摘要：隨著高層建筑的不斷發展和節能設計理念的推廣，本文主要根據我國寒冷地區氣候特點、對外窗傳熱過程、室內舒適性，通過對建筑外窗構件的組成及熱阻，設計分析，玻璃節能分析，從而提高外窗氣密性，減少滲透消耗。總結出外窗節能設計需要考慮的因素以及寒冷地區節能設計以及外窗節能的策略。
　　關鍵詞：寒冷地區;居住建筑;外窗;節能
　　Abstract: with the development of the high-rise building and energy saving design idea of the promotion, this paper mainly according to China's cold weather characteristics, foreign window in heat transfer process, indoor comfort, through to the building outside the window of the component composition and thermal resistance, design analysis, glass saving energy analysis, so as to improve the outside the window air tightness, reduce the consumption of infiltration. Summary out the window to consider the energy saving design factors and energy saving design and cold regions outside the window the energy saving of the strategy.
　　Keywords: cold areas; Residential building; Outside the window; Energy saving
　　中圖分類號：TU2 文獻標識碼：A 文章編號：
　　近幾年，我國建筑行業所消耗的能源相對于總能源消耗量所占的比例節節攀升，目前，我國西南地區地區城鎮民用建筑采暖能耗平均為20kg標準煤，此約占民用建筑總能耗的56%~58%。各個用能領域可能產生的節能潛力研究表明，建筑節能潛力最大，是緩解能源緊張、能源供應不足的最有效措施。我國政府致力于建設節約型社會，建筑節能是建設節約型社會的重中之重。本文分析西南寒冷地區，得出氣候對于建筑節能設計的影響因素。分析室內環境影響因素，得出寒冷地區外窗節能設計策略。依據策略詳細探討，對節能門窗的設計提出方案與措施。
　　影響寒冷地區建筑外窗節能的因素
　　1、氣候特點
　　在我國的寒冷地區，其中我國西南地區在冬季主要以寒冷干燥的氣候涂點為主，累年最冷月平均溫度為-10~-20℃地區，西南地區冬季較長并且寒冷干燥，降水量相對集中在夏季，平原地區夏季較炎熱日照豐富，高原地區夏季常出現大風天氣。氣溫溫差較大，春、秋較短，氣溫變化劇烈，夏季多雷暴和冰雹。這些地區的建筑應滿足冬季保溫兼顧夏季防熱。采暖度日數的定義是指室外日平均氣溫與采暖基準溫度之差與天數乘積之和。作為一種大大籬化了的計算方法，通常采用18℃作為室內采暖基準溫度。假設采暖耗熱量近似與室外平均溫度的差值成正比，凡室內平均溫度低于基準溫度的日子，均記入采暖度弱數，可用以估算采暖能耗，并綜合對比不同地區的冷天氣溫狀況。
　　2、建筑外窗的傳熱過程
　　外窗的組成為透光材料以及框架，保溫隔熱性能窗可減少由于熱量傳遞從室外進入室內的熱量，為透光圍護結構。夏季的夜晚或陰天，通過透光圍護結構的熱傳遞過程與非透光圍護結構有很大的不同，當室內溫度比室外高時，最好的辦法時開窗通風，由于透光圍護結構可以透過太陽輻射。良好的通風可迅速帶走室內的熱量，而且這部分熱量在建筑物熱環境的形成過程中發揮了重要的作用，降低溫度，通過玻璃板壁的傳熱量和透過玻璃的日射輻射得熱量，對建筑節能至關重要。
