括透明幕墙）CM≤0.2≤3.0≤3.2≤2.8－0.2CM≤0.3≤2.8≤2.9≤2.5－0.3CM≤0.4≤2.5≤2.6≤2.2－0.4CM≤0.5≤2.0≤2.1≤1.8－0.5CM≤0.7≤1.7≤1.8≤1.6－屋顶透明部分≤2.5≤2.6表6围护结构传热系数限值K和遮阳系数SC（东、南、西向/北向）气候分区寒冷地区夏热冬冷地区夏热冬暖地区代表性城市兰州、太原、唐山、阿坝、喀什、北京、天津、大连、阳泉、平凉、石家庄、德州、晋城、天水、西安、拉萨、康定、济南、青岛、安阳、郑州、洛阳、宝鸡、徐州南京、蚌埠、盐城、南通、合肥、安庆、九江、武汉、黄石、岳阳、汉中、安康、上海、杭州、宁波、宁波、宜昌、长沙、南昌、株洲、永州、赣州、韶关、桂林、重庆、达县、万州、涪陵、南充、宜宾、成都、贵阳、遵义、凯里、绵阳福州、莆田、龙岩、梅州、兴宁、英德、河池、柳州、贺州、泉州、厦门、广州、深圳、湛江、汕头、海口、南宁、北海、梧州围护结构部位体形系数≤0.30.3体形系数≤0.4－－外墙（包括非透明幕墙）≤0.60≤0.50≤1.0≤1.5单一朝向外窗（包括透明幕墙）窗墙面积比传热系数W/（m2.k）遮阳系数传热系数W/（m2.k）遮阳系数传热系数W/（m2.k）遮阳系数传热系数W/（m2.k）遮阳系数CM≤0.2≤3.5－≤3.0－≤4.7－≤6.5－0.