窗是建筑组成中的重要元素,通常是建筑外观的一个主导特征。除此之外,窗户为建筑使用者提供采光、视野和新鲜的空气,同时窗户在影响能源利用,电力需求及环境等方面,也起着举足轻重的作用。大量研究表明,通过窗户的太阳得热和热损失占建筑采暖和空调负荷较大比重。合理的窗户设计和选择能够减少电力照明负荷、电力峰值需求和空调负荷,从而避免昂贵的用电支出。我国作为建筑能耗大国,建筑节能势在必行,窗户作为建筑节能的重要一环,因此大力研究和发展节能窗户具有一定的现实意义。
2 节能窗户的性能评价指标
目前评价窗户节能性能的指标往往有以下4种。
2. 1 传热系数(U)
当室内外存在温差时,窗户将会通过窗框和玻璃以传导、对流、长波辐射组合的方式损失热量或得到热量。U值代表了整体的传热能力和保温能力。
2.2 太阳得热系数(SHGC)
不管室外温度如何,窗户都可以通过直接或间接太阳辐射获得热量。窗户的太阳得热能力可以由窗户的太阳得热系数或遮阳系数来表征。
2.3 可见光透射比(VT)
可见光透射比是玻璃的一种光学性能,用以描述透过玻璃的可见光的量值。增大可见光透射比可提供充足的自然采光,从而减少电气照明及相关空调负载,以此影响建筑能耗。
2.4 空气渗透(AL)
窗扇和窗框之间的缝隙所引起的空气渗透也会带来热量的损失和积累。这种影响通常以特定压力条件下透过单位面积窗户的空气渗透率进行量化。
3 影响窗户节能的因素
3.1 玻璃
玻璃作为窗户的主体部分,对窗户整体的节能效果有着举足轻重的作用。玻璃本身的材料,窗户使用玻璃的结构以及玻璃和框材的结合方式,都是影响窗户节能效果的关键因素。单纯增加玻璃厚度并不能有效提高玻璃的隔热性能,因此在目前市场中,单层玻璃窗已销声匿迹,取而代之以利用中间的空气腔来降低传热的双层玻璃。但双层玻璃并未对可见光透射比和太阳得热系数有明显的改善。因此,节能窗户的设计关键就是采用节能性能较好的玻璃,以此来提高窗户的节能性能。