　　3、舒適感對外窗節能的影響
　　室內環境的舒適與否，很大程度上取決于室內的冷熱，不同使用性質的房間，取決于熱環境的狀態。在氣候良好的春秋季節，在冬季與夏季時節，對室內熱環境有不同的要求;因為室外氣候狀況不良，只要人在室內工作與生活，并通過建筑的周圍壁體進入室內，間接地影響室內的氣候。熱舒適是指人對環境的冷熱程度感覺滿意的狀態，對人體產生不適影響。熱舒適不僅是保護人體健康的重要條件，室外氣候對室內熱環境的影響，也因建筑設計的好壞而產生相當大的差異，而且也是人們正常工作、生活的保證。
　　建筑外窗的節能設計
　　1、建筑外窗的阻熱原理
　　按照窗框的材料不同，按照窗戶的開啟方式有平開窗、推拉窗、平開下懸窗等。窗戶的總熱阻公式為：
　　窗的傳熱系數K值關系式：
　　建筑外窗的節能首先需降低窗的傳熱系數，由以上公式可知，當窗框的傳熱系數較小時，窗戶有較小的傳熱系數，窗玻璃與窗框的傳熱系數越小越好; 隨著其面積比率的增大，窗框的傳熱系數較大時，其所占面積越小越好，窗戶傳熱系數有減少的趨勢。
　　2、建筑外窗框的節能設計分析研究
　　主要窗框材料的導熱系數、密度如下表。
　　表1 主要窗框材料的導熱系數、密度比較

材料	鋁	鋼材	玻璃鋼	松、杉木	PVC	空氣
導熱系數W/m·k	174	58	0.50	1.17~1.75	0.13~0.29	0.04
密度Kg/m3	2700	7800	1780	300~400	40~50	1.20

　　從表1可以看出:材料中木材、PVC材料、玻璃鋼的傳熱系數小，玻璃鋼是一種新型材料，住宅建筑中比較成熟的首選材料是PVC塑鋼框。
　　3、建筑外窗玻璃節能分析與研究
　　窗玻處的節能設計主要有玻璃的保溫節能及太陽輻射節能，目前我國采取的單框雙玻窗構造絕大部分是簡易型的，單層玻璃的熱阻很小，幾乎就等于玻璃兩個表面換熱阻之和，很難保證外層玻璃的內側表面在任何階段都不形成冷凝。雙玻形成的空氣間層并非是絕對密封的，所以通過窗戶的熱流很大，使得整個墻面的保溫節能效果相對減弱。中空玻璃是以兩片或多片玻璃，利用雙層窗或雙層玻璃，以有效的支撐均勻隔開，利用能發射紅外線的玻璃或利用貼有反射紅外線的合成樹脂薄膜的玻璃，在窗型的設計中應該在構造上提供容易擦抹玻璃內側表面和下方框扇部位的功能，通過設置空氣間層提高窗玻的保溫能力，而且一般不作干燥處理。
　　中空玻璃氣體間層的厚薄與熱阻的大小有著直接的聯系。在玻璃材質、密封構造相同的情況下，當氣體間層厚度小于9 mm時，氣體間隔層越大，其熱阻也越大，其傳熱系數值基本成線性下降，對應的玻璃傳熱系數K值就越小。但當間層厚度達到一定程度后，其熱阻的增長率就很小了，當厚度大于13 mm后，其傳熱系數的減少已經變得很平緩了。因為當氣體層厚度增加到一定程度后，增加玻璃的層數會降低太陽輻射透過率，如果要進一步提高玻璃的保溫性能可以采用增加空氣層數量的辦法，從而降低了氣體層增厚對熱阻增加的影響。通常情況下，中空玻璃的空氣層厚度不會超過12mm，因此應綜合考慮太陽得熱和增加熱阻兩方面因素，確定玻璃層數。
　　4、提高外窗氣密性，減少滲透耗熱量
　　外窗存在墻與框與玻璃之間的裝配縫隙，產生內外空氣交換，房間的氣密程度影響其換氣次數。通過窗戶縫隙的空氣滲透量過大，窗的氣密性不好，就會導致熱耗增加，空氣滲透量小，則房間的換氣次數就比較少。節能率隨換氣次數的改變變化很大，外窗的氣密性不好，冷風或熱風的滲透，使冬季、夏季的能耗均會上升。在滿足房間衛生條件的前提下，在保證人對新鮮空氣需求量的范圍內，減少換氣次數可以達到較好的節能效果。
　　結語
　　我國西南地區寒冷地區氣候特點冬季較長且寒冷干燥，氣溫年較差較大，日照較豐富。窗戶是耗熱量較大的構件，是節能的重點部位，改善室內溫度，使室內換氣量合理，外窗的節能可提高外窗的保溫隔熱性能，滿足人體需求，在減少能源消耗的同時，改善窗戶內表面溫度，提高室內熱舒適程度和視覺舒適程度，控制空氣滲透，改善住宅的品質。
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