一段时期以前，人们对窗户的认识停留在遮风挡雨及采光功能上，但是随着建筑节能产品应用技术的推广，对门窗节能的要求也越来越高，优质门窗、节能门窗应运而生，所有门窗又全部向节能门窗靠拢。因此，如何为建筑合理配置节能门窗就成了人们关注的热点。

    合理配置门窗的措施：

    研究分析得出，大量的能量是双向通过窗户的，白天，南面窗户通常以辐射形式获得太阳能；而在夜晚通过对流、辐射和传导会流失能量。北面窗通常是通过对流和传导流失能量；东面和西面窗在加热的季节往往是不确定的，然而在夏季，西面窗是纯粹获得能量，引起过热。我们在不考虑门窗安装朝向的情况下，通过合理配置门窗组成，可以提高门窗的隔热节能特性，这些措施包括：根据不同的使用地点，选择合理的阳光遮蔽玻璃，控制通过门窗的辐射传热、加大中空玻璃间隔层内气体比重，降低对流传热、选择低传导的中空玻璃边部间隔材料和隔热窗框材料，控制通过门窗的传导传热等等，具体分析如下：

    一、合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热

    透明窗户玻璃很容易使太阳光通过，然而，因为透明玻璃具有较高的辐射率，在晚上同样会以辐射热流失的形式向室外发射红外线能量。在选择原片玻璃时，应该根据不同的地区选用不同的玻璃形式。如阳光照射强的地区，选用低透过的镀膜玻璃或吸热玻璃作为原片玻璃，控制阳光进入室内而较寒冷地区，选择高透过的白玻或镀膜玻璃，尤其是Low-E玻璃做原片，防止室内热量流失，从而提高中空玻璃的使用效果。

    我们以上海地区为例，采用铝合金断桥门窗，U值为3.43W/m2.K，选取冬季室内温度为18℃，室外平均温度为5℃，最低温度天数为56天，冬季阳光照度为135W/m2；夏季室内温度为26℃，室外平均温度30度，最高温度的天数为180天，阳光照度为580 W/m2，在一栋4000平方米的住宅，采用阳光遮蔽系数为0.30的玻璃，取暖费用消耗费用为99963元，制冷费用为150058元；而选用阳光遮蔽系数为0.50的原片玻璃，取暖费用为93358元/年，制冷费用为217168元/年。两者比较，取暖费用相差的费用为6605元/年，而制冷费用相差为67110元/年，两者综合，选用低遮蔽系数的玻璃较高遮蔽系数的玻璃每年可以节省电费60506元/年，由数据我们可以看出，南方地区，适合使用带颜色的中空玻璃，因为虽然改变了玻璃的颜色，但是中空玻璃的U值是没有变化的，仅仅是改变了玻璃的遮阳系数，也就是说，使用颜色玻璃仅仅起到控制阳光的作用。而在我国北方地区，考虑的多数是冬季采暖问题，对于控制阳光进入室内是不可取的，应该选择高透过率的原片玻璃。我们以哈尔滨地区为例，选取铝合金断桥门窗，U值为3.43W/m2.K，选取冬季室内温度为18℃，室外平均温度为-10℃，最低温度天数为179天，冬季阳光照度为120W/m2；夏季室内温度为26℃，室外平均温度28度，最高温度的天数为30天，阳光照度为620 W/m2，在一栋4000平方米的住宅，采用阳光遮蔽系数为0.30的玻璃，取暖费用消耗费用为383296元，制冷费用为22051元；而选用阳光遮蔽系数为0.50的原片玻璃，取暖费用为373419元/年，制冷费用为34007元/年。两者比较，取暖费用相差的费用为9877元/年，而制冷费用相差为11956元/年，两者综合，选用低遮蔽系数的玻璃较高遮蔽系数的玻璃每年可以节省电费2079元/年。虽然在北方地区，选用低遮蔽系数的玻璃同样节省电费，但是在冬季取暖期内，低遮蔽系数的玻璃较高遮蔽系数的玻璃费用高，所以建议在取暖为主的地区，一般选取较高遮蔽系数的玻璃。

