随着节能减排成为我国的重要国策,国家对于节能环保产业的支持力度不断加大,出台了一系列的绿色建筑指标,种种迹象表明节能环保已成为未来各行业发展的主流方向之一。
门窗是建筑中必不可少的配置,窗户面积的增大对提高居住舒适度有一定的益处,许多办公场所采用全通透幕墙作为外围护,高档住宅的窗墙比达到30%以上,但外门窗却是能源消耗的“大户”。据统计,建筑能耗占我国总能耗的50%,建筑能耗有50%是通过门窗散失的。因此,建筑节能门窗是关健。抓好门窗的节能是节能减排工作的重点,也是许多专家学者达成的共识,采用新型节能门窗幕墙,已成为节能减排必然的选择。
目前,市面上的门窗品种有断桥铝合金、塑钢、玻璃钢、钢塑共挤、铝塑共挤、铝木结合、全木质等,配置了中空玻璃就能称之为节能门窗。但其结构、性能千差万别,节能水平也有很大的不同,有的甚至根本不节能。
应用节能保温门窗的迫切性
《国家“十二五”规划》已明确提出,建筑业要推广绿色建筑和绿色施工,着力用先进建筑材料、信息技术优化结构和服务模式。到“十二五”末,我国建筑产品施工过程的单位增加值能耗要下降10%,新建工程要100%符合国家节能标准。
根据住建部的统计,我国每年城乡建设新建房屋建筑面积近20亿平方米,其中八成以上为高能耗建筑,既有的400亿平方米建筑中更有95%以上为高能耗建筑。又有权威资料显示,我国每年通过玻璃窗损耗的能量约为2.25亿吨标准煤,相当于21个三峡电站的年发电量。同时,能耗污染所造成的雾霾问题严重损害了生态文明和人居健康。在此严峻形势下,节能门窗的推广应用尤其重要。
建筑节能门窗的技术发展
建筑节能门窗是指达到建筑物所在地区建筑节能设计标准的门窗产品,是以其技术性能和节能效果来确定的,而不是以其加工材料的种类来区分的。建筑节能对门窗的性能主要有三项指标:即门窗的传热系数K值、门窗的空气渗透系数A值和遮阳系数Sc值,只要这三项技术指标达到要求即可成为节能门窗。但是,并不是所有门窗在任何地区都是节能门窗。由于节能门窗具有非常强的地域化特点,根据不同的自然环境和当地的自然气候条件,会有不同的技术要求。因此,国外的一些门窗节能技术未必适合我国,不能盲目引进。在我国发展节能门窗,可以从三个方面进行重点突破:
节能门窗密封、保温及安装技术
首先,为了有效降低空气渗透热损失,提高气密、水密、隔声、保温、隔热等主要物理性能,生产企业应该利用建筑门窗和建筑幕墙全周边高性能密封技术,从密封材料、密封结构及室内换气构造等方面进行突破。其次,门窗窗型对保温隔热效果有很大的影响,我国需要对住宅窗型结构、开启形式和窗体构造进行技术改造和创新,应该发展平开窗,特别是复合内开窗及多功能窗,改善高密封窗的换气功能和安全性能。最后,合理、正确地把多种组件组合成系统,才是功能完善的节能门窗,因此改进门窗及幕墙安装技术也是一个重要环节。
节能门窗相关材料
各种节能门窗材料正在不断出现,复合型门窗专用材料的开发和推广应用技术将成为重点,特别是铝塑、钢塑、木塑复合型门窗专用材料和复合型配套附件及密封材料等。目前我国建筑门窗通常使用玻璃,一般是根据各地不同的节能指标,选择不同性能的玻璃来满足节能要求。因此需要重点解决热反射和低辐射中空玻璃、高性能安全中空玻璃以及经济型双玻的结露温度及耐冲击性能和安装技术,实现隔热与有效利用太阳能的科学兼顾。另外,不同材料制作的型材,它们的热传导系数不同,决定了门窗的能耗也不同,因此,有的材料传热系数很高,特别是金属类,根本不适合用作节能门窗的窗材。我们从表1可以看出:适合做节能门窗窗材的有塑料型材、玻璃钢型材、木材、金属与木材复合材,还有没有录入表中的铝塑共挤、钢塑共挤型材,其传热系数经检测为2.6W/(m2·K)。
