保温节能外窗的选用和安装控制要点.doc

浅谈建筑节能外窗的选用及施工安装注意事项

浅谈建筑节能外窗的选用及施工安装注意事项
北京城建投资发展股份有限公司 孙山

摘要：本文探讨了建筑节能外窗的选择方法和建筑施工安装中可能出现的问题和对策，为工程管理人员提供借鉴。
关键词：外窗 选用 施工 安装
一、前言
建筑节能是世界性的大潮流和大趋势，中国要走可持续发展的道路，发展节能建筑刻不容缓。建筑外窗是建筑围护结构的组成部分，统计显示，建筑外门窗的总能耗约占建筑物全部能耗的50％，是建筑节能的关键部位。建筑外窗的安装不仅到影响建筑建筑物的节能效果，更会影响的外窗的防渗漏性能。造成业主和开发商之间的矛盾，不仅影响业主的生活而且影响其工作，更会严重影响到房地产开发企业的社会信誉。因此，建筑外窗的选用和施工安装要引起工程管理人员的高度重视。
二、建筑外窗的功能与作用
建筑是人类赖以生存和工作的空间，窗户是建筑外围护结构的开口部位，是人与自然沟通的渠道，是实现建筑功能极其重要的部件。
窗户的环境及其功能与作用 表1
环境
窗户的功能与作用
自然环境
太阳辐射
采光、调光（防日光直射）、得热、防晒隔热、防老化
空气温、湿
隔绝冷、热温差传热防潮湿、防腐蚀
风
抗风压、组织冷、热空气渗透、自然通风换气
雨
防雨渗透
雷电
防侧雷击
砂尘
防砂尘、防静电
昆虫
防害虫
社会环境
噪声
隔绝噪声
火灾
防止火灾蔓延
室外人
防窥视、防盗窃、建筑外装饰
室内人
视野、观景、防跌落、清洁方便、安全、室内环境装饰
从表1可以看见，窗户不仅是建筑的“眼睛”，它更是建筑的“五官”，它同时承担着沟通与隔绝室内外这两方面互相矛盾的任务：
采光、日照———遮阳、防晒
通风、换气———防风雨、尘、虫
视野、观景———屏蔽视线、隔绝噪声
保温（冬季）———隔热（夏季）
而且，窗户的形体大小、立面造型、材料质感及表面色彩同时起到建筑外墙立面及室内环境两重装饰效果。
三、保温节能外窗的选择
1、窗框型材的选择
建筑门窗选用的型材材质不同、结构不同，其保温隔热性能会有很大的差别。
常用窗框材料的导热系数见表2。
　常用窗框材料的导热系数及框架传热系数 表2
窗框材料
钢材
铝合金
PVC
松木
断热铝型材
导热系数（W/m.k）
58.2
203
0.16
0.17
<0.3(隔热条尼龙)
传热系数（W/m2.k）
6．0
6．0
1．5
1．5
1.8—3．5
自：石民祥 建筑门窗可持续发展问题探讨
（1）木窗
木窗重量轻，具有良好的弹塑性、热绝缘性和电绝缘性，易加工，生产能耗低，可自然降解，对环境污染很小。不足之处是湿涨、干缩，易变形。如用于建筑外门窗，则受风吹日晒雨淋，易开裂、腐烂，需要经常油漆维护，使用寿命低，不利于保护森林资源，故不是“与环境协调的外门窗”。
（2）钢窗
普通实腹、空腹钢窗由于密封效果差、导热系数大、装饰效果差等原因，已不适应现代建筑居住环境和建筑节能的需要，遭到淘汰。
（3）塑料窗
PVC塑料窗的突出优点是其材料的生产能耗低，冬季保温性能和耐化学腐蚀性好，但其明显的不足是材质强度低、五金配件安装节点相对不牢固、抗风压性能和水密性能要比同窗型的铝合金窗低1—2个等级，同时窗框易老化、变色、龟裂，颜色只有白色，装饰效果差。而且，PVC塑料窗的回收再生性较差，使用后的废弃物处理对环境污染较大。在目前的产品情况和技术保障条件下，高风压地区的高层建筑应慎用。含氯的PVC塑料火灾作用下会放出有毒气体，不适用于公寓式住宅和公共建筑。而且，不导电的PVC塑料窗不能解决高层建筑防侧雷击的问题。
（4）普通铝合金窗
铝合金窗型材的优点是强度高、重量轻、刚性好，更适合高层建筑，制造精度高、密封性能好，耐大气腐蚀性强，使用寿命长，采光面积大，装饰效果好，。缺点是窗框导热系数大，保温性能差。但由于其强度高，窗框比较少，在一定程度上弥补了其缺点。
（5）断桥隔热铝合金窗
