•典型的房子有10%的热量是通过窗户散发的。
•节能窗的成功规范需要对热性能动态的良好理解。
•总能量平衡=太阳热得-热失
热损失
窗户通过多种方式散热:
•在标准窗户损失的能量中有2/3是通过玻璃的辐射损失的.双层玻璃单元的内窗格从室内吸收热量,并通过传导和对流(见下文)将其传递到较冷的外窗格,从而传递到室外。玻璃单元的热透过率,称为u值,以瓦特每平方米每度温差(W/m)的单位表示2C)
•少量的热量通过对流流失在玻璃腔内。在某些情况下,特别是在较宽的玻璃腔,腔内的空气被内玻璃加热。暖空气上升,被冷空气取代,从而形成对流,将热量从内窗格传递到外窗格。对流高达20mm的双层玻璃单元,特别是氩气,它的密度比空气,是微不足道的;在三层玻璃有改进的性能,可达18-20毫米。
•热量通过窗框传导.传导率(u值)由框架材料决定-一般来说,木结构在这方面比金属结构表现更好。
•双层玻璃的窗格被隔离和密封在其周边的间隔条。它们通常由铝制成,代表了一个小但并非微不足道的问题传导路径.
•辐射后,空气泄漏可能是现有窗户热量损失的最大因素,尤其是旧的或安装不良的窗户。在那个年代,人们依靠织物上的小缝隙作为背景通风的形式,漏风并不像今天这样被认为是一个问题。固定的窗户损失更少的热量,而较大的窗户在单位面积上往往漏气更少。
的那种开启方法也决定了漏风-传统的窗扇表现最差,而简单的窗扇通常更好。渗漏也很常见在框架.预制框架和现场准备不良的墙体开口的结合,导致大量安装不良的窗户留下了缺口(通常大到足以填满报纸)。
得热
虽然在英国,窗户的总体平衡是散热,但它们也在不同程度上吸收热量,在一些高性能窗户的情况下,可以获得净收益。
热量通过玻璃吸收在两个方面:
•太阳增益直接通过玻璃传输(初级透过率)
•能量被玻璃吸收,随后通过对流和辐射(二次透过率)向内转移。
影响热获得的因素
上光技术与“g值”
“g值”衡量的是玻璃阻挡阳光热量的程度.g值是通过窗户进入的太阳热量的百分比。g值表示为0到1之间的数字。玻璃的g值越低,它传递的太阳热量就越少。
窗户的g值是由玻璃的类型或组成玻璃单元的类型组合决定的。(见下面的玻璃类型)
在大多数国内情况下,玻璃的规格集中于吸收太阳能,同时防止能量从内部再次辐射。
(美国等效的“g值”是太阳热增益系数-它与欧洲的g值不同之处在于使用了不同的气团值)
取向
在英国,太阳能是通过朝南的窗户获得的。朝南的窗户的吸收高峰将出现在夏季;同样,朝东和朝西的窗户将分别在夏季的上午和下午获得最大的热量。
阴影
在夏季给窗户遮阳通常是可取的。虽然朝南的玻璃相对容易实现,但太阳的较低角度使朝东和朝西的窗户更有问题。在这些情况下,可能使用建筑结构的一部分(如屋檐或专有的遮阳设备),但另一种选择可能是查看景观特征的潜力,如树木。
测量窗口的性能
U-values
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衡量窗户性能的传统方法是通过它的u值。在实践中,这通常会让人感到困惑,因为有3种类型的u值可以被引用: •仅通过玻璃单元中心测量的u值——“中心窗格” •窗框单独的u值。 •窗户的整体u值,包括玻璃单元和框架。——“整体” (注:窗户制造商通常会宣传窗户的“中窗格”u值,而不是更现实的“整体”u值。) |
BFRC评级系统
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测量窗户性能的u值方法已经被证明是一种迟钝的工具,它忽略了其他因素,如窗户传输太阳能的能力。 在过去的几年里,这种粗糙的测量方法导致了英国开窗评级委员会(www.bfrc.org)开发的一种系统,该系统考虑了决定窗户性能的多种因素,并基于a - g的名义能量平衡费率。最重要的是,它鼓励制造商公布Ux, g值和透气性的可验证数据。 虽然u值仍然经常被引用,但BFRC评级系统通过被英格兰和威尔士的建筑法规引用而越来越受欢迎 |
“认证
另一个正在取得进展的有用标准是被动屋研究所提供的认证。很高的标准要求窗户采用三层玻璃,玻璃和框架的u值至少达到0.8 W/m2C。
