建筑门窗工程节能施工技术

宋林强

摘要：门窗节能的关键是在满足其使用功能的前提下，具有较高的保温性和隔热性能。门窗节能最重要的是解决好门窗型材断热问题，使门窗具有高强度、高气密性、高水密性、高精度性、优异的隔热、隔音性能。只要从门窗的设计、加工、安装等各个细微环节上下工夫，就完全可以设计、制造出适应保温节能要求的门窗。

关键词：建筑工程；节能施工；门窗；探讨

一、门窗节能概述

窗户是建筑外围结构的开口部位之一，是建筑的“眼睛”，它在建筑与环境的协调上担负着人与自然、户内与户外、既沟通又分离的多重实用功能。窗户还有保温、隔热、遮阳、抗风雨、挡噪声等种种作用。同时，门窗是建筑物热交换、热传导最活跃、最敏感部位，是围护结构保温的薄弱环节，是墙体热损失的5～6倍。从对建筑能耗组成的分析中，人们发现通过门窗所损失的能量是十分严重的，是影响建筑热环境和造成能耗过高的主要原因。传统建筑中，通过门窗的传热量占建筑总能耗20%以上；节能建筑中，随着墙体采用保温材料后热阻的增大，门窗的热损失占建筑总能耗的比例更大。

从传热学的角度考虑，门窗上的能量损失来自三个方面：即对流、传导和辐射。对流就是在门窗的空隙间冷热气流运动，导致热量交换，反映的是门窗的气密性；传导是通过玻璃和窗用型材将一面的热量传导到另一面，由分子运动进行热量传递；辐射是太阳辐射的红外线传递得热。其过程包括：通过玻璃进入建筑的太阳辐射热量；通过玻璃的传热损失；通过窗格与窗框的热损失；窗洞口热桥造成的热损失；缝隙冷风渗透造成的热损失。

影响门窗能量损耗大小的因素很多，主要有以下几方面：①门窗的传热系数。门窗的传热系数是指在单位时间内通过单位面积的传热量。传热系数越大，则在冬季通过门窗的热量损失就越大，而门窗的传热系数又与门窗的材料、类型有关。②门窗的气密性。门窗的气密性是指在门窗关闭状态下，阻止空气渗透的能力。门窗气密性等级的高低，对热量的损失影响极大，室外风力变化会对室温产生不利的影响，气密性等级越高，则热量损失就越少，对室温的影响也越小。③窗墙比系数与朝向。窗墙比例是指外窗的面积与外墙面积之比。通常门窗的传热热阻比墙体的传热热阻要小得多，因此，建筑的冷、热耗量随窗墙面积比的增加而增加。作为建筑节能的一项措施要求在满足采光通风的条件下确定适宜的窗墙比。一般而言，不同朝向的太阳辐射强度和日照率不同，窗户所获得的太阳辐射热也不相同。

门窗节能途径主要是保温隔热。其措施包括：①提高窗户的保温性能；②提高窗户的隔热性能，③提高门窗的气密性。而门窗的隔热保温能力最终体现在以下两个方面：其一，门窗框（扇）型材和玻璃传递辐射热耗能量；其二，通过门窗缝隙对流渗透冷热风耗能量。

除了提高门窗的制作质量外，增设密封条是提高门窗气密性的手段之一。

二、门窗的节能技术

1.选择节能窗型

窗型是影响节能性能的第一要素。推拉窗的节能效果差，而平开窗和固定窗的节能效果优越。因推拉窗沿窗框下滑轨来回滑动，上部有较大的空间，下部有滑轮间的空隙，窗扇上下形成明显的对流交换，热冷空气的对流形成较大的热损失，因此，不论采用何种隔热型材作窗框，都达不到节能效果。平开窗的窗扇和窗框间一般有橡胶密封压条，在窗扇关闭后，密封条被压得很紧，几乎没有空隙，很难形成对流，热量流失主要是玻璃、窗扇和窗框型材本身的热传导、辐射散热和窗扇与窗框接触位置的空气渗漏，以及窗框与墙体之间的空气渗漏等，热损失相对减少。固定窗由于窗框嵌在墙体内，玻璃直接安装在窗框上，玻璃和窗框已采用胶条或者密封胶密封，空气很难通过密封胶形成对流，很难造成热损失。在固定窗上，玻璃和窗框热传导为主要热损失的来源，如果在玻璃上采取有效措施，就可以大大提高节能效果。因此从结构上讲，固定窗是最节能的窗型。

2.确定合适的窗墙比和朝向

一般来说，窗户的传热系数大于同朝向、同面积的外墙传热系数，因此，能量的损失随着窗墙比例的增加而增加。在采光和通风允许的条件下，控制窗墙比例比设置保温窗帘和窗板更加有效，即窗墙面积比设计越小，热量损耗就越小，节能效果越佳。热量损耗还与外窗的朝向有关，南、北朝向的窗户太阳辐射强度和日照率高，窗户所获得的太阳辐射热多。在《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》中，虽然对窗墙面积比和朝向做了有选择性的规定，但还应结合各地的具体情况进行适当调整。如考虑到起居室在北向时的采光需要，北向的窗墙面积比可取0.3；考虑到目前一些塔式住宅的情况，东、西向的窗墙面积比可取0.35；考虑到南向出现落地窗、凸窗的机会较多，南向的窗墙面积比可取0.45。这样虽然增大了南向外窗的面积，但可充分利用太阳能的辐射热降低采暖能耗，实现既有宽敞明亮的视野又不浪费能源的目的。

