关于严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准对门窗提出高要求的探讨

摘要：众所周知，建筑围护结构总能耗的一半左右是建筑门窗的耗能，因此，做好其建筑节能工作具有重要的现实意义。本文在国家现行JGJ26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》的背景下，以严寒和寒冷地区的建筑门窗节能保温为研究基础，对提高门窗保温节能性能以及降低能耗的措施等方面进行了探讨，以为该标准的顺利实施及取得较好的节能措施提供借鉴。

关键词：严寒和寒冷地区；居住建筑；门窗；设计标准

中图分类号： V223+.9 文献标识码： A 文章编号：

一、引言

近些年以来，对能源问题的探讨，始终没有停过，这和当前能源短缺等问题是紧密联系的。而其中的建筑节能问题，不得不引起我们的重视。作为长久之计来看，我国在建筑行业也普遍实施了建筑节能措施。事实证明，实行节能措施，可以有效提高对资源的高效利用、节约成本并取得相应的经济效益。

众所周知，我国的严寒和寒冷地区几乎占了国土面积的三分之二，其建筑节能的地位更是不容忽视。而建筑门窗普遍都占建筑墙体的30%-50%的面积，因此，其是探讨建筑节能的重要部分。在JGJ26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》中对寒冷和严寒地区的建筑围护结构等节能设计都做了详细的规定，下文均简称为“标准”。接下来，将着重对严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准实施细则对门窗提出高要求进行详细探讨。

二、严寒和寒冷地区居住建筑保温性能现状

1.严寒和寒冷地区的划分

在我国，所谓严寒和寒冷地区在标准中得到了进一步划分，通过区域划分，我们可以进一步了解各自区域的气候特征，以便采取有效的节能措施。相关划分如下表所示：

表1标准中对严寒和寒冷地区的划分

2.严寒和寒冷地区居住建筑门窗的保温影响因素

在严寒和寒冷地区，由于室内供暖，室外温度低，从而造成室内外的温差往往很大。而室内外的冷热空气对流更会导致结露、结霜或者结冰，更有甚者会导致门窗变形。笔者经过实践得出，对这些地方门窗的保温性能产生影响的主要有以下几个方面。

（1）门窗玻璃

门窗玻璃一般占到了门窗的70%~80%左右，它在门窗的节能设计中占有重要作用，其热辐射进行的热传导是一个重要因素。

（2）门窗框材料

同理，门窗框一般占门窗的20%~30%，其热辐射进行的热传导再加上室内外温差的作用可以导致门窗变形。因此，要注意在门窗框材料强度、腔体构成以及导热系数方面下功夫。

（3）门窗框扇与玻璃

由于门窗框扇和玻璃之间的密封不严，会带来不同程度的渗透，有渗透就会带来热量的交换，以至于产生对流放热损失情况的发生。那么如何进行有效地防止渗透现象的发生，当前主要应用对它们之间缝隙的密封和多腔体来实现，这样的话，就可以有效降低门窗的线传热系数，以避免热量的损失，而控制的重点务必要放到对中竖挺型材的强度而导致的变形进行控制上。

（4）门窗框与门窗扇

门窗框与窗扇之间形成空气渗透随之带来的热量交换及渗漏会造成对流放热损失。门窗的出入和通风主要靠门窗扇来实现，它们之间的密封程度是节能设计的重点。在实际中，不仅要保证门窗扇的开关灵活，也要注意其关闭后的密封情况。

（5）门窗框与墙体

有时，门窗框与墙体之间也会由于渗透而发生对热放热损失，这种渗透主要是空气渗透，其也是由于它们之间存在缝隙而产生的。那么影响出现渗透的主要因素除了墙体和门窗框之间使用的不同密封材料外，还存在线膨胀系数于墙体和门窗材料之间的不同，当然，墙体和门窗框材料之间的抗变形能力和粘接能力等，也是一个比较关键的影响因素。

3.严寒和寒冷地区门窗节能设计

根据该标准和国家现行的其他标准，对严寒和寒冷地区的居住建筑节能设计要重点考虑以下几个方面，并通过计算和执行标准以达到相应的建筑节能设计要求：（1）门窗在冬季室内外温差的影响下所产生的变形；（2）季节温差引起的窗框、扇的伸缩与墙体接缝处理；（3）控制室内的健康环境，注意合适的温度、湿度等系数；（4）门窗的保温；（5）气密性能对窗的保温性能的影响等。

