寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)建筑門窗節(jié)能設(shè)計和解決方案

1、寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)建筑門窗節(jié)能設(shè)計和解決方案北京房云盛玻璃鋼有限公司周佩杰（接上期）3門窗玻璃周邊的密封及結(jié)構(gòu)門窗玻璃的周邊對寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)是保溫的一個薄弱環(huán)節(jié)，結(jié)露和結(jié)霜都岀現(xiàn)此處，究其產(chǎn)生原因一是組成中空玻璃的框邊材料及密封效果；二是玻璃與窗框之間的腔體間的處理；三是玻璃與框之間的密封,以此為途徑解決滲透和熱傳導(dǎo)帶來的熱量交換及滲漏造成的對流放熱損失。中空玻璃采用暖邊雙道密封來保證，再這里就不再重述。玻璃周邊與玻璃鋼框間的空隙采用類似H型的三元乙丙包條式結(jié)構(gòu)，一可以實(shí)現(xiàn)二腔或三腔，形成間隔來阻斷冷熱空氣交換和滲透，二是保證玻璃與框之間彈性接觸，防止玻璃因硬接觸而破損。也可以采用在玻璃周邊與玻璃

2、鋼框間的空隙內(nèi)灌注聚氨脂發(fā)泡劑來保證腔體的密封和保溫。門窗的玻璃與玻璃鋼框室內(nèi)側(cè)采用了三元乙丙膠條進(jìn)行了密封，室外側(cè)采用中性密封膠進(jìn)行密封，三元乙丙膠條和中性密圭寸膠具有較強(qiáng)耐候性和抗老化能力，較長的使用壽命保證了門窗的長期密圭寸性能。三元乙丙（EPDM密封條是乙烯、丙烯及少量第三單體的共聚物，因具有如下表的優(yōu)異物理化學(xué)性能， 可以做到與門窗同壽命。三元乙丙（EPDM橡膠卓越的物理化學(xué)性能項(xiàng)目特點(diǎn)耐老化性能在所有通用橡膠中最好耐臭氧性能優(yōu)于天然膠、丁苯膠、氯丁膠、丁基膠等耐候性能能長期在陽光、潮濕或寒冷的自然環(huán)境使用，物理性能變化很小耐熱性能可在150C長期使用，最高使用溫度可達(dá)200C耐低溫

3、性能在低溫下能保持較好的彈性和較小的壓縮變形，脆性溫度為-60C沖擊彈性在通用橡膠中彈性僅次于天然橡膠絕緣性能優(yōu)于丁基膠等耐化學(xué)藥品性能耐各種極性化學(xué)藥品和酸堿，長時間接觸變化不大4門窗開啟扇的密封與結(jié)構(gòu)門窗開啟扇重要功能是通風(fēng)換氣，這就要求既要保證其開關(guān)靈活，關(guān)閉后又要密閉無滲漏，而在寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)影響門窗保溫性能主要決定傳熱系數(shù)K值和氣密性能等級，開啟扇氣密性能則是整窗氣密性能的關(guān)鍵部位，一要保證開啟扇與開啟框配合結(jié)構(gòu)的合理性，二要保證其密封的有效性。室外密封膠條、中間等壓膠條和室內(nèi)側(cè)密封膠條形成了三道密封和二腔結(jié)構(gòu)；新型開啟扇與框搭接的臺階式結(jié)構(gòu)，增加了氣流進(jìn)入腔體的阻力，可以更加有效的

4、阻隔氣體流動，實(shí)現(xiàn)腔體結(jié)構(gòu)的更加合理性，從而保證了開啟部位的氣密性和保溫性能。三元乙丙密封膠條和等壓膠條的使用，保證了其具有較好的彈性能密封性能和耐候持久性，保證其長期密封有效，也提高了對氣密性能的保證。5門窗與建筑墻體的連接與密封門窗在建筑墻體上安裝，由于門窗材料與建筑材料和安裝材料的材質(zhì)不同，施工工藝不同，又不是一 個施工單位進(jìn)行施工，這就有接口處理問題，它是保證門窗保溫性能的最后而又最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，特別是在 寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)因晝夜和季節(jié)溫差很大，導(dǎo)致重復(fù)熱脹冷縮而導(dǎo)致接縫處的疲勞變形而開裂或開縫，形成 了冷熱空氣的交換通道，或由于接縫處所用材料的保溫性能差，形成了冷熱橋，最終接縫處結(jié)霜或發(fā)霉

