摘要 迄今為止,我國尚無建筑外
窗夏季
隔熱性能標準和非
采暖地區民用
建筑節能設計標準。本文根據華南夏熱冬暖地區建筑氣候特點和
熱工設計要求,提出了空調建筑外窗夏季隔熱節能綜合性能指標體系與措施的建議,以及該地區建筑外窗的選擇意見。對于我國中部夏熱冬冷地區(以夏季防熱為主,兼顧冬季
保溫)建筑外窗夏季隔熱節能,本文亦有參考意義。
1 前言
窗戶作為建筑外
圍護結構的開口部位,不但要滿足人們
采光、日照、通風、視野等基本要求,還要具有優良的保溫、隔熱、
隔聲性能,才能為人們提供舒適、寧靜的室內環境,才能滿足人們節約能源、保護環境,改善熱舒適條件,提高生活水平,實現社會可持續發展的要求。
我國
建筑能耗(包括建造能耗和使用能耗)約占全國能源消耗總量的1/4,建筑使用能耗占建筑能耗1/2以上,而采暖、空調能耗又占建筑使用能耗1/2左右。建筑節能的重點就是采暖和降溫能耗[1]。
窗戶是薄壁的輕質
構件,是
建筑保溫、隔熱、隔聲的薄弱環節。普通單層玻璃窗的能量損失約占建筑物冬季保溫或夏季降溫能耗的一半以上,其隔聲量25dB左右,只有厚重外墻隔聲量的一半。因此,窗戶是改善室內熱、聲環境和建筑節能的重中之重。
我國地域廣闊,從北方嚴寒的東三省到南國炎熱的海南島,從
干燥的西北內陸到潮濕的東南沿海,氣候環境差別巨大。只有根據各地建筑氣候特點與設計要求,才能正確進行建筑外窗的選擇和節能工作的開展。
2 夏熱冬暖地區建筑氣候特點與基本要求
夏熱冬暖地區,即通常所謂華南地區,是《
民用建筑熱工設計規范》GB 50176—93(以下簡稱《熱工規范》)規定的熱工設計分區之一,屬于我國《建筑氣候區劃標準》GB 50178—93規定的第IV建筑氣候區。該地區位于我國南部,包括海南、臺灣全境;福建南部;廣東、廣西大部以及云南西南部和元江河谷地區,北回歸線橫貫其北部,屬地理學中南亞熱帶至熱帶氣候。該區長夏無冬,溫高濕重,氣溫年較差和日較差均小,由于有海陸風的調節,居民已習慣該地氣候,不感到悶熱。該區最冷月(1月)平均氣溫高于10℃,最熱月(7月)平均氣溫25~29℃,極端最高氣溫一般低于40℃,年日平均氣溫≥25℃的日數為100~200d,年平均
相對濕度為80%。該地區雨量充沛,是我國降水最多的地區,多熱帶風暴和臺風襲擊,易有大風暴雨天氣;太陽高度角大,日照較少,
太陽輻射強烈。
對夏熱冬暖地區建筑的基本要求是:建筑物必須充分滿足夏季防熱、通風、防雨要求,冬季可不考慮防寒、保溫。
3 《熱工規范》對夏季防熱與空調建筑外窗熱工設計要求
建筑物的夏季防熱:應采取自然通風、窗戶
遮陽、圍護結構隔熱和環境綠化等綜合措施。
空調建筑的外窗:(1)窗墻面積比 當采用單層窗時,不宜超過0.3;當采用雙層窗或單框雙層玻璃窗時,不宜超過0.4 (2)向陽面特別是東、西向窗戶,應采取
熱反射玻璃、反射陽光
涂膜、各種
固定式和活動式遮陽等有效的遮陽措施(3)
氣密性等級不應低于國標III級水平(q0≤2.5m3/m·h) (4)部分窗扇應能開啟。
4 國家有關
建筑節能設計標準對外窗的要求
國家標準《旅游旅館建筑熱工與空氣調節節能設計標準》GB 50189—93(以下簡稱《旅館空調節能標準》)對夏熱冬暖地區建筑圍護結構的一般規定是:應滿足夏季遮陽隔熱要求。對外窗的熱工設計要求是:(1)外窗的面積不宜過大,主體建筑標準層的窗墻面積比不宜大于0.45 (2)外窗玻璃的
遮陽系數,嚴寒地區應大于0.80;非嚴寒地區應小于0.60,或采取
外遮陽措施 (3) 外窗的保溫性能, 嚴寒地區不應低于II級,寒冷地區不應低于III級 ,其它地區不宜低于IV級 (4)外窗的
氣密性能不應低于II級。其中,保溫性能是對我國法定采暖地區的外窗要求,不適于夏熱冬暖地區。
行業標準《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》JGJ 26—95是適用于嚴寒和寒冷地區,也不適于夏熱冬暖地區。
5 國家建筑外窗性能標準要求
我國建筑外窗性能國家標準共有六項:(1)抗
風壓性能(GB 7106-86);(2)
空氣滲透性能(GB 7107-86);(3)雨水
滲漏性能(GB 7108-86);(4)保溫性能(GB 8484-87);(5)空氣聲隔聲性能(GB 8485-87);(6)采光性能(GB 11976-89)。
建筑外窗的保溫性能指標是在模擬冬季采暖建筑室內、外溫差條件(室內18℃;室外:單層窗檢測為-10℃,雙層窗或單框雙玻窗檢測為-20℃,風速為3.0m/s)下,測得的窗戶冬季
傳熱系數K值(W/m2·K)(不包括窗縫隙的傳熱),不能直接作為窗的夏季傳熱系數,不能作為建筑外窗的夏季隔熱性能指標,只能作為窗的傳熱性能比較參考。
保溫和隔熱是有區別的。保溫是指外窗在冬季幾十度的溫差條件下,阻止室內向室外的溫差傳熱;隔熱是指外窗在夏季隔離太陽
輻射熱和阻止室外向室內的溫差(<10℃)傳熱,其中因太陽輻射產生的熱量遠比因溫差產生的熱量大。
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