如何選擇被動房門窗？

門窗是建筑圍護結構的組成部分，同時也是外圍護結構中保溫最薄弱的環(huán)節(jié)，門窗能耗累計占了建筑能耗的半數(shù)。因而，門窗節(jié)能性能是被動房達到節(jié)能指標的關鍵。

門窗傳熱系數(shù)指標

先不考慮門窗的密封性，僅就門窗的保溫性能，主要受窗框扇的保溫性能和玻璃的保溫性能的綜合影響。按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》JGJ/T151-2008的規(guī)定，門窗的傳熱系數(shù)計算公式如下：

U_t——整窗的傳熱系數(shù)［W/(m²·K)］；

Ag——窗玻璃面積（m²）；

Af——窗框的投射面積（m²）；

lψ——玻璃區(qū)域的周長（m）；

Ug——窗玻璃的傳熱系數(shù)［W/(m²·K)］；

Uf——窗框的傳熱系數(shù)［W/(m²·K)］；

Ψ——窗框和窗玻璃之間的線傳熱系數(shù)［W/(m·K)］。

線傳熱系數(shù)ψ主要受間隔層材料傳導率的影響。在沒有精確計算的情況下，可采用下表估算窗框與玻璃結合處的線傳熱系數(shù)ψ：

窗框與中空玻璃結合處的線傳熱系數(shù)ψ

注：這些值用來計算低輻射的中空玻璃窗，對應中部傳熱系數(shù)Ug≤1.8W/(m²·K)的中空玻璃

被動房門窗的選擇

目前，市場上應用量最大的三種節(jié)能窗分別是塑料窗、斷熱鋁合金窗和木窗。

（一）窗框材質熱傳導性能差別

從材料的熱傳導性能來說，金屬材料的比玻璃的導熱系數(shù)高，而塑料、木材的導熱系數(shù)又比玻璃低。常用門窗相關材料的導熱系數(shù)見下表。

窗框的熱傳導性能不能單一以材料的熱傳導性能來判斷，因為通過空腔結構或復合結構設計，可以改善其熱傳導性能，鋼窗從實芯鋼框發(fā)展為空腹鋼框乃至斷熱鋼框；鋁窗從普通鋁合金框發(fā)展成為斷熱型鋁合金框；木窗從實木結構發(fā)展成為復合結構；塑窗從單腔結構發(fā)展成為兩腔、三腔結構，乃至最新出現(xiàn)的七腔、八腔結構的型材。只要設計合理，導熱性能高的鋼、鋁材料，也能制作成為保溫性能較好的窗框材料。而相比較之下，塑料與木材由于本身具有優(yōu)良的保溫性能，所以這兩種窗框型材的保溫設計更簡便、保溫程度更高、節(jié)能成本也更低。

（二）常見節(jié)能門窗窗框材料

1、塑料型材

塑料型材的保溫性能主要參照下表所示：

根據(jù)上表顯示，六腔以上結構、80mm以上厚度的平開系列的塑料型材適合用于被動房門窗。

2、斷熱鋁合金型材

斷熱鋁合金型材的傳熱系數(shù)主要與隔熱條的間隔寬度d的大小有關，按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規(guī)程》JGJ/T151-2008給出的隔熱條寬度與斷熱金屬型材傳熱系數(shù)的關系見下圖。

上圖可知，隔熱條寬度尺寸越大，隔熱金屬型材的傳熱系數(shù)越小。由于隔熱條的寬度尺寸受強度等因素限制，所以斷熱金屬型材的傳熱系數(shù)減小空間有限。當隔熱條在達到一定寬度后，還需要解決金屬型材內空氣對流傳熱的問題。因此，斷熱鋁合金型材較難達到被動房門窗的要求。

3、木型材或鋁木復合型材

木窗框的保溫性能跟窗框厚度尺寸及木材濕度有關，按照JGJ/T151-2008標準中給出的木窗框與窗框的關系圖見下圖。

由上圖可知，軟木材的d需達到170mm以上，其傳熱系數(shù)方達到1.0以下，適用于被動房門窗。

（三）門窗的配置設計

根據(jù)公式1，門窗中型材與玻璃的配置要求可以通過計算來確定。要保證整窗的傳熱系數(shù)Ut低于1.0，就要求窗框的保溫性能Uf和玻璃的傳熱系數(shù)Ug均低于1.0 W/（m²·K）以下。如果Uf大于1.0，則需要降低玻璃Ug，這從綜合成本的角度，則會表現(xiàn)的性價比較差，這并不是我們所推薦的。以下給出被動房項目用窗與節(jié)能65%、75%的普通房屋用塑料窗的配置方法，見下表。

結束語

建筑對于門窗的要求是多樣的。被動房門窗除了要考慮與門窗節(jié)能有關保溫性能、遮陽性能、氣密性能，還要考慮與安全和舒適度有關的抗風壓性能、水密性能、隔聲性能、采光性能、耐久性能等，這涉及到了設計、選材、組裝、安裝、維護各環(huán)節(jié)，還與門窗桿件型材、玻璃、密封膠條、五金、配套件各種部件性能有關。綜合來說，被動房用門窗應采用系統(tǒng)思路，合理選擇和搭配相關配套產品與技術，來滿足被動房的使用要求。

作者單位：中國安裝協(xié)會｜來源：建設科技