3.科学配置遮阳设施

在夏季使用空调时节，许多城市形成用电高峰，损耗大量能源，增加城市“热岛”效应，采用遮阳是有效的节能措施。目前门窗常用的遮阳设施有：

3.1活动式外遮阳。活动式外遮阳是阻隔太阳辐射的良好屏障。活动式遮阳百叶装置安装在开放式铝板幕墙内部，在室内可控制百叶升降进行合理遮阳，不用时百叶可上升进入幕墻内面，外遮阳能有效阻隔太阳辐射于室外。但这种装置造价高，对居住建筑来说并不适合，而简单外遮阳又带来建筑外观和清洁等问题，所以居住建筑大多选用室内遮阳，然而，室内遮阳节能效果又不够理想，因而出现百叶中空玻璃

3.2百叶中空玻璃窗遮阳。百叶中空玻璃窗是将百叶安装在中空玻璃两片玻璃间，可代替普通中空玻璃装于各种窗框上，通过磁力控制百叶翻转和升降动作，以达到遮阳和保温效果。当百叶处在垂直位置时能有效的降低中空玻璃内的热传导，遮挡阳光直射，并有效的降低中空玻璃的遮阳系数；当百叶处在水平位置时，既可采光，又可起到遮阳作用；当百叶处在收起位置时就和普通中空玻璃一样的效果。同时百叶在中空玻璃内也解决了清洁维护问题。这种百叶中空玻璃窗集隔热、保温、隔声、隐私性、装饰性于一体，适合于我国广大地区应用，实为节能的好产品。

4.提高制作和安装水平

安装是门窗结构的重要环节，窗的安装对窗是否能获得良好的质量，具有决定性的作用的。测试性能好的窗，不等于安装上墙后其性能就好。如何将一个公差以毫米计的窗，安装在公差以厘米计的墙洞口上，把窗和墙体部分连成一个系统，使窗和墙体之间成连续性，并需满足一定的功能要求是一项艰巨的任务。窗安装上墙需满足的功能如下：①在各种温度的影响下，窗的各项功能运转自如；②对窗的外力能可靠的分解，尤其对正负风压的承受，有效的转移到墙体上去；③窗不受墙体内部的各种运动以及尺寸变形的影响（沉降、振动、热胀冷缩等）；④安装的各向应力应排除，窗开启自如；⑤窗与墙体连接处的防水、隔声的密封性能；⑥窗与墙体连接处的隔热性能。要达到这些要求，必须进行科学、规范、严密的施工。

节能门窗安装除符合一般门窗安装的技术规定外，还应注意以下几点：①门窗的品种、型号、规格、性能、开启方向及门窗的密封处理等必须符合设计要求。②门窗安装必须采用预留洞口的方法，严禁边安装边砌口或先安装后砌口。③节能门窗的安装应根据不同的材料情况，采用焊接、膨胀螺栓或射钉等方法固定，但砖墙上严禁用射钉固定。不论采用何种固定方法，门窗安装均必须牢固。④增加窗户开启缝隙的搭接量，减小开启缝的宽度。⑤按所用材料、断面形状、装置部位，采用各种密封条进行密封，以提高外窗的气密性水平。⑥门窗上压缝条、密封条的安装应顺直，与门窗结合应牢固严密。⑦当采用塑料门窗时，与塑料型材紧密接触的各种五金件、紧固件、密封条、间隔条、垫块、密封材料和保温材料等，在性能上应与PVC材性能相容。⑧塑料门窗安装，由于其对温度比较敏感，故门窗进入现场后应在50℃以下的库房（棚）内存放，并远离热源。要注意塑料门窗及玻璃的安裝，应避免在低温下进行施工。⑨对金属框的窗，在保证有足够空间的条件下，用塑料、橡胶、尼龙隔热条等材料进行断桥处理，断桥的宽度不宜小于15mm，长度应与框相等，且在安装五金件和安装窗时不得破坏断桥结构。⑩外门窗四周侧面与墙体之间的缝隙应采用聚苯板（EPS）或聚氨酯等高效保温材料嵌填，不得采用水泥砂浆嵌填；外门窗框内、外两侧面与墙体面层之间应预留5mm～8mm深的槽口，用密封材料嵌填。在房间的气密性显著提高的情况下，从符合卫生要求的角度出发，应设置可以调节的换气设施，如在窗户上设换气孔等。

三、结束语

门窗在安装的过程中，施工方应当控制门窗安装质量，其主要是从技术的角度、工程的要求等方面进行考虑，同时要重视提升工作人员的节能意识和技术水平。在选择监理公司时必须使用有经验、信誉度好的公司，要注意对人工进行必要的培训。

参考文献：

[1]杜宗翰.建筑节能与节能门窗[J].中国建筑金属，2005（5）：4-6.

[2]奎明祥.门窗节能浅谈[J].门窗，2007（2）：26-28.

[3]李江岩，边缘，李之毅.论建筑门窗、幕墙节能技术[J].中国建筑金属结构2007（7）：9-13.