基于被动式建筑理论下的门窗技术研究

王丽颖 李帅强

【摘 要】被动式低能耗建筑，围绕人与自然为核心，实现了人居舒适性与能源效益性，是我国建筑节能未来发展的重要方向。而实现被动式低能耗建筑的重点和关键是建筑门窗节能。论文以建筑节能门窗为对象，探讨了严寒地区被动式建筑门窗节能技术及构造做法的策略研究，为被动式建筑节能设计提供参考借鉴。

【Abstract】Passive low energy consumption building， takes human and nature as the core， and realizes the comfort and energy efficiency of human settlement. It is an important direction for the future development of building energy conservation in our country. The emphasis and key to realize passive low energy consumption building is energy saving of building windows and doors. Taking building energy saving doors and windows as the object， this paper discusses the strategy research of passive building door and window energy saving technology and construction method in severe cold area， and provides reference for passive building energy saving design.

【关键词】被动式建筑；门窗；节能技术；低能耗示范楼工程

【Keywords】passive building； doors and windows； energy saving technology； low energy consumption demonstration building project

【中图分类号】TU201.5； TU228 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）02-0166-02

1 引言

被动式建筑门窗是建筑围护结构保温隔热的薄弱环节，由门窗等部分散失的建筑围护结构能耗约占58%左右。因此建筑门窗节能对围护结构节能有着重要的地位，也对被动式建筑有着重要价值。

2中德两国关于被动式建筑发展历程对比

2.1 国内被动式建筑发展历程状况

目前，中国为响应全球节能减排和气候变化的号召，深入分析了中国现有建筑节能技术的瓶颈，以及建筑节能的国际趋势和中国特殊国情，分析提出建筑节能标准2016—2030年的新三步走设想，即到2030年，30%新建建筑及30%既有建筑改造达到近零能耗，新建建筑30%能耗来自可再生能源。中国建筑节能标准应顺应此设想，也可提出新的三步走目標，即“低能耗节能标准、超低能耗节能标准、近零能耗节能标准”。希望通过三次节能标准提升落实，使中国在2030年达至具有良好节能效益性和环境舒适性的近零能耗建筑。见表1。

2.2 德国被动式建筑发展历程状况

德国是世界上建筑技术领域最发达的国家之一，在1990年，建成了第一座被动房（克莱尼斯坦），使其成为第一座能耗小于12k Wh/m2a的住宅建筑。1996年，德国菲斯特教授（Wolfgang Feist） 成立了被动式住房研究所PHI，已成为现如今全世界建筑节能公认的认证评估标准[1]。德国最新《节能法》要求2019年起实施政府办公建筑建成为“零能耗房屋”，2021年起实施新建建筑达到“近零能耗建筑”，2050年所有建筑存量成为“近零能耗建筑”。见图1。

2.3 中德两国被动式居住建筑外门窗传热系数指标对比

随着中国建筑节能水平的逐步提高，中国节能门窗取得了长足进步与发展，但就目前来看，中国与德国相比，建筑门窗节能仍存在着显著的差距。见表1。

3 被动式建筑门窗节能技术

建筑透明玻璃部分应着重解决通风，采光，透光，遮阳的热量问题，而非透明围护结构部分密封，保温，隔热是其重要处理因素。

被动式门窗技术是建筑节能的难点与关键，应重点处理好门窗的密封性能和保温性能等要素。门窗的质量和性能是建筑房屋品质的重中之重。与其他房屋相比，被动式建筑节能对门窗各部分有着更高标准。

3.1 被动式建筑外门窗安装技术

被动式建筑外门窗安装采用外挂式，并且沿窗框周围尽可能覆盖外保温材料。避免洞口及窗框周边产生结露现象，这种安装方式使外门窗热量损失减少了20% [2]，其等温线分布均匀，可有效避免门窗等构造部位热桥问题。但是，外挂式安装方式，由于自身沉重，经过时间积累，在外部环境受力作用下容易发生形变，这样保温层随之产生形变而容易产生热桥问题。

而采用承窗条的方式就避免了此种缺点，窗框内外所贴的防水隔气膜与防水透气膜避免结露发霉现象发生，保证了窗框周围保温层的耐久性，实现被动式节能。

为防止霉菌生长，在通常室内空气湿度下，窗户内表面任何位置包括玻璃边缘温度至少应在13℃以上。窗户安装方式，窗户内表面任何位置温度高于13℃等温线，即表明建筑与窗之间不会有发霉的现象产生。

因此表明被动式建筑外门窗采用承窗条的安装方式，通过技术构造措施，避免了门窗热桥产生，并保证了门窗的气密性，提高了建筑保温性能与舒适性能。

3.2 预压膨胀密封带技术

为防止雨水倒灌，预压膨胀密封带宜安装在窗台板与外保温系统交接处外侧，膨胀后的预压密封带应将窗框与外墙之间的缝隙填实。其性能指标应满足耐久性及抗风雨强度要求。其施工质量好坏将影响房屋的保温性，气密性和防冷凝性能。

3.3 防水隔汽膜与防水透气膜技术

室内一侧使用防水隔汽膜，室外一侧使用防水透气膜；发泡胶用于窗与墙体间的密封保温隔声，室内使用防水隔汽膜减少室内水分热量流失，室外防水透气膜防止墙体保温材料及窗体构件受室外气候变化侵害，从而确保建筑围护结构的整体气密性，提高建筑节能效率。

3.4 预制窗台板技术

预制窗台板的安装可以采用粘贴或螺钉固定等形式。在窗台板安装过程中，窗台板与窗框之间的缝隙应用密封胶进行封堵，在窗台板下部的空隙用聚氨酯发泡剂进行填充。预制窗台板设置不仅有利于窗台排水并能阻止外墙保温层受潮。

4 节能窗在吉林省示范楼工程技术应用

该试点示范楼位于严寒B区吉林省长春市，其实施建筑节能技术措施，结合我国严寒B区的气象条件、经济条件及产品供应等具体情况采用钢结构，预制火山渣混凝土夹芯保温墙板内外墙，采用了基础浅埋的技术手段，提高了基础保温防潮性能，降低了经济技术等投资。

本试点工程采用承窗条的安装方式，整窗传热系数应在限值0.8w/（m2.k）以下，该工程是将窗通过固定在外墙边缘，再进行外墙保温处理。节能窗采用六腔室结构型材，内部多个气体空间填充聚氯乙烯保温泡沫，增加窗框的热阻值e。保温玻璃采用了双“Low-e”镀层四玻真空玻璃，其传热系数可以达到0.4w/（m2.k）。其采用正确的安装保证了门窗安装的气密性，避免热桥产生，保证了建筑节能目标实施。

5 结语

被动式低能耗建筑具有良好的应用前景，我国应積极投身于未来建筑节能领域的发展。做好门窗节能这一关键点与核心。三分制作七分安装，应做好门窗企业与建筑施工企业良好无缝衔接。制定惩罚奖励机制，使其施工人员门窗安装规范化标准化，实现门窗全方位节能。同时我国被动式建筑应提高技术和产业升级，进一步推动我国建筑节能事业较快发展。

【参考文献】

【1】易序彪.被动房与节能门窗的研究应用[J].建设科技，2014（10）：67.

【2】徐伟.中国近零能耗建筑研究和实践[J].科技导报，2017（05）：89.

【3】王丽颖， 牛雪柔， 周广忻. 严寒地区公共建筑节能65%关键技术研究[J]长春工程学院学报，2016（03）：9.