窗口技术
玻璃
的低辐射玻璃
•影响市场的最重要的发展是“Low-E”玻璃。通过在内玻璃表面涂上金属或金属氧化物,来自太阳的短波辐射可以进入建筑,而来自内部的热量形式的长波辐射则被反射回室内。
•在夏季,涂层可以通过轻微减少通过玻璃的短波辐射量来增加过热的风险。
•由于涂层的限制作用,Low-Glass总是会降低玻璃的g值。
Low-E涂层有两种类型:硬涂层和软涂层。它们之间的区别在于它们的使用方法、透光率和耐久性。
硬(如皮尔金顿K玻璃):在制造过程中使用。发射率介于0.15和2.0之间
软(如St Gobain Planitherm Total):生产后使用。发射率在0.05 ~ 0.10之间。它们产生的u值更低。软涂层暴露在空气和湿气中容易降解,很容易损坏,而且保质期有限。
充气装置
在大气压力下,用低导电性气体如氩气或氪气(以及更昂贵的至强气体)填充玻璃板之间的缝隙,通过减少导电和对流传热,改善了窗户的性能。它们大多与低发射率涂料一起使用。然而,一个缺点可能是填充物的长期完整性。
绝缘垫片酒吧
多个玻璃单元由单元周边的间隔条隔开并密封。传统的隔离棒材料是铝。但随着窗户标准变得越来越严格,通过金属的热桥损失的热量也变得越来越显著。不锈钢隔离棒是一种改进,但更好的性能是通过使用非金属材料,如钢增强聚合物,玻璃纤维或结构泡沫,通常是聚硫密封。这种技术通常被称为“暖边”。
•在高度绝缘的房子,即使有温暖的边缘垫片,有双层玻璃的窗格底部边缘也会有冷凝。这是因为对流导致外层玻璃附近较冷的氩气下沉到单元的底部(在隔热性能差的建筑,冷凝会在其他点)。三层玻璃消除了这个问题,因为有两个腔。
低铁玻璃
从玻璃中去除铁的含量增加了它的透光率,因此增加了它的太阳能增益。低铁玻璃通常用于多窗格单元的外层窗格,低e玻璃用于内窗格。
框架设计与材质
•尽管窗户规格可能会受到规划限制,包括更换窗户的材料和外观,但在考虑热损失时,窗框必须被视为一个重要领域。
•通过一个框架损失的大部分能量是通过传导.技术的发展致力于通过改进材料和材料的组合来降低整体导电性。复合帧”。
•从“绿色”设计师的角度来看,最重要的基础材料是木材。硬木框架是首选,产品可满足被动屋标准制定的严格标准。另一种选择是使用处理过的软木或木/铝复合材料,金属用于框架的外表面,从而显著提高耐久性。
•金属窗通过日益复杂的截面的发展得到了改进,其中更近期的包含热断裂。
视窗与BRE的“绿色规格指南”
《绿色指南》对评级窗口的方法让许多规范者感到困惑。尽管该指南正确地指出,相对于所涉及材料的环境影响,性能是最重要的,但支持PVC窗获得“A”评级(与针叶木材相同)的数据的准确性仍然受到质疑,而更可持续的铝/针叶木材复合窗则被评为较低的“D”。
玻璃和安慰
•被动屋标准的一个基本原则是提供热舒适的给建筑物的居住者(有关热舒适概念的更多信息,请参阅www.passivhaustagung.de Passive_House_E / comfort_passive_house.htm).
•舒适标准决定了那里任何表面与空气的温度之间不应超过4k.在这个范围之外,需要额外的热量来补偿增加的不适感。
•在墙体隔热良好的建筑中,墙体表面和室温之间的温差是最小的,但根据玻璃类型,玻璃和室温之间的温差(假设室内室温为21 K)可能是显著的:
-单面玻璃与空气之间的温度可在20℃左右
双层玻璃和空气之间的温度将在8摄氏度左右
三层玻璃和空气温度之间的温度将在4摄氏度左右(即在舒适区内)
安装
•窗户应采用工厂玻璃,以避免与现场安装相关的性能损失。
•窗框和墙壁之间的缝隙应该用低膨胀泡沫密封,再用单面预折叠的高性能胶带(Pro Clima或类似胶带)密封,以提供窗框和墙壁/蒸汽控制层之间的密封连接。
•确保Low-E玻璃安装正确(检查标签)
•检查安全玻璃的任何要求。
进一步的信息
•英国木工联合会
•FENSA
•玻璃和玻璃联合会
•建筑用铝委员会
•英国开窗等级委员会
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