前言
安裝是實現(xiàn)具體門窗產(chǎn)品功能化的重要環(huán)節(jié),其最終將影響門窗的使用效果及使用壽命,更嚴重的會影響人們生活和人身安全。門窗在現(xiàn)代建筑中的作用已不再是原來的采光、通風、瞭望的基本功能,它不僅兼顧建筑的美觀,同時對建筑節(jié)能起到了至關重要的作用。大量研究表明,通過門窗的能耗約占整體建筑總能耗40%以上。門窗節(jié)能是建筑節(jié)能的重點,除了門窗本身的節(jié)能指標提升外,門窗安裝方法對于門窗的整體性能也有較大的影響。正確的安裝有利于冬季的采光和夏季的遮陽,并能夠有效的減少門窗框與結構之間的結露發(fā)霉現(xiàn)象,錯誤的安裝不僅對節(jié)能有不利的影響,更多地會影響門窗的使用壽命并給建筑帶來不可逆的破壞。
門窗安裝
以往門窗的好壞和安裝位置的正確與否常常被忽視,目前絕大部分門窗采用傳統(tǒng)的安裝方式,傳統(tǒng)的安裝方式是否節(jié)能,對建筑的影響有哪些?哪種安裝位置最合理,最能夠發(fā)揮出門窗的保溫節(jié)能作用,更有利于建筑環(huán)境的健康。目前的門窗安裝主要有濕法安裝、干法安裝、以及外掛安裝(低能耗建筑),門窗具體安裝位置示意如圖1。
圖1 門窗安裝位置
圖1所示為窗安裝的不同位置與建筑外保溫的配合關系A、B、C、D。
A窗安裝在結構洞口的居中位置,保溫沒有對窗框體進行覆蓋;B窗安裝在結構洞口居中位置,保溫對窗框體進行覆蓋;C窗安裝在結構洞口內(nèi)靠外側,保溫對窗框體進行覆蓋;D窗安裝在結構洞口外側,保溫材料對其進行覆蓋。
安裝位置分析
圖2
A方案:所示的安裝位置關系為是目前較為普遍的安裝方式,此種安裝便于窗的快速定位和安裝,便于保溫的施工,作為建筑維護結構的最薄弱環(huán)節(jié),保溫沒有進行有效地覆蓋,不僅會造成很大的熱損失,也會在洞口的位置存在較大的結露風險,同時影響整個外維護結構的熱工性能,由于窗過于靠近室內(nèi),雖然有利于防水,不利于室內(nèi)的采光,影響建筑得熱。
B方案:同樣是居中安裝,由于保溫對窗框體進行了覆蓋,對門窗的保溫性能有了一定的提高,有效地提高了窗室內(nèi)的表面溫度,對窗的抗結露性能有了一定的作用,但是由于窗的安裝位置太靠近室內(nèi),窗與結構之間結露發(fā)霉的問題已然沒有有效解決,13℃等溫線依然穿過結構(圖3)。
圖3 注:13℃等溫線位置容易產(chǎn)生霉菌
13℃等溫線在結構上穿過,就會產(chǎn)生如下問題(圖4)
圖4
C方案:將窗的安裝位置更靠近室外側,首先有利于采光,可提高建筑得熱;可根據(jù)洞口結構的改變提高防水性能,根據(jù)熱工計算可以看出,其溫度梯度進一步減小,有效地將其等溫線移向室外側,很大程度改善室內(nèi)熱環(huán)境,同時避免了結構產(chǎn)生霉菌的可能。(圖5)。
圖5
C方案的13℃等溫線恰好與結構邊緣掠過,即能夠有效地避免霉菌的產(chǎn)生。從而避免一系列的問題。
D方案:一種新的窗安裝方,這種安裝方法是把窗整體移向建筑結構外側,并使用外墻保溫材料對門窗框進行覆蓋,可有效提高窗與結構之間的保溫性能,避免窗框及洞口周邊結露現(xiàn)象的產(chǎn)生,其等溫線分布均勻,可有效避免門窗結構位置的結露發(fā)霉等問題。(圖6)。
圖6
13℃等溫線已經(jīng)不在建筑結構上,即表明上圖安裝位置較為合理,建筑結構和窗之間不會有發(fā)霉的現(xiàn)象產(chǎn)生。