    使用Low-E镀膜玻璃通常会损失一些太阳光，略微减少阳光热获得，但是通过夜晚优异的隔热性能改进，这些损失可以大大地得到补偿。另外使用Low-E镀膜玻璃还可以减少紫外线的通过，可以减少室内物品褪色的可能。 

    二、改进中空玻璃间隔层内气体性能

    门窗及中空玻璃技术的一个改进是中空玻璃内部充入气体，充入气体的条件是具有化学稳定性和不反应的，氩气和氪气是普遍的选择。氩气很普通而且便宜的，在两层玻璃之间充入氩气能够做两件事情：1)可以减少热传导损失，因为氩气比空气具有低的传导率，2)减少对流损失，因为氩气比空气重，在玻璃层之间不流动。氪气的性能较氩气稍微好一些而且在小的间隔层内使用（约8mm），效果较好，但是氪气价格较贵。相对窄的间隔层需要的气体量少，而且多层窄的间隔层可以减小压力破碎的可能。一般来讲，在中空玻璃间隔层内充入足够比例（约90%）的氩气，可以降低U值约5%，这样，上述在哈尔滨地区例子中，选用充入氩气的中空玻璃，每年取暖期可以节省电费约18600元。

    三、选用低传导间隔层

    在Low-E镀膜减少辐射损失、充气减少对流和传导损失时，窗户玻璃周边的间隔条成为弱的热链接。大多数间隔条使用的是传统的铝管，虽然重量轻，但是十分不幸的是这样的金属具有很好的热传导性能。从能量效率观点出发，低传导间隔条是主要的改进方法。市场上出现很多不同的方法和材料，相应改进了性能。一般来说，将传统铝条更换成暖边Swiggle胶条做中空玻璃密封，可以提高近5%的隔热性能，而在充入氩气或者采用Low-E的中空玻璃上改变密封方式，可以提高15%-20%的隔热性能，相应节省20000元/年的费用。而且这些暖边密封间隔条也能够提高内部玻璃表面周边的温度并减少热应力，减少玻璃炸裂，在冬天可以减少80%结露的可能。下面表格是各种不同边部密封材料的热传导率数值。

    密封形式          双封铝条 热熔丁基/U形 Swiggle/铝隔带 不锈钢Swiggle

    传热系数W/m ℃ 10．8      4．43         3．06                  1．36

    四、选用隔热性能好的窗框材料

    窗框材料是整个窗户中另外一个弱的链环，整个窗户中约1/4面积是窗框材料，高性能的装配较传统的窗框材料具有更好的隔热性能。窗框是不同材料的组合，如果选择门窗已经决定使用Low-E镀膜、充气和低传导间隔条中空玻璃，那么窗框材料就应该选择最低传导热损失的材料，这是窗框材料选择的基本条件。窗框材料对中空玻璃的性能影响较大，门窗的U值一般是由三部分的值经过加权平均计算出来的，这三部分分别为：窗框材料面积的U值、玻璃边部的U值及玻璃中央的U值组成。如果选用的窗框材料不同，那么整个门窗的U值的数值也不同，而且差别较大。下表中的数值是通常情况，不同窗框材料配白玻中空玻璃的隔热系数表：

    窗框材料   铝合金 热隔断铝合金 PVC

   U值W/M2k 4．49  3．63    2．78

    从数值上来看，窗框材料的隔热性能好，那么整个窗的U值就好，如果使用PVC窗而选用不同的开启形式，整个门窗U值也不相同。

    从上述数据，我们可以看出，不是一提到玻璃U值的大小或者选用的窗框材料的隔热性能好坏就断定门窗整体保温性能的好坏，而是要根据门窗的形式及综合配置而定。同样需要注意，窗框材料对阳光获得具有重要的影响，一般强度大的材料可以制成窄的框、扇面积，象断桥铝合金和玻璃钢材料，这样可以允许更多玻璃面积的阳光获得，这种型材被称为低断面型材，一般金属型材的设计要更多地考虑这个因素。

作者：廖小俏