目前,工程中应用最多的是铝合金门窗(包括断桥铝合金门窗)和低档塑钢门窗,断桥隔热铝合金型材的传热系数从表1中可以看出高达3.98W/(m2·K),因而它的隔热效率有限,本质上还属于金属门窗。随着国务院《建筑节能条例》的颁布,各级监管部门深入现场进行检测,发现断桥隔热铝合金门窗的热工性能远远达不到要求。虽然断桥隔热铝合金门窗有一定的隔热效果,但不能算是节能门窗。塑钢门窗虽然有传热系数低、隔热、保温的特点。但是强度低、变形大,颜色单一,体现不出档次来。现在的玻璃钢门窗克服了上述产品的缺点,合理地成为符合要求的第五代门窗材料。
提高配套附件的质量、品种、性能
在提高门窗节能水平的过程中,在配套附件的质量、品种、性能上有所突破。还要重视幕墙结构、围护结构的一体化节能。要把节能和合理利用太阳能、地下热(水)能及风能结合起来,开发节能和用能(利用太阳能、冷能、风能、地热能)兼顾的门窗及幕墙产品。
节能门窗的发展成果
为了落实国家的节能减排政策,执行建筑节能的新标准,许多企业都在针对不同地区的节能要求,对门窗材料和结构形式进行研发,同时也引进了一批好的技术,像玻璃钢门窗型材生产技术、钢塑共挤型材技术、真空玻璃加工技术、超级隔热断桥铝门窗技术,高性能低辐射镀膜玻璃技术、三玻二腔镀膜玻璃的应用等,为我国东北、西北等严寒、多风沙、污染严重地区的门窗节能,提出了许多技术解决办法,通过多层密封手段在防尘、降噪方面取得了很好的效果,这些新型门窗的保温隔声性能卓越,成为普通塑料门窗的升级换代产品。
门窗玻璃隔热的传统方法主要是使用隔热贴膜、热反射膜和LOW-E玻璃,但这些产品透光性差、容易造成光污染,现在有厂家研发出了一种玻璃节能涂料,有效解决了上述问题。可直接把涂料涂刷在普通建筑玻璃或汽车玻璃上,能起到很好的隔热保温作用。其可见光透过率约为80%,紫外线隔绝率为95%以上,夏季可直接降低室内温度2℃~5℃,冬季可抑制玻璃起雾。其硬度高达4H~5H,不影响日常的玻璃清洁,寿命为15~20年,是隔热膜的2~3倍,价格却仅为LOW-E玻璃的1/2。其阻燃性能还可以满足高级别的安防要求。
发展节能门窗产业对我国门窗行业来说,蕴藏着巨大的机遇,就目前我国出台的节能政策要求和政府有关规定而言,节能门窗产品的技术指标和使用范围与发达国家相比还存在着一定的差距,发达国家现在使用高性能节能门窗的比例已经达到了门窗总量的67%,而我国高性能节能门窗只占门窗总量的0.5%,比发达国家落后了15年。因此,门窗企业更应该长期坚持节能门窗的研发与推广,与上下游供求伙伴组成产业联盟,共享社会资源,大力开展互动式网络营销和推广促销,提高顾客对新产品的认知度,在创造业绩的同时提升品牌效应。门窗行业的主管领导和协会组织需要加强在节能方面的思考和探索,将门窗放在一个更广阔的背景中去考虑,与健康建筑、节能建筑、生态建筑以及可持续发展建筑的理念和技术联系起来,着眼长远和未来,引领人们自觉走向建筑节能之路。
作者简介:中国门窗幕墙技术专家委员会秘书长
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