中空玻璃三重节能助力被动房门窗的发展

　　本篇文章内容由[中国幕墙网]编辑部整理发布：

   　一、被动房的起源

　　被动式房屋的概念最早源于1988年5月的一次讨论，由瑞典隆德大学的Bo Adamson教授和德国达姆施塔特房屋与环境研究所(Institutfür Wohnen und Umwelt)的WolfgangFeist博士提出。之后，经过深入的研究和德国黑森州政府的资助，被动式房屋的概念逐步确立起来。基于德国气候条件的被动房能效指标包括：单位面积年采暖(制冷)需求≤15kWh/(m2a);一次能源总需求(含采暖、制冷、通风、照明、热水、辅助能源及家用电器)≤120kWh/(m2a);外门窗的传热系数Uw≤0.8W/(m²·K);建筑物气密性（词条“气密性”由行业大百科提供）满足n50<0.6/h，即在室内外压差为50帕的条件下，每小时的换气次数不得超过0.6次。

　　二、被动房对门（词条“门”由行业大百科提供）窗物理性能的要求

　　我国地域辽阔，气候复杂多样，需根据不同区域气候特点及建筑类型对采暖、制冷需求及一次能源总能耗需求指标进行相应的调整。严寒和寒冷地区，被动房冬季采暖能耗应是普通节能建筑（词条“节能建筑”由行业大百科提供）的1/10-1/4,基本可以消除对传统化石燃料的依赖;在夏热冬冷地区，被动房不设置集中采暖冬季室内温度可达到20℃以上，夏季空调负荷仅相当于普通建筑的1/3, 最大限度地降低空调使用时间。

　　被动房屋对外窗的要求是要具有良好的采光（词条“采光”由行业大百科提供）、隔热和保温（词条“保温”由行业大百科提供）性能。整窗Uw值可通过下式计算得到：

　　其中：Uw —整窗的传热系数，W/(m²·K);

　　Ag —中空玻璃（词条“中空玻璃”由行业大百科提供）的面积，m²;

　　Ug —中空玻璃中心的传热系数，W/(m²·K);

　　Uf —型材的传热系数，W/(m²·K);

　　Af —型材的面积，m²;

　　Lg —中空玻璃边缘的周长，m;

　　Ψg —中空玻璃边缘的线性传热系数，W/(m·K)。

　　从上式可以看出，窗框型材的传热系数U值、中空玻璃中心的传热系数U值以及玻璃边缘的线性传热系数Ψ值是降低整窗U值的三个主要因素，玻璃的合理选用是门窗能否满足节能指标要求的重要途径。

　　三、三重节能的中空玻璃系统

　　热量的散失通过辐射、对流和传导三种方式，中空玻璃三重节能旨在系统化节能：使用 Low-E玻璃可减少辐射传热，充惰性气体可降低对流换热，采用柔性暖边隔热条能够弱化热传导。

　　1、中空玻璃三重节能技术措施

　　(1)合理选用Low-E玻璃。根据不同地区的气候特点，选用不同品种的Low-E玻璃。

　　(2)优化中空玻璃空气间隔层，充惰性气体。

　　(3)采用柔性暖边密封技术。高质量的柔性暖边具有极低的中空玻璃边缘线性除热系数的Ψ值。柔性密封技术可以适应玻璃的呼吸，最大限度地提高惰性气体的保持率。高质量的柔性暖边还降低了中空玻璃边缘线性传热系数的Ψ值，使得门窗表面温度差异更小，降低冷辐射。

　　(4)采用不同厚度的玻璃，有利于提高外窗的隔声性能。

　　2、三重节能中空玻璃系统整窗的计算

　　按照欧洲标准，选择配置三重节能的中空玻璃系统计算符合被动房要求的整窗配置(见表1)。

　　根据式2-1，按照型材占整窗面积25%，高质量柔性暖边ψ=0.02,玻璃周长4.5m，整窗的Uw =0.8，计算窗框型材的传热系数：

　　0.8=0.25×Uf+0.75×0.58+0.02×4.5/(0.75+0.25)

　　Uf=1.1 W/(m2·K)。

　　根据计算结果可知，只要型材的传热系数能达到Uf≤1.1W/(m2·K),即可以达到被动房整窗传热系数U≤0.8W/(m2·K)的要求。因此，可以根据设计要求以及预算选择不同型材(塑料窗/玻璃钢窗/实木窗/铝包木窗)的门窗。

　　3、不同标准的外窗传热系数计算

　　计算外窗的传热系数，欧洲标准、美国门窗评价委员会标准和我国行业标准的计算参数规定不同，因而计算结果也有所差异。见表2、表3。

　　从表3可以看出，由于采用的计算标准不同，玻璃的传热系数计算结果相差0.2W/(m2·K)左右，对整窗的传热系数将有相应的影响。

　　四、总结与思考

　　《被动式低能耗建筑(中德合作) 示范项目手册》中建议：采用三层Low-E玻璃，玻璃间充惰性气体(氩气或氪气)，中空玻璃传热系数Ug≤0.8W/(m2·K)，玻璃间隔条采用耐候性良好的非金属间隔条，中空玻璃的太阳得热系数SHGC≥0.5。窗框通常为多腔木框架或塑料（词条“塑料”由行业大百科提供）框架，填充高效的保温芯材，整窗的传热系数值达到0.8-1.0W/(m2·K)。

　　三重节能的中空玻璃按照不同的U值将会有多种的选择，那么选取的型材的种类将更加宽泛，成本更低。使被动房屋的大面积推广奠定良好的基础。

　　被动房的推广功在当代利在后世，三重节能中空玻璃系统为我国被动房和低能耗建筑的节能门窗（词条“节能门窗”由行业大百科提供）提供了经济合理的优良产品。【完】