2.6江苏省住房和城乡建设厅的苏建函科〔2013〕443号,《关于印发《江苏省民用建筑外窗应用暂行规定》的通知》,从自2014年1月1日起执行,并规定;建筑外窗的主要性能应符合民用建筑节能设计要求,其中气密性能应不小于6级(1.5m3/(m·h); 4.5m3/(m2·h)),水密性能应不小于3级(250Pa),抗风压性能多层建筑应不小于3级(2.0 KPa),高层建筑应不小于4级(2.5 KPa)。
民用建筑外窗传热系数不得大于2.4W/m2·K,并积极推广采用传热系数不大于2.0 W/m2·K的建筑外窗系统;居住建筑外窗玻璃不得贴膜(词条“贴膜”由行业大百科提供);不宜采用Low-e玻璃,如需采用Low-e玻璃,其冬季外窗遮阳系数不得小于0.6。
建筑外窗应采用中空玻璃,中空层中空玻璃气体层厚度不得小于12 mm,玻璃厚度应不小于5mm;双中空层中空玻璃气体层厚度不得小于6mm,玻璃厚度应不小于5 mm。
民用建筑外窗必须采用附框安装。附框性能应满足节能、强度高、耐腐蚀、耐久性好等要求。积极推广采用节能型附框,节能型附框材料性能应满足:导热系数(25℃)应不大于0.2W/(m·K),吸水率(24h)应不大于0.5%,加热后尺寸变化率(60℃,24h)应不大于0.1%,握钉力应不小于4000N。
从以上新制定的标准来看,对门窗的节能指标要求越来越高,采用一些简单的节能措施是不能达到节能要求的,为此必须强化门窗的节能设计和门窗的系统化。
3 当前门窗的节能要解决的几个重要问题
门窗做为背动式建筑的重要组成部分,要实现真正的节能门窗,必须对门窗的节能要有一个真正的认识,消除对节能门窗的认识盲区,正确解决好以下几个重要问题:
3.1门窗的节能应是全系统的节能
门窗的节能设计必须从前面所述的三个要素五个方面入手,对门窗进行全系统的分析,达到门窗的全方位节能。
3.2玻璃节能不能代表整个门窗就是节能门窗
玻璃一般占门窗的70%,但不能只认为玻璃节能了而整窗就节能了,更不能全靠LOW-E玻璃来实现节能,门窗窗框及门窗的系统和门窗的安装方式都影响门窗和建筑的整体节能。
3.3门窗的节能寿命和门窗的使用寿命的统一
门窗的最少使用寿命为25年,这样门窗的节能寿命也应该是25年,所以门窗所用的材料的节能使用年限更必须达到25年,在25年内只能对门窗的易损件进行更换和维护,不能整体或对玻璃进行更换,当采用Low-E玻璃、铝型材喷涂隔热涂料、中空玻璃充氩气等节能措施时,要注意其性能随时间增长的衰减性,其节能寿命同时也要达到25年,这样才能保证门窗的节能寿命和门窗的使用寿命的统一。
3.4门窗与建筑墙体的结合部位的安装
建筑门窗与建筑墙体结合部位的安装,涉及建筑施工和门窗施工两个企业,又是多种材料组合,是现在节能被忽略的部位,在实际工程使用过程中导致漏水、室内墙面发霉、漏气主要在此部位,规范此部位的施工和采用低导热系数的节能型附框势在必行。
3.5整窗的单元安装产业工业化
由于门窗都是在现场安装完窗框后,再安装玻璃、五金件、密封,把整个窗人为的分为几个部分去施工,使门窗失去了整体性能,对门窗的节能影响极大,为此门窗必须进行整窗的工业产业化生产,进行门窗的整窗整体单元安装,这样可以保证门窗的整体节能效果。
3.6不能搞节能门窗检测与安装不一致
由于建设方对经济成本的考虑,一方面要达到建筑节能的要求,保证工程的节能验收合格,而另一方面又要省钱,为此采取了抽样的样品检测报告能够达到节能验收标准,而实际施工的工程却达不到节能要求,所安装的门窗与检测的门窗不一致。
4 新型节能门窗
由于当前节能门窗都存在一些不足,不是最理想的节能门窗。塑料窗存在着塑料型材在冷热温差作用下,导致变形量大,而影响其密封性能;铝合金隔热窗铝合金隔热条要达到保温性能必须加大,两种不同材料的线膨胀系数差距较大又经机械复合,势必影响复合和整窗的强度;其它机械复合型窗都存在上述问题,为此笔者认为最优的节能门窗为实木门窗和玻璃纤维增强塑料窗(玻璃钢窗),由于实木窗的价格高,应用不广,现介绍两种新型的玻璃纤维增强塑料窗(玻璃钢窗)和玻璃纤维(词条“纤维”由行业大百科提供)增强塑料附框(玻璃钢附框)及整窗安装结构。