5、，為此必須保證安裝方式、安裝密封構(gòu)造、所用材料的統(tǒng)一有效性。Mi H R i占tw> t?4«mc4tiuft一 TUMI-*t*T Stv Bf門窗在建筑墻體安裝方式采用建筑預(yù)留洞口，先用金屬膨脹螺栓將副框與墻體進(jìn)行固定安裝副框；再由土建筑用水泥砂漿進(jìn)行剛性收口和外墻保溫；待土建濕作業(yè)完成后用自攻釘將門窗框與副框進(jìn)行固定后再安裝玻璃及附件；窗框與副框之間用聚氨脂發(fā)泡膠填實(shí)、兩側(cè)用建筑密封膠進(jìn)行密封的干法安裝，可以有效的保證門窗內(nèi)在和外觀質(zhì)量。門窗在建筑墻體安裝方式還可采用建筑預(yù)留洞口，先用金屬膨脹螺栓將專用副框與墻體進(jìn)行固定安裝副框；再由土建筑用水泥砂漿進(jìn)行剛性收口和外墻保溫

6、；待土建濕作業(yè)完成后將安裝玻璃和附件的完整門窗通過專用連接件與副框進(jìn)行固定；窗框與副框之間用聚氨脂發(fā)泡膠填實(shí)、兩側(cè)用建筑密封膠進(jìn)行密封的整窗單元安裝，可以有效的保證門窗整體質(zhì)量。安裝密封構(gòu)造最關(guān)鍵點(diǎn)是保溫與防水，窗框與墻體之間采用了低K值、高密閉、粘接強(qiáng)、具有彈性變形能力的聚氨脂發(fā)泡膠保溫結(jié)構(gòu)，保證了窗框與墻體間的保溫性能；內(nèi)外側(cè)密封膠和有效的排水，形成堵排結(jié)合的防水結(jié)構(gòu)；經(jīng)計算的接縫寬度和較高位移能力的密封膠使用，保證窗與墻體之間有良好的接縫處 理和彈性連接。安裝所用材料盡量選用線膨脹系數(shù)相近的材料，玻璃鋼門窗和副框所用的玻璃鋼型材（7.3）與其結(jié)合 的建筑玻璃（9）、墻體材料磚（9.5 ）

7、、混凝土和水泥（10-14 ），密封保溫材料膠和聚氨脂發(fā)泡膠的線膨脹系數(shù)相近，配合良好，不會因熱脹冷縮使不同材料產(chǎn)生不相同的位移，而出現(xiàn)墻體與窗框之間裂縫，導(dǎo)致冷空氣浸入室內(nèi)，形成水氣和墻體霉變，使門窗整體結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。6 門窗的自然通風(fēng)GB/T18883室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定室內(nèi)新風(fēng)量應(yīng)不小于30m3/時，這樣通過通風(fēng)來滿足新風(fēng)量的要求，而自然通風(fēng)主要是通過開啟門窗的開啟扇來實(shí)現(xiàn)，勢必造成建筑能源的浪費(fèi)，室外的噪音和灰塵無阻擋進(jìn)入室內(nèi)。 隨著建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)和門窗密封性能的提高， 在春、秋季通過自然通風(fēng)來維持室內(nèi)舒適的條件，降低空調(diào)能耗，在冬季解決因寒冷而導(dǎo)致開啟扇通風(fēng)后結(jié)冰而關(guān)閉不上等問題，這樣

