窗是建筑組成中的重要元素,通常是建筑外觀的一個主導特征。除此之外,窗戶為建筑使用者提供采光、視野和新鮮的空氣,同時窗戶在影響能源利用,電力需求及環境等方面,也起著舉足輕重的作用。大量研究表明,通過窗戶的太陽得熱和熱損失占建筑采暖和空調負荷較大比重。合理的窗戶設計和選擇能夠減少電力照明負荷、電力峰值需求和空調負荷,從而避免昂貴的用電支出。我國作為建筑能耗大國,建筑節能勢在必行,窗戶作為建筑節能的重要一環,因此大力研究和發展節能窗戶具有一定的現實意義。
2 節能窗戶的性能評價指標
目前評價窗戶節能性能的指標往往有以下4種。
2. 1 傳熱系數(U)
當室內外存在溫差時,窗戶將會通過窗框和玻璃以傳導、對流、長波輻射組合的方式損失熱量或得到熱量。U值代表了整體的傳熱能力和保溫能力。
2.2 太陽得熱系數(SHGC)
不管室外溫度如何,窗戶都可以通過直接或間接太陽輻射獲得熱量。窗戶的太陽得熱能力可以由窗戶的太陽得熱系數或遮陽系數來表征。
2.3 可見光透射比(VT)
可見光透射比是玻璃的一種光學性能,用以描述透過玻璃的可見光的量值。增大可見光透射比可提供充足的自然采光,從而減少電氣照明及相關空調負載,以此影響建筑能耗。
2.4 空氣滲透(AL)
窗扇和窗框之間的縫隙所引起的空氣滲透也會帶來熱量的損失和積累。這種影響通常以特定壓力條件下透過單位面積窗戶的空氣滲透率進行量化。
3 影響窗戶節能的因素
3.1 玻璃
玻璃作為窗戶的主體部分,對窗戶整體的節能效果有著舉足輕重的作用。玻璃本身的材料,窗戶使用玻璃的結構以及玻璃和框材的結合方式,都是影響窗戶節能效果的關鍵因素。單純增加玻璃厚度并不能有效提高玻璃的隔熱性能,因此在目前市場中,單層玻璃窗已銷聲匿跡,取而代之以利用中間的空氣腔來降低傳熱的雙層玻璃。但雙層玻璃并未對可見光透射比和太陽得熱系數有明顯的改善。因此,節能窗戶的設計關鍵就是采用節能性能較好的玻璃,以此來提高窗戶的節能性能。