断桥隔热铝合金型材就是在两根铝材中间插入或灌注传热系数为0.3w/m2.k或相当与这样的传热系数的非金属材料。这种型材结构设计，大大降低了窗框的传热系数，隔热断桥铝合金窗框在保温性能上比普通铝合金窗框提高了将近一倍。这种由高性能工程塑料和铝合金复合而成的断桥隔热铝合金型材，经阳极氧化、电泳喷漆、塑料喷涂、氟炭喷漆等表面处理，继承了普通铝合金的优点，克服了普通铝合金的缺点，多种质感色彩，极大提高了装饰效果，使隔热断桥铝合金窗得到发展迅速，成为中高档建筑用窗的首选产品。
2、建筑门窗保温性能优化选型
不同材质的窗框型材与不同结构类型的玻璃组合可以得到保温性能不同的门窗。
表5数据显示：随着所用玻璃系统由单玻向双玻、Low-E中空玻璃的逐步变化，窗户的传热系数呈现明显的台阶式降低，这说明，减少窗户传热系数最有力的措施在于采用热绝缘系数较高的玻璃系统。
　不同窗户的传热系数W/（m2•k） 表5
窗框材料
窗框传热系数
窗框面积比/%
铝合金
PVC
断桥铝合金
6.2
1.9
3.75
20
30
30
40
25
40
单玻
6.39
6.35
6.33
5.04
4.59
5.73
5.33
双层中空玻璃5×9×5
3.26
3.85
4.14
2.85
2.72
3.38
3.46
双层中空玻璃5×12×5
3.11
3.73
4.04
2.75
2.63
3.27
3.37
三层中空玻璃5×9×5×9×5
2.22
3.02
3.41
2.12
2.09
2.60
2.83
三层中空玻璃5×12×5×12×5
2.08
2.90
3.32
2.03
2.01
2.50
2.75
Low-E中空玻璃5×12×5
1.71
2.61
3.06
1.77
1.79
2.22
2.53
自：阎玉芹 阎晋 建筑门窗保温性能优化设计
从减少窗户传热系数的角度来看，PVC窗框无疑是最佳选择，其与Low-E中空玻璃的搭配可以使窗户传热系数降低到2.0W/（m2•k）以下，与普通中空玻璃的搭配可以使窗户传热系数降低到3.0W/（m2•k）以下；断热型铝合金窗框具有良好的绝热性能，其与Low-E中空玻璃的搭配可使窗户的传热系数降低到2.5W/（m2•k）以下，与普通中人玻璃的搭配可以使窗户传热系数降低到3.5W/（m2•k）以下；从门窗性能价格比以及当前我国的国情来看，在低层、中低档建筑中应大力推广中空玻璃塑料窗，在高层、中高档建筑中应大力推广中空玻璃隔热断桥铝合金窗，这对我国的建筑节能具有现实意义。
3、窗框扇开启方式的选择
目前，占市场主导地位的是推拉式门窗和平开窗。两种开启方式在框扇密封方式上有着截然不同的密闭效果。
推拉窗密封性能差，除了热传导和热辐射外，热对流极其严重。
推拉窗是两个窗扇在窗框上下滑轨中，利用窗扇左右滑动开启和关闭，开窗面积为窗框的一半。窗扇上方均有比下窗框边缘高的空间。在窗体内侧时虽有毛条加以密封，但在两个窗扇上面和窗扇下面左右两滑轮间仍有空隙。上下空隙形成对流的有利条件，如在冬季热气从窗扇上面空隙外流，冷气从窗扇下面空隙流入。夏天窗上面空隙热流流入室内，室内冷气从窗扇下面空隙溢出，形成一个对流热、冷气的循环流失。热、冷气的对流的大小和窗扇上下空隙大小成正比，因使用时间的延长，密封毛条表面毛体磨损，窗上下空隙加大因而对流也加大，能量消耗更为严重。其热能对流的损失，远远超过窗框和扇的热传导和热辐射。所以说：推拉窗的窗型结构就决定了它不是真正理想的节能窗。
平开窗：密封性能好，热损失为传导和辐射。
平开窗分内、外平开窗，正规的铝合金平开窗其窗扇和窗扇间，窗扇和窗框间一般正常的均应用软性的橡胶做密封压条。在窗扇关闭后，密封橡胶压条压的很紧。密封性能好，很少有空隙，灵活的密封条即便有空隙也是微乎其微的，很难形成对流，这种窗型的热量流失主要是玻璃和窗框窗扇型材的热传导和辐射，如果能很好的解决上述玻璃和型材的热传导，平开窗的节能性能会得到有利的保证，从结构上讲平开窗要比推拉窗的节能效果有明显的优势，平开窗可称为真正的节能窗型。