8、窗用自然通風(fēng)器應(yīng)運(yùn)而生，為門窗增加了新的通風(fēng)系統(tǒng)，使我們的門窗成為會“呼吸”的門窗。通風(fēng)器的通風(fēng)面積是有限的，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是能夠滿足人對新鮮空氣量的需要，達(dá)不到以開窗換氣來調(diào)解室內(nèi)溫度的效果，不是完全替代開窗的，它是門窗的一附加產(chǎn)品，增加了門窗的功能，彌補(bǔ)門窗通風(fēng)的缺陷。反而言之，開窗的過量通風(fēng)會會造成室內(nèi)的能量損失，不利于環(huán)保節(jié)能。6.1 開啟門窗扇的自然通風(fēng)為了保證室內(nèi)通過門窗開啟扇達(dá)到自然通風(fēng)，各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都做作了一定的規(guī)定：GB50352-2005民用建筑設(shè)計通則的規(guī)定：生活、工作的房間的通風(fēng)口有效面積不應(yīng)小于該房間地板面積的1/20 ;廚房的通風(fēng)開口有效面積不應(yīng)小于該房間地板面積的1/1

9、0，并不得小于0.60就，廚房的爐灶上方應(yīng)安裝排除油煙設(shè)備，并設(shè)排煙道。公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(GB50189-2005)規(guī)定：外窗的可開啟面積不應(yīng)小于窗面積的30%公共建筑節(jié)能改造技術(shù)規(guī)范( JGJ176-2009) 規(guī)定：更換外窗時，宜優(yōu)先選擇開啟面積大的外窗。除超高層外，外窗的可開啟面積不得低于外墻總面積的12%。對寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)依據(jù)上述三個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計開啟扇的開啟面積，所設(shè)計的開啟面積應(yīng)為實(shí)際可通風(fēng)面積。6.2 自然通風(fēng)器的選擇與布置6.2.1 通風(fēng)器選擇要考慮的建筑本身的綜合因素：首先、要考慮建筑所在地的基本風(fēng)壓值和溫度等氣候條件;其次、要考慮建筑所在地的環(huán)境條件和建筑用途及使用要求;

10、再次、要參考建筑本身的建筑高度、房間用途和面積及常駐人數(shù)、門窗的結(jié)構(gòu)和可安裝通風(fēng)器的長度及數(shù)量和位置；最后、通風(fēng)器形式和顏色 應(yīng)與建筑外立面要求相協(xié)調(diào)。622通風(fēng)器性能的選擇：第一、通風(fēng)量在室內(nèi)外10Pa壓差下每m通風(fēng)器的工作狀態(tài)下通風(fēng)量不應(yīng)小于30m3/h;第二、通風(fēng)器在非工作狀態(tài)下隔聲量Rw>20dB工作狀態(tài)下隔聲量 Rw>15dB隔聲通風(fēng)器的隔聲量Rw>30dB第三、通風(fēng)器的保溫傳熱系數(shù)K<4.0W/m2?K第四、在非工作狀態(tài)下，通風(fēng)器的氣密性能q1<2.5m3/(m2?h)、q2<7.5m3/(就？h);第五、在非工作狀態(tài)下，通風(fēng)器的水密性能 p&g

11、t;100Pa；工作狀態(tài)下，室內(nèi)沒有明顯可見水珠；第六、通風(fēng)器的抗風(fēng)壓強(qiáng)度p3>2500Pa；其七、通風(fēng)器的所選用的材料應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定;最后、操作靈活、起動自如，旋壓鈕轉(zhuǎn)動力矩應(yīng)不大于3.5N?m。6.2.3 依據(jù)房間通風(fēng)量選擇通風(fēng)器：通風(fēng)器選擇的首要原則要滿足該房間所需的通風(fēng)量要求，既滿足該房間里的人對新鮮空氣量的需要。每一種型號的通風(fēng)器都有其固定的通風(fēng)面積，在不同的空氣壓差下獲得不同的通風(fēng)量，所以要以最基本的風(fēng)壓系數(shù)2Pa作為計算通風(fēng)量的參數(shù)，以便在風(fēng)壓較小的條件下獲得所需的通風(fēng)量。在參考建筑本身因素條件下先計算所安裝通風(fēng)器房間的通風(fēng)需要量，然后再根據(jù)門窗可安裝通風(fēng)器的長度及通風(fēng)

