自山顶洞人以天然的洞口为窗,古罗马人在公元前60年最先使用玻璃窗,中国古代建筑运用木制窗棂上敷棉纸、丝帛制成“庭院窗”,到呼吸窗、智能窗、太阳窗等,门窗的发展史同时记录着人们追求美好生活的进步史。
当今,一些外立面优雅通透的落地窗、大飘窗风极一时,被人们作为时尚以追捧。不错,“门窗”是换气散热的门户,是实现和控制自然通风重要的建筑构件,能最大程度地满足人们对建筑舒适性的要求。但随着“节能、环保”建筑理念的推进,人们逐渐意识到,窗体不仅是个美丽的换气设置,它对建筑节能还起到举足轻重的作用。自2000年施行《民用建筑节能管理规定》以来,各种类型的多功能节能门窗迅速推广,得到了社会的认同。
窗墙比设计对能耗影响大
窗体面积越大,同比能耗越高,所以对落地窗的节能技术研究兴极一时,一般来说落地窗被认为通透感强但节能性差。有些专家对凸窗设计也提出了建议:一旦设置凸窗,凸窗的保温性能必须予以保证,否则不仅造成能源浪费,而且容易出现结露、淌水、长霉等问题,影响房间的正常使用。因此提出:设置凸窗时,凸窗凸出(从内墙面至凸窗内表面)不应大于600毫米。凸窗的传热系数应比普通平窗降低10%,其不透明的顶部、底部、侧面的传热系数小于或等于外墙的传热系数。
建筑物本身的功能不同也导致不同的功能使用要求,如住宅不同于商业建筑等等。因此对于建筑门窗来说,各地区的标准是不同的,各类功能建筑的标准也不应相同,不能一概而论。
节能门窗不可追风
节能门窗具有非常强的地域化特点,根据不同的自然环境和当地的自然气候条件,会有不同的技术要求。所以,国外的一些门窗节能技术未必适合我国,不能盲目引进。
比如双层幕墙,也称为热通道幕墙,兴起于北欧,它不是为节能设计的,它的节能性必须通过空间系统的维护来体现。它的设计特点也决定了必须要由其他子系统分担一部分能量损失。我国北方大部分地区的风沙环境在世界上或许是独特的,而且问题日趋突出,一些开发商不分气候类型地选择双层幕墙设计,就是一种盲目的追风行为。
节能建筑不是封闭性建筑,与自然的交流是基本概念。幕墙中通风换气的设计以及双层幕墙的开放式设计都是这种概念的具体体现。所以,只有适宜的节能方式才是最好的,而不是追逐时髦。
窗体遮阳系统不容忽视
《民用建筑热工设计规范》中规定:建筑物的向阳面,特别是东、西向窗户,应采取有效的遮阳措施。
直射阳光通过向阳面,特别是东、西向窗户进入室内,是造成室内过热的主要原因。在建筑设计中,宜结合外廊、阳台、挑檐等处理方法达到遮阳目的。
就节能而言,室外遮阳系统优于室内遮阳系统。在通常条件下:安装室外遮阳系统可使室内温度降低7~8度,节省40%~60%的空调能耗。
节能窗甚至建筑物外围护结构的透光部分,对光线、热、空气的渗透性和透明度必须是可控制的,并且能够调整,这样才能应对不断变化的天气情况,如:遮阳、保护不受阳光直射、光线反射透射以及吸收、暂时热保护、可调节的自然通风等等技术。
即便在北京这个典型的北方地区,玻璃的遮阳系数偏低仍对全年的总能耗有利。(这一结果是在未考虑任何外遮阳措施的情况下得出的,这与目前绝大多数公共建筑项目的现实状况吻合。)为了有效地遮挡直射阳光,并尽量兼顾采光、通风、视野等功能,遮阳的形式和材料的选择要适当。活动百叶窗帘、反射阳光涂膜和热反射玻璃等,是近年来被日益广泛采用的遮阳材料。固定式遮阳往往具有挡风、挡光、挡视线、造价高和维修困难等不利影响,因此,在建筑设计中应谨慎对待。节能窗产业化路还长节能窗正日益被社会广泛接受的同时,门窗行业所提供的产品和技术还十分有限,发展商和设计师的选择范围并不丰富,更缺少个性化的产品满足市场需要。另一方面,许多门窗公司包括材料供应商还认识不到,节能并不是节能窗的目标,节能窗应该具备同时也需要赋予其更多的功能,达到能够提供更舒适的居住环境的目的,为社会提供丰富的产品选择和技术支持。
中国建筑装饰协会幕墙工程委员会主任委员班广生说,建筑外门窗要在不断提高抗风压、水密性、气密性的三项基本指标的基础上寻求高效和多功能。即在常规的采光、遮阳、通风、换气等的基本功能上,开发采光不采阳、遮阳不遮光、通风不换热、换气换新风、降低建筑内外躁声传递的新型建筑外门窗,从而在不断满足舒适度的同时进一步提高节能效果。
然而,达到这个目标并不是一件容易的事情,既要节能,又要通风;既要采光,又要遮蔽;既要防噪音,又要新鲜空气;冬天保温、夏天防热;等等。就门窗本身来讲,最终的结果需要寻求一种最佳组合配置,一种价格性能比最优化的多功能产品。技术研发需要政策支持
就目前国内的节能政策要求和政府有关规定,对节能窗产品的技术指标水平与发达国家相比还有较大距离,全社会还未对节能有足够的认识和产品需求,经济高速发展时期的短视行为以及负作用逐步显现出来。
只是为满足现实市场的短期需要,使企业的节能产品开发仍处在对自然能源直接利用的消极状态。
所以要将窗户放在一个更宽的背景中考虑,例如与健康建筑、节能建筑、生态建筑以及可持续发展建筑的观点联系起来,窗户将更具有生机。节能系统、采光系统、通风系统与窗户的联系将使窗户具有更准确的功能特性,以及与建筑各相关系统良好的适应性。
如果说,眼睛是心灵的窗户,那么窗户就是透视建筑灵魂的眼睛,引领你通向建筑节能之路,同时,它也是通向建筑节能的忠实守护者。本报记者 刘喆
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