三、严寒和寒冷地区居住建筑的门窗节能措施

根据现行标准，结合笔者的实践经验，对严寒和寒冷地区居住建筑门窗节能的设计，可以通过采取以下措施进行。

1.门窗玻璃的选择

作为一种非金属材料，玻璃的导热系数和金属相比，远远落后于后者，且厚度也较小。在严寒和寒冷地区，使用玻璃可以达到良好的采光效果和保温性能，由于占用门窗面积较大，其对热量的传递也成为门窗节能的一个关键点。当前应用的主要玻璃结构有单层、双层中空、三玻双层中空和真空玻璃等几种。而在严寒和寒冷地区，对玻璃的选用，可以优先选择高透光的无色透明玻璃。这可以通过中空玻璃或者真空玻璃来达到目的，而不宜采用会减少光照的镀膜玻璃或者对玻璃进行贴膜等。

2.门窗型材及其结构的选择

玻璃纤维增强塑料型材，也就是所谓的玻璃钢，因其具有导热系数低、强度高和耐候性强等一系列优点而成为严寒和寒冷地区的优先选择。玻璃钢型材具有轻质高强的优良性能，其拉伸强度是铝合金的两倍，接近于钢材，强度更是比铝或钢大上若干倍，因此，在实际使用中，不需要在玻璃钢门窗上增加突出抗折和抗变形钢衬。因此，这种材料在寒冷、严寒或者多台风区地区使用最佳，它可以有效地改善热胀冷缩造成的变形问题。

3.门窗玻璃周边

门窗玻璃周边是保温的薄弱环节，结露和结霜现象都往往出现在这个地方。根据笔者实践经验，这主要和门窗玻璃的框边材料以及密封处理、玻璃与窗框直接的腔体处理和玻璃与框之间的密封有关。

针对以上原因，可以将中空玻璃采用暖边双道密封，这样就可以保证良好的密封效果。也可以在玻璃钢框和玻璃周边之间的空隙之间采用类似H型的三元乙丙包条式结构，这样可以实现两腔或三腔，以形成间隔来阻断冷热空气交换和渗透等。另外，门窗的玻璃与玻璃钢框室内侧采用了三元乙丙胶条进行密封， 室外侧采用中性密封胶进行密封，三元乙丙胶条和中性密封胶具有较强耐候性和抗老化能力，较长的使用寿命保证了门窗的长期密封性能。

4.门窗开启扇的密封与结构

门窗开启扇具有通风换气的重要功能，这就对其开关的灵活性和关闭后的无渗漏性提出了较高要求。在严寒和寒冷地区，开启扇气密性能是整窗气密性能的关键部位，不仅要保证开启扇与开启框配合结构的合理性，还要保证其密封的有效性。

因此，可以采用这样的三道密封以及两腔结构：将室内侧密封胶条、中间等压胶条和和室外密封胶条进行构造；新型开启扇与框搭接的台阶式结构，增加了气流进入腔体的阻力，可以更加有效的阻隔气体流动，实现腔体结构的更加合理性，从而保证了开启部位的气密性和保温性能。三元乙丙密封胶条和等压胶条的使用，保证了其具有较好的弹性性能、密封性能和耐候持久性保证长期密封有效，也提高了对气密性能的保证。

5.墙体与门窗的连接与密封

由于门窗都是安装在建筑墙体上，而它们之间因为材质的不同，且施工也往往是由两个以上单位完成，这就造成了接口问题的出现。尤其在严寒和寒冷地区，接口问题往往会造成墙体开裂或开缝等一系列比较严重的问题，因此，要注意对接口的处理，可以通过各种措施避免问题产生。比如有效保证安装方式、安装密封构造和统一所用材料等。

6.门窗的自然通风

根据国家现行标准，建筑室内的新风量不应小于30m3/（h·人），根据严寒和寒冷地区的实际情况，传统通过开启门窗的开启扇来达到自然通风的方法已经不再适用，它不仅会造成建筑能源浪费，而且也会将外界的灰尘、噪音等带入室内，这样就产生了窗用自然通风器，使门窗也成为了会“呼吸”的门窗。当然，在通风器的设计中对通风器面积等参数都有详细要求，这些要根据相关标准和实际情况来进行制定。

四、结语

综上所述，对严寒和寒冷地区的居住建筑进行节能设计，对节约能源和提高经济效益等方面都有着重要意义，特别是其中的门窗设计，更是提出了较高要求。因此，本文在研究现行JGJ26-2010《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》的基础上，结合严寒和寒冷地区实际情况，对门窗的节能设计要求与措施进行了详细探讨，相信可以为实践提供借鉴。

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