12、器的性能參數(shù)選擇通風(fēng)器的型號和長度。例：重慶地區(qū)，房間面積 10m2,選擇通風(fēng)器和通風(fēng)器長度貝U:依據(jù)重慶強(qiáng)標(biāo)居住建筑節(jié)能65%設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)2009版中對自然通風(fēng)器的按房間S2min0.0016S2規(guī)定，選擇通風(fēng)器的有效通風(fēng)面積為 0.015 ，應(yīng)選擇通風(fēng)器長度=0.0016 X10/0.015=1.07m。6.2.4 通風(fēng)器的布置：首先、房間的自然通風(fēng)器由一組可形成空氣對流、相互對應(yīng)設(shè)置的上部風(fēng)口和 下部風(fēng)口組成，可視房間的不同，設(shè)置在外墻或外門窗上；其次、當(dāng)房間只有一面外墻時，上下兩部通風(fēng) 器宜設(shè)在外窗框的上下沿位置；當(dāng)房間有二面外墻時，上下兩部通風(fēng)器宜設(shè)在外窗框的上下沿位置或下部 通風(fēng)器設(shè)在

13、外窗框的下沿，上部通風(fēng)器設(shè)在另一面墻頂板的梁下；再次、在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能增大上部通風(fēng)器和下部通風(fēng)器之間的垂直距離，通風(fēng)器風(fēng)口與室外空調(diào)機(jī)風(fēng)口水平距離應(yīng)大于1m并不能放置在空調(diào)機(jī)格柵內(nèi)。6.3自然通風(fēng)器在玻璃鋼門窗上的運(yùn)用玻璃門窗為寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)提供了優(yōu)秀的保溫性能的同時，在夏、春、秋季節(jié)可以通過開啟窗扇進(jìn)行通風(fēng)和安裝窗式通風(fēng)器進(jìn)行輔助通風(fēng)；在冬季用窗式通風(fēng)器進(jìn)行通風(fēng)，可以保證熱空氣不會大量流失，又實(shí)現(xiàn)了自然通風(fēng)換氣，提供一個健康舒適的居住工作環(huán)境。下圖是窗式通風(fēng)器在玻璃鋼門窗上安裝的典型節(jié)點(diǎn)圖，其通風(fēng)器主要性能指標(biāo)是；通風(fēng)器高度94mm可安裝玻璃厚度19-28mm減少玻璃高度80mm

14、通風(fēng)面積15000mm2/m在2帕風(fēng)壓下空氣流量、49.3m3/m?h防雨性能 450Pa、防風(fēng)性能450Pa、強(qiáng)度和硬度可達(dá)1600Pa。7門窗的最終選擇寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)門窗根據(jù)不同要求按下表進(jìn)行選擇使用玻璃纖維增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）門窗五項(xiàng)性能指標(biāo)門窗型號項(xiàng)目玻璃配置抗風(fēng)壓性能（kPa）水密性能（AP（pa）氣密性能m/(m2 h)保溫性能W/ （就 K）隔聲性能（dB）備注50系列平開窗5+9A+5無色透明中空玻璃3.53501.52.235適用于室內(nèi)門窗和中低層外門窗5+12A+5無色透明中空玻璃4.04501.52.1355+12A+5 Low-E無色透明Low-E中空玻璃4.04501.

15、51.63558系列平開窗5+12A+5無色透明中空玻璃5.33501.52.236適用于高層夕卜門窗5+16A+5無色透明中空玻璃5.35001.51.9365+12A+5 Low-E無色透明Low-E中空玻5.35001.51.536璃5+9A+4+6A+5無色透明雙層中空玻璃5.35001.51.8385+12A+4+9A+5LOW-無色透明雙層 Low-E中空玻璃5.35001.51.338N5+V+L5+12A+T5無色透明真空中空玻璃5.35001.51.03960系列平開窗5+12A+5無色透明中空玻璃5.06001.02.140適用于高層或超高層外門窗5+16A+5無色透明中空玻璃5.06001.01.8405+12A+5 Low-E無色透明Low-E中空玻璃5.06001.01.4405+9A+4+9A+5無色透明雙層中空玻璃5.06001.01.6415+12A+5+12A+5無色透明雙層中空玻璃5.06001.01.7415+9A+4+9A+5Low-E無色透明雙層 Low-E中空玻璃5.06001.01.2415+12A+5+12A+5Low-E無 色透明雙層Low-E中空玻璃5.06001.01.141N5+V+L5+12A+T5無色透明真空中空玻璃5.06001.00.9405+27A+5無色透明內(nèi)置遮陽百葉中空玻璃5.0