4.1 65三腔系列玻璃纤维增强塑料窗(玻璃钢窗)
65三腔系列玻璃纤维增强塑料窗(玻璃钢窗)是以被动式建筑节能技术为设计理念,通过采用性能不衰减的节能材料和生产工艺,在结构上采取相应节能措施的方法,来达到建筑节能的要求,本窗可在不同地区和使用年限内都能保证其保温性能符合设计要求。
经采用粤建科MQMC建筑幕墙门窗热工性能计算软件对65系列玻璃纤维增强塑料窗的节能性能进行了计算,所得值如下:
4.1.1 热工性能计算边界条件:采用标准计算条件
4.1.2 玻璃配置:5+12A+4+9A+5,经计算玻璃的热工性能见下表:
4.1.3 窗规格:1500×1500,开启扇:600×1500,经计算整窗的热工性能见下表:
4.1.4 经计算窗框的热工性能参数见下表:
4.1.5 经计算门窗结露计算结果汇总如下表
4.2玻璃纤维增强塑料附框(玻璃钢附框)及整窗单元安装结构
4.2.1 玻璃纤维增强塑料附框(玻璃钢附框)结构体系
做为建筑门窗节能的五大部分之一的门窗与建筑墙体之间的保温节能,主要决定于附框的节能性能。图一和图二所示是新开发的一种带注胶槽(胶条槽)的玻璃纤维增强塑料附框:a-安装定位平面;b-双斜坡结构;c-单斜坡结构;d-注胶槽(f:胶条槽);e-档边。安装定位平面a主要用于安装时的定位和组框的基础面, 双斜坡结构b主要提高防水水泥砂浆(词条“砂浆”由行业大百科提供)与建筑结构的结合密度,单斜坡结构c主要是有利于渗漏进水的排除,注胶槽d(胶条槽f)主要提高密封效果,档边e控制室内外高低差和变于室内装饰。
图三为门窗附框的塑料窗或玻璃纤维增强塑料窗的安装剖面图,先将特殊构造的附框4,用金属膨胀螺栓2固定在建筑预留的洞口1上,再由建筑进行防水水泥砂浆二次收口装饰面的湿作业3,待湿作业完成后用自攻钉或自攻自钻螺钉(词条“螺钉”由行业大百科提供)5将塑料窗框9固定在特殊构造的附框4上,实现有效的连接,在塑料窗框9与特殊构造的附框4之间填充发泡胶8,内外塑料窗框9与室外防水水泥砂浆和室内装饰面用室外密封胶7和室内密封胶6进行密封,最终实现门窗框的干法安装。
图四为门窗附框的隔热保温(词条“隔热保温”由行业大百科提供)铝合金窗安装剖面图,先将特殊构造的附框4,用金属膨胀螺栓2固定在建筑预留的洞口1上,再由建筑进行防水水泥砂浆二次收口装饰面的湿作业3,待湿作业完成后用自攻钉或自攻自钻螺钉5将铝合金窗框10的内外腔分别固定在特殊构造的附框4上,实现有效的连接,在铝合金窗框10与特殊构造的附框4之间填充发泡胶8,内外铝合金窗框10与室外防水水泥砂浆和室内装饰面用室外密封胶7和室内密封胶6进行密封,最终实现门窗框的干法安装。
经中国科学建筑研究院建筑环境与节能研究院于2013年4月16日的IBEE-MQMC-2013-002的评估结论是:
在冬季计算条件下,与普通钢附框相比,玻璃纤维增强塑料附框在减少建筑物通过建筑外窗附框流失热量的同时,有效的提高了相应的内表面温度:
玻璃纤维增强塑料附框可使整个节点传热系数降低0.57W/(㎡•K),使整个节点内表面温度提高3.3℃。有限元计算对比分析见下图:
玻璃纤维增强塑料附框可使附框与内外砂浆节点传热系数降低0.55W/(㎡•K),使附框与内外砂浆节点内表面温度提高4.0℃。有限元计算对比分析见下图:
经国家建筑工程质量监督检验中心于2013年4月15日的BETC-QC1-2013-141D的检验报告结论是:
规格为1530×1530×65安装窗后的附框(见下图),经检测可以保证门窗承受负压3200帕和正压5000帕的抗风压强度。