文/陈思伊 重庆天舟建筑有限公司 重庆 401520

高层住宅外门窗节能技术分析

文/陈思伊 重庆天舟建筑有限公司 重庆 401520

习近平总书记在杭州G20峰会开幕式讲话中提出推进绿色发展，我们所处的是一个高楼林立的现代化社会，高层建筑是人们工作和居家生活的主要场所，外门窗节能技术的应用无疑是实现绿色环保的关键途径，本文就该技术的要点、材料以及新能源的利用几方面展开分析。

高层；外门窗；节能技术；分析应用

据2014年我国统计局发布的建筑数据统计，门窗面积在年度总竣工面积中所占的比例高达2/5，门窗耗能在总建筑耗能中所占比例将近1/3。由此可见，若要更好地实现建筑节能，就要从门窗节能着手做起。与普通门窗不同，高层建筑用节能门窗有严格的规定：节能指标不能低于我国现行节能建筑的1/2，而且要具备空气渗透、保温等功能。建筑师们在设计中首先要扩大建筑采光面积，然后又不能失去现代高层的高雅美观，更要满足市民的艺术审美，故而要对外门窗的隔音、采光等技术提出更高的要求。

1、高层住宅外门窗设计要点

外门窗的设计主要有两个原则：控制成本和节约能源。面积相同、朝向相同的门窗和外墙，前者的传热系数总会大于后者，窗与墙的面积比例越大，采暖所需要的耗能热量就会越大。所以，在充分保证门窗的通风性和采光度良好的前提下，应该尽可能地控制窗、墙比例，合理设计保温窗板和窗帘。换言之，窗、墙比例越小，节能效果就越好。根据当地的气候特点、住宅区的周边环境等因素，从朝向、面积、通风性三个方面应用节能技术。

1.1 南北朝向设计：根据相关住宅建筑节能设计标准中的规定，从南偏东30°从南偏西30°为“南向”。若住宅建筑的朝向角度大于“南向”，那么原先在南向的外门窗就会成为“西向”或者“东向”，最终的结果极有可能会提高外门窗的遮阳系数、传热系数，造成能源浪费。

1.2 窗与墙的面积比例：高层住宅的节能设计，为了达到相关规范中的要求标准，在实际的施工设计中，难免要稍微调整窗墙比例，要么将实腹门置于北向阳台的外门位置，要么就是调整外门窗的大小尺寸。为达到保温效果，实腹门的填充材料通常会选择玻璃棉、岩棉等，高度在80cm～90cm上下。

1.3 通风性设计：高层住宅的总能耗当中，风能的消耗占据了很大比例，因此外门窗的设计，应充分考虑季节因素，在夏季或者秋冬换季时节提高空气在室内的交换次数，既能降低空调负荷，又能改善室内空气环境。

2、高层住宅外门窗的节能材料

2.1 铝合金的节能性能

铝门窗在节能方面有着突出的优势：强度高、可回收利用、框玻小、施工简单、便于使用、外形美观，而且不会燃烧，可安全地与建筑防雷设施连接。因此，铝合金是外门窗框料的最佳节能材料。最普通的铝合金框料已经能大幅降低外门窗的热耗能，它的传热系数约为5.9kW/（m2·K），但是在冬天，由于室内外温差，普通铝合金门窗极易出现结露现象。而断热铝合金则不会有门窗结露现象，它不仅具备普通铝合金的所有优势，而且技能性能也有了很大提高，传热系数小，通常不会超过2.2 kW/（m2·K）。

2.2 外门窗的节能玻璃

①普通中空玻璃：和断热铝合金材料组合后节能效果非常理想，传热系数在3.0～3.2 kW/（m2·K）之间。但在实际施工中，需要根据住宅房间的朝向来定，东西向起居室就不宜使用中空玻璃，因为在冬天采暖环境下，玻璃的“中空”部分的传热系数非常低，容易让采暖能耗提高。

②Low-e镀膜玻璃：有高透光型与低透光型两种，前者遮阳系数sc超过0.6，太阳能透射比与可见光透射比相对较高，中空部分传热系数在1.8 kW/（m2·K）。后者遮阳系数sc在0.3上下，太阳能透射比与可见光透射比非常低，中空部分传热系数与前者相同，遮阳效果好，因此又被人们称为遮阳Low-e玻璃。但是Low-e玻璃不宜在夏热冬冷的南向居室安装，一旦采暖不当就会增大空调能耗，在设计中应采取外遮阳措施降低传热系数，以达到节能效果。

③吸热玻璃：单片玻璃的遮阳系数在0.7上下，大约可吸收60%的太阳辐射透热量，但吸热玻璃的隔热功能较差，传热系数并没有太大改善，所以不宜在上海、浙江、安徽等日照较强的地区使用。

④氩气中空玻璃：成本低，是国外高层建筑常用的技能材料，而且能够与Low-e等节能技术联合应用，但要处理好使用过程中的泄漏现象，密封性较强的氩气中空玻璃每年的泄露率不会超过0.5%。

⑤热反射玻璃：在冬季湿冷但又没有暖气设备的地区，就需要借助阳光来提高室内温度，但是热反射玻璃并不适用于寒冬地区，因为它会将太阳辐射热阻隔在外，从而提高冬天室内采暖能耗。

3、新能源在高层住宅中的开发利用

3.1 地热

地下水温度恒定，几乎不会受到季节影响，冬天可作为与深水层交换热量的中间介质，提取地热能用于室内采暖，夏天也可用来降低室内温度。蕴藏在土壤中的热能温度不高，普通的热泵就能完成传输过程，无需消耗其它热力，故而可提高地能热泵的能源利用率。应用该技术实现室内制冷或者采暖，既节省了成本又节约了能源，而且操作简单，不会造成严重的环境污染，是致力于节能研究的设计师们广泛关注的一种技术。

3.2 太阳能

太阳能是节能环保效果最好的自然能源之一，被愈来愈广泛地应用于高层住宅建筑中，比如众所周知的太阳能热水器就是一个伟大的节能设计创举。充分利用太阳能为高层用户提供热水，经济实用性强，同时又节省了许多供热燃烧资源，此外，通过设施设备实现太阳能的转换和传递的研究也已取得重大进展，太阳能不仅可为人们提供家用热水，还能提供室内供暖。利用太阳能光伏电池可以将太阳能储存起来，然后转化为电能，但是因为技术成本很高，需要大量的资金投入才能实现该项技术。因此，太阳能光伏电池的使用范围并不广泛，也并不适宜普通高层住宅。

结语：

社会发展进程越快，对能源的需求量就越大。作为最大的发展中国家，我国的建筑能耗已成为急需解决的重大问题，节能减排势在必行。只有在积极利用新能源的基础上，将其与先进的节能技术相结合，才能保证我国在绿色环保发展道路上取得可喜成果。

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