淺析中空玻璃三重節(jié)能助力被動房門窗的發(fā)展

【中玻網(wǎng)】一、被動房的起源
　　
　　被動式房屋的概念較早源于1988年5月的一次討論，由瑞典隆德大學的Bo Adamson教授和德國達姆施塔特房屋與環(huán)境研究所（Institutfür Wohnenund Umwelt）的WolfgangFeist博士提出。之后，經(jīng)過深入的研究和德國黑森州相關部門的資助，被動式房屋的概念逐步確立起來�；诘聡鴼夂驐l件的被動房能效指標包括：單位面積年采暖(制冷)需求≤15kWh/(m2a)；一次能源總需求(含采暖、制冷、通風、照明、熱水、輔助能源及家用電器)≤120kWh/(m2a)；外門窗的傳熱系數(shù)Uw≤0.8W/(m2·K)；建筑物氣密性滿足n50<0.6/h，即在室內外壓差為50帕的條件下，每小時的換氣次數(shù)不得超過0.6次。
　　
　　二、被動房對門窗物理性能的要求
　　
　　我國地域遼闊，氣候復雜多樣，需根據(jù)不同區(qū)域氣候特點及建筑類型對采暖、制冷需求及一次能源總能耗需求指標進行相應的調整。嚴寒和寒冷地區(qū)，被動房冬季采暖能耗應是普通節(jié)能建筑的1/10-1/4,基本可以清理對傳統(tǒng)化石燃料的依賴；在夏熱冬冷地區(qū)，被動房不設置集中采暖冬季室內溫度可達到20℃以上，夏季空調負荷僅相當于普通建筑的1/3,非常大限度地降低空調使用時間。
　　
　　被動房屋對外窗的要求是要具有良好的采光、隔熱和保溫性能。整窗Uw值可通過下式計算得到：

　　
　　
　　其中：Uw—整窗的傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；
　　
　　Ag—中空玻璃的面積，m2；
　　
　　Ug—中空玻璃中心的傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；
　　
　　Uf—型材的傳熱系數(shù)，W/(m2·K)；
　　
　　Af—型材的面積，m2；
　　
　　Lg—中空玻璃邊緣的周長，m；
　　
　　Ψg—中空玻璃邊緣的線性傳熱系數(shù)，W/(m·K)。
　　
　　從上式可以看出，窗框型材的傳熱系數(shù)U值、中空玻璃中心的傳熱系數(shù)U值以及玻璃邊緣的線性傳熱系數(shù)Ψ值是降低整窗U值的三個主要因素，玻璃的合理選用是門窗能否滿足節(jié)能指標要求的重要途徑。
　　
　　三、三重節(jié)能的中空玻璃系統(tǒng)
　　
　　熱量的散失通過輻射、對流和傳導三種方式，中空玻璃三重節(jié)能旨在系統(tǒng)化節(jié)能：使用Low-E玻璃可減少輻射傳熱，充惰性氣體可降低對流換熱，采用柔性暖邊隔熱條能夠弱化熱傳導。
　　
　　1、中空玻璃三重節(jié)能技術措施
　　
　　（1）合理選用Low-E玻璃。根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點，選用不同品種的Low-E玻璃。
　　
　　（2）優(yōu)化中空玻璃空氣間隔層，充惰性氣體。
　　
　�。�3）采用柔性暖邊密封技術。高質量的柔性暖邊具有較低的中空玻璃邊緣線性除熱系數(shù)的Ψ值。柔性密封技術可以適應玻璃的呼吸，非常大限度地提高惰性氣體的保持率。高質量的柔性暖邊還降低了中空玻璃邊緣線性傳熱系數(shù)的Ψ值，使得門窗表面溫度差異更小，降低冷輻射。
　　
　�。�4）采用不同厚度的玻璃，有利于提高外窗的隔聲性能。
　　
　　2、三重節(jié)能中空玻璃系統(tǒng)整窗的計算
　　
　　按照歐洲標準，選擇配置三重節(jié)能的中空玻璃系統(tǒng)計算符合被動房要求的整窗配置（見表1）。

　　根據(jù)式2-1，按照型材占整窗面積25%，高質量柔性暖邊ψ=0.02,玻璃周長4.5m，整窗的Uw=0.8，計算窗框型材的傳熱系數(shù)：
　　
　　0.8=0.25×Uf+0.75×0.58+0.02×4.5/(0.75+0.25)
　　
　　Uf=1.1W/(m2·K)。
　　
　　根據(jù)計算結果可知，只要型材的傳熱系數(shù)能達到Uf≤1.1W/(m2·K),即可以達到被動房整窗傳熱系數(shù)U≤0.8W/(m2·K)的要求。因此，可以根據(jù)設計要求以及預算選擇不同型材（塑料窗/玻璃鋼窗/實木窗/鋁包木窗）的門窗。
　　
　　3、不同標準的外窗傳熱系數(shù)計算
　　
　　計算外窗的傳熱系數(shù)，歐洲標準、美我國窗評價委員會標準和我國行業(yè)標準的計算參數(shù)規(guī)定不同，因而計算結果也有所差異。見表2、表3。

　　從表3可以看出，由于采用的計算標準不同，玻璃的傳熱系數(shù)計算結果相差0.2W/（m2·K）左右，對整窗的傳熱系數(shù)將有相應的影響。
　　
　　四、總結與思考
　　
　　《被動式低能耗建筑(中德合作)示范項目手冊》中建議：采用三層Low-E玻璃，玻璃間充惰性氣體(氬氣或氪氣)，中空玻璃傳熱系數(shù)Ug≤0.8W/(m2·K)，玻璃間隔條采用耐候性良好的非金屬間隔條，中空玻璃的太陽得熱系數(shù)SHGC≥0.5。窗框通常為多腔木框架或塑料框架，填充效率高的保溫芯材，整窗的傳熱系數(shù)值達到0.8-1.0W/(m2·K)。
　　
　　三重節(jié)能的中空玻璃按照不同的U值將會有多種的選擇，那么選取的型材的種類將更加寬泛，成本更低。使被動房屋的大面積推廣奠定良好的基礎。
　　
　　被動房的推廣功在當代利在后世，三重節(jié)能中空玻璃系統(tǒng)為我國被動房和低能耗建筑的節(jié)能門窗提供了經(jīng)濟合理的優(yōu)良產品。