滇SJ6/7-1《温和地区居住建筑与公共建筑节能构造图集（外门窗）》解析

2018-03-09朱红丽余稚明戴忠民魏昶帆

新型建筑材料 2018年1期

朱红丽，余稚明，戴忠民，魏昶帆

（云南省建筑科学研究院，云南昆明 650223）

外门窗是建筑物进行冷热交换的重要媒介，也是建筑构造中节能最薄弱的部位。目前，我国既有建筑的典型围护结构部位中，通过门窗产生的热量损失约占建筑围护结构总能耗的40%～50%，一般建筑围护结构各部件的墙体、屋面、地面及外门窗的传热系数分别为1.40、0.80、0.52及4.70 W/（m2·K）。可见，在门窗、墙体、地面、屋面四大围护结构中，占外围护结构表面积1/8～1/6门窗系统的能耗约为墙体体系的4倍、屋面体系的5倍、地面体系的20倍[1-3]，外门窗节能的重要性和迫切性不言而喻。

云南省80%的区域属于温和地区，云南省住房和城乡建设厅一直都很重视温和地区的建筑节能问题，自2013年发布《云南省住房和城乡建设厅关于印发云南省民用建筑节能设计系列标准图集编制方案的通知》，组织编制温和地区建筑节能系列图集，外门窗作为重要的系列图集之一，在总结门窗节能技术的理论和实践经验的基础上，深入门窗厂家进行广泛调研、数据验证和二维稳态热传导等方式计算及验证整窗节能值，研究门窗节能构造绘制构造图，编制滇SJ6/7-1《温和地区居住建筑与公共建筑节能构造图集（外门窗）》（以下简称图集），该图集已于2015年9月1日起初步实施。本文通过近年在使用该图集过程中出现节能外门窗的适应性问题进行分析、归纳和整理，从解析本图集的视角深入探析温和地区门窗节能的适应性，以便使温和地区节能外门窗更具经济性、适应性和推广性。

1 图集的优势及特色

1.1 突出温和地区门窗节能的特点

云南省大部分地区属于我国5个建筑气候分区中的温和地区，其气候特点也有别于其他4个气候分区，云南省温和地区外门窗的节能更注重外窗的气密性、水密性、抗风压性，对其他热工性能的要求次之，故门窗的热工系数要求也较低，外窗既是围护结构的开口，也是阻隔外界气流入侵的屏障，是外围护结构中保温、隔热性能最薄弱的部位[4]。因此，建筑节能应首要解决门窗节能问题，外门窗节能通过科学的结构系统、密封系统设计和复合材料的运用，从而提高保温隔热性、水密性、气密性和抗风压性能，冬季减少室内热量流失，夏季阻隔热量向室内传导，从而降低从外门窗部位损失的能量，最终达到降低建筑耗能的目的。

根据云南省温和地区的气候特点，外门窗应尽可能采用被动式通风，减少主动式耗能，在门窗设计及材料选择时优先采用造价低及可回收利用的材料以节约当地资源，当选用的外门窗不能满足节能要求时，应根据工程造价、建筑立面效果、使用功能等方面的影响综合考虑其他弥补手段，比如可以采用外遮阳或内遮阳形式。

1.2 整窗系统热工数据齐全

图集中列举温和地区最常用的4种窗框型材：铝合金型材、断桥铝合金型材PVC型材、木型材进行热工计算及节点设计，并对27种玻璃材质由3 cm透明玻璃到6 cm中透光Low-E+12 cm氩气+6 cm透明玻璃等的热工数据进行计算，热工数据包括玻璃中部传热系数、整窗传热系数（窗框与玻璃热工综合值）、整窗遮阳系数、满足节能标准的窗墙比，热工计算选用表中居住建筑PVC塑料窗和木窗配图集中提供的27中任意玻璃材质均能满足DBJ 53/T-39—2011《云南省民用建筑节能设计标准》的要求，其表中自上而下K值呈下降趋势，也就是说同种窗框使用不同玻璃热工值不同，从表中可以找出不同玻璃性能的热工数据，便于选择适合不同建筑的窗型，从而大大减少设计人员重新计算的工作量。

根据DBJ 53/T-39—2011对节能标准的要求，图集计算并列举出符合温和地区外门窗的节能限值，并将符合节能标准的材质用不同图案进行填充，使图集的使用者在门窗选型时一目了然，快速找到合适的窗型，大大节约使用人员的计算及查阅时间。

图集采用的各种热工值均来自权威数据库，确保各计算结果的准确性和可靠性。整体外门窗主要由窗框和玻璃两部分组成，在热工计算过程中窗框的传热系数选自DBJ 53/T-39—2011，常用玻璃的热工参数选自《2007全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-建筑》中门窗、幕墙部分。