四、外窗施工安装注意事项
1、外窗施工安装常见以下错误，影响其保温节能效果，并易产生渗漏。
1）未按规范要求对窗洞口外侧面做保温处理，产生“热桥”。
2）窗框与洞口墙体之间的间隙过大或过小，保温填充料没有充满窗框与墙体间的间隙。
3）窗框与洞口的固定连接不牢，在风荷载作用下产生移动而使密封材料产生裂缝。
4）外墙保温面施工时未在装饰面与窗框外侧留置打胶凹槽，密封胶直接打在外装饰面与窗框交接处，造成打浮胶。
5）外墙保温面与窗框外侧交接处虽进行了嵌缝密封，但密封胶不连续或不到位、或密封失效。
6）外窗采用带附框安装时，在附框与主框之间未打胶密封，造成渗漏
7）防水密封层次不够，外墙面产生细小裂缝，通过保温层、窗框等薄弱部位渗透到室内。
2、外窗施工安装注意事项
1）框安装固定前应对预留洞尺寸进行复核，当采用外墙涂料时，窗框与洞口墙体周边的间隙控制在15～20mm之间。采用其它做法时，固定后的外框与洞口墙体之间应根据饰面材料确定合适的间隙。
2）、窗框安装时，依据土建施工单位提供的基准测量轴线进行竖向吊线定位，确保整个立面上下窗口成直线。
3）门窗框同墙体间的锚固件距框边角、中竖框、中横框的距离一般为150—200mm，锚固件之间的间距不大于600mm。
4）窗框与窗洞壁之间的缝隙，必须用发泡聚氨酯等闭孔弹性饱满保温材料填充饱满。打发泡剂前应拆除缝隙处的调整垫块，发泡剂应连续施打、一次成型，溢出门窗框外的发泡剂，应在结膜前塞放缝隙内防止发泡剂外膜破损。
5）外保温墙面与窗框外侧交接处留设（或现开）注胶槽，一般留设5mm×8mm的凹槽，凹槽内打注建筑密封胶（应采用中性硅酮密封胶）进行封闭，注胶应连续，密封胶应粘结牢固，表面应光滑、顺直、无裂纹。打嵌缝建筑密封胶时应清除凹槽及墙、窗框处浮灰、砂浆、涂料等，使密封材料与窗框、墙体粘结牢固、连续。
6）外窗洞口外侧按规定要求做保温处理
7）对防渗漏要求比较高的建筑，可在窗边框四周外墙面300 mm范围内外墙聚合物砂浆面层涂1.5厚水泥基防水涂料一道，并在窗框内侧与洞口交接四周增加一道嵌缝打胶工序。
六、结束语
建筑外窗是非常重要的建筑外围护结构，其物理性能的好坏直接影响到建筑的节能和内部环境及内外装饰效果。作为外窗的选择使用者，既要考虑其强度、耐久性、成本、装饰效果等因素，更要考虑其各项物理性能指标，选择适合本地区、本项目要求的外窗，力争达到适用、耐久、经济、美观的要求。在目前情况下，在低层、中低档建筑中应大力推广中空玻璃塑料（塑钢）平开窗，在高层、中高档建筑中应大力推广中空玻璃隔热断桥铝合金平开窗。
在安装调试过程中，在保证锚固强度的前提下，应尽量减少“热桥”、缝隙，提高外窗安装精度和质量，确保外窗不渗不漏，使其各项物理性能得以实现。

作者简介：
孙山 1964.7 男 硕士 工程师 研究方向：工程管理
工作单位：北京城建投资发展股份有限公司
通信地址：北京朝阳区北土城西路11号北京城建开发大厦 邮编：100029
联系电话：[phone] E-mail:sunshan64@

参考文献：
【1】 中华人民共和国国家标准GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》
【2】 《建筑构造通用图集88J2-9墙身-外墙外保温（节能65%）》
【3】 阳志. 高层建筑外墙窗雨水渗漏防治[J]. 建筑工人 , 1996,(03)
【4】 陶明德,霍如明. 住宅建筑外墙塑料窗部位渗漏的防治[J]山西建筑 , 2007,(02)
【5】 石民祥 建筑门窗可持续发展问题探讨 铝合金节能门窗论文集 2001.6
【6】 阎玉芹 阎晋 建筑门窗保温性能优化设计 中国建筑金属结构 2003.9
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