基于被动式建筑理论下的门窗技术研究

王丽颖，李帅强

（长春工程学院，长春130021）

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标，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。

图1 中德两国建筑节能规范发展历程对比

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。

表1 中德两国节能规范对居住建筑外门窗传热系数指标对比

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，我国应积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。