编写“常用窗框及常用玻璃组合的系统门窗”的热工值及构造图，能较好地指导设计人员进行门窗选型。常用玻璃包括普通玻璃、中空玻璃、Low-E玻璃等，利于建筑师在建筑方案设计阶段就能确定合适的门窗选型，具有较强的指导性。

1.3 热工值采用面积加权与二维稳态热传导并用

图集仅列举温和地区典型门窗型材及玻璃材质的配合热工值，并在附录中给出各种热工值的计算方式，读者使用时若在热工计算表中无法查到热工值的，可根据附录自行计算，计算结果查阅DBJ 53/T-39—2011的相关规定。

图集的热工计算按照JGJ/T 151—2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》的要求，整樘窗（或门）的传热系数、遮阳系数采用各部分的相应数值按面积进行加权平均计算，部分数据采用二维稳态热传导计算软件对窗框及玻璃的传热自行计算，软件中的计算程序已包括符合JGJ/T 151—008规定的复杂灰色体漫反射模型和玻璃气体间层内、框空腔内对流换热计算模型。

1.4 增加新窗型鼓励企业技术创新

铝木、塑木、塑铝复合节能门窗具有安全、节能、环保、隔热、经久耐用、美观等特点，属于门窗行业的高端产品，目前一些企业也在进一步研发，图集中增加了内开内倒铝木复合节能门窗（见图1、图2），这种窗型无论是采光还是通风均具有独特的优势，该类产品在德国的居住建筑中占绝大比例，而在国内因技术水平、地域条件、居民生活水平等因素的限制，该类产品目前使用频率仍然较低。

铝木复合节能外门窗因每个厂家使用的木和铝的比例不同，而且使用木包铝或铝包木对整窗热工值的影响较大，因此，无法针对所有铝木复合产品门窗给出相应的热工值，此类产品应针对不同品种计算其热工值，比如：某铝木复合平开窗，规格型号为115145，抗风压性能为2.0 kPa，水密性能1.5 m3/（m·h），传热系数2.0 W/（m2·K），隔声性能为35 dB，采光系数0.4，遮阳系数0.5[5]，这些数据供使用者参考，不同产品的铝木复合外门窗热工值需要具体验算使用。

图1 铝木复合节能门窗构造

图2 铝木复合节能门窗细部构造

1.5 具有一定的时效性

图集中建筑外门窗的传热系数和遮阳系数均采用国家住建部相关部门备案的面积加权平均计算出的热工参数值，具有各节能门窗客观的热性能特质。随着国家或地方节能标准对能耗指标的降低，K、SC值随之改变，仍可根据相关节能规范的要求，利用本图集“热工计算选用表”进行选择。

图集介绍的是各种节能门窗本身的性能特点和相关数据。新的节能指标实施后，不影响该图集的使用。

1.6 数据写入节能软件

图集中无论是节能门窗构造还是热工值均已编入PKPM建筑节能设计软件和清华斯维尔节能设计软件中，因此，在使用图集的过程中无论采用手工计算还是计算机软件进行节能计算，都能使计算结果与图集的内容保持一致。

2 图集中的重要内容及创新

2.1 图集的内容系统性及完整性

无论是建筑设计人员、门窗企业、施工人员等都能从图集中查阅到需要的内容，图集总说明编制全面，主要从编制依据、适用范围、图集内容、设计规定、选用方法、热工性能指标、节能措施、选用原则等方面系统阐述节能门窗的特征，并从门窗立面基本窗型的选用、节能门窗热工计算表的选用、节能门窗与不同墙体连接构造的图示、门窗安装通用节点、4种窗型节能门窗说明及典型系列门窗节点图等全方位描述外门窗节能，并附门窗热工性能的计算公式及计算方法，是目前温和地区比较完整的节能门窗图集之一。

2.2 增加温和地区常用玻璃热工参数

27种玻璃热工数据中有3种中空玻璃5+6A+5、5+9A+5、6+9A+6在现存的资料中很难查阅，但是这3种中空玻璃在温和地区应用又十分广泛，因此，本图集提供了这3种中空玻璃的热工参数值，取值方式是结合《中国玻璃数据库》的数据和采用广东省建筑科学研究院建筑节能研究所开发的“幕墙门窗热工性能计算软件”——粤建科MQMC综合计算得出的，整窗的热工值采用面积加权平均计算而得。使用粤建科MQMC软件计算，进一步验证热工计算结果的准确。针对较常用的几种窗型粤建科进行热工计算，因计算需针对实际选用的窗型、规格等，因此，这部分计算未加入本图集中，当在实际门窗施工图设计时，如需出具门窗节能报告建议使用相关软件进行详细计算。

这3种玻璃的热工值的计算，弥补了温和地区常用外门窗的热工值的空缺，保留了温和地区外门窗的典型性和常用性。