此種安裝方法是將窗依靠“型材”/連接件形成支撐結構,把窗“掛”在建筑結構的外側,被廣泛稱為外掛式安裝(圖7)。
圖7
圖7所示的安裝方式有利于窗的保溫,并有效的方式窗安裝位置的結露和霉菌的產(chǎn)生,是一種較為穩(wěn)妥的安裝方法,但是這種安裝方法需要較厚的保溫,目前75%節(jié)能建筑的保溫厚度為10cm,如果是“外掛”安裝需要至少15cm。此種安裝多用超低
能耗建筑。
門的安裝位置同樣至關重要,門為了便于出行,多設計為金屬低門檻設計,不利于建筑的節(jié)能。在北方地區(qū),冬季室外溫度在-15℃左右,室內(nèi)溫度在25℃,在門檻位置及其容易造成結露結冰的現(xiàn)象。以圖8為例:
圖8
上圖方案0℃等溫線已經(jīng)進入室內(nèi),且在室內(nèi)地面處斷開,冬季門檻室內(nèi)側再空氣濕度較大時極易結露甚至結冰。對于節(jié)能尤為不利,如何改變這一現(xiàn)狀?如圖9:
圖9
同理門安裝同樣靠是外側安裝,在門的下檻安裝隔熱型材,以改變提高門下檻的等溫曲線的走向,型材與框體之間的間隙填充防水耐壓的密封材料,在門檻偏向室內(nèi)側的位置安裝防滑金屬板,這樣可以有效的將室內(nèi)熱量向門檻位置傳導,從而提高門檻室內(nèi)的側的溫度。避免因門檻處溫度過低造成的結冰。
其它因素
防水透氣和防水隔氣材料
室內(nèi)的濕熱空氣不斷地涌入門窗與結構之間,無法將其順利的排出,也是造成內(nèi)部結露和發(fā)霉的重要因素之一,這也目前門窗安裝中的一大弊端(圖10)
圖10
在歐洲,在門窗安裝時會使用防水透汽膜(室外)和防水隔汽膜(室內(nèi)),防止室外的水進入門窗與結構的縫隙,使結構內(nèi)的水汽可以自由的蒸發(fā),從而避免墻體發(fā)霉(圖11)。
圖11
圖11中的安裝方式不僅能夠使保溫更多的覆蓋窗框提高門窗的節(jié)能效果,并使用防水透汽及防水隔汽材料,使門窗與結構之間的縫隙可以與外界自由呼吸,讓水蒸氣自由的蒸發(fā),降低發(fā)霉的幾率。
小結
門窗應采用正確合理的安裝方案,并使用防水隔汽和防水透汽材料,防止室外的水和室內(nèi)的潮濕空氣進入門窗與結構之間,并使其能夠與外界進行自由的氣體交換,保證門窗的抗結露性能,避免門窗和結構之間霉菌的產(chǎn)生;讓外墻保溫盡可能多的覆蓋窗框,以提高門窗框體的保溫性能。以上做法在能夠讓門窗更好的發(fā)揮節(jié)能性能的同時,保持室內(nèi)健康的居住環(huán)境。
結語
日前龍湖集團的“國家綠色智慧建筑示范中心”項目就是按照被動式門窗安裝節(jié)點施工,極大的減少了門窗安裝熱橋,并保證了門窗裝的氣密性,使門窗的性能得到充分發(fā)揮,進一步提高了建筑的節(jié)能性能。建筑節(jié)能門窗是關鍵,安裝即實現(xiàn)其具體功能的“關鍵”。越來越多的房產(chǎn)開發(fā)企業(yè)意識到,合理的門窗安裝能在建筑節(jié)能和居住環(huán)境方面起到關鍵的作用,也是現(xiàn)在節(jié)能門窗能否發(fā)揮其作用的關鍵。門窗安裝是實現(xiàn)建筑氣密性、建筑的可持續(xù)發(fā)展和關閉建筑能耗閥門的重要手段。三分制作七分安裝,采用正確的安裝讓節(jié)能門窗充分發(fā)揮其節(jié)能作用更是建筑節(jié)能的重中之重。
本文原標題為:《被動式門窗安裝位置與建筑節(jié)能性能分析》;作者單位:河北奧潤順達創(chuàng)業(yè)有限公司 魏賀東 趙及建 李秀峰 呂燕燕;原文刊登于《建設科技》雜志,版權歸期刊編輯部及作者所有。