如何实现被动房屋
被动房能采用各种节能技术来构造最佳的建筑围护结构和室内环境,极大限度地提高了建筑保温隔热性能和气密性,使建筑物对采暖和制冷需求降到最低。在此基础上,被动房还能有效利用自然通风、自然采光、太阳辐射等实现舒适的室内温湿度和采光环境,最大限度降低对主动式采暖或制冷系统的依赖。
被动窗的介绍
被动房主要采用三玻保温窗,从外向里数,第二和第五个面有low-e涂层,玻璃采用暖边间隔条,玻璃尽量伸入窗框2-3cm,而普通窗户仅为1.5cm,玻璃内填充如氩气等惰性气体,用来降低窗体的导热性。
如何选择被动房门窗?
目前,市场上应用量最大的三种节能窗分别是塑料窗、断热铝合金窗和木窗。
1、窗框材质热传导性能差别
从材料的热传导性能来说,金属材料的比玻璃的导热系数高,而塑料、木材的导热系数又比玻璃低。常用门窗相关材料的导热系数见下表。
窗框的热传导性不能单一以材料的热传导性能来判断,因为通过空腔结构或复合结构设计可以有效改善其热传导性能,如钢窗从实芯钢框发展为空腹钢框乃至断热钢框,铝窗从普通铝合金框发展成为断热型铝合金框,木窗从实木结构发展成为复合结构,塑窗从单腔结构发展成为两腔、三腔结构,乃至最新出现的七腔、八腔结构的型材。只要设计合理,导热性能高的钢、铝材料也能成为保温性能较好的窗框材料。相较之下,塑料与木材由于本身具有优良的保温性能,因此这两种窗框型材的保温设计更简便、保温程度更高、节能成本也更低。
2、门窗的配置设计
门窗中型材与玻璃的配置要求可以通过计算来确定。要保证整窗的传热系数低于0.8(寒冷地区,下同),就要求窗框的保温性能和玻璃的传热系数均低于0.8 W/(㎡·K)。如果保温系数大于0.8,则需要降低玻璃传热系数,这从综合成本的角度而言性价比较差,因此并不是我们所推荐的。以下给出被动房项目用窗与节能65%、75%的普通房屋用塑料窗的配置方法,见下表。
3、窗的安装要求
与普通房屋外窗一般安放在窗洞口内有所不同的是,被动房外窗一般安装在外墙外侧。这种安装方式可以减少约20%的热损失。外窗与墙体的连接处有防水透气膜、防水隔气膜和密封胶组成的完整密封连接系统。
4、对型材的选择
房屋外门窗框的型材传热系数K 应依据现行国家标准《建筑外门窗保温性能分级及检测方法》GB/T 8484 规定的方法进行测定,并符合K ≤1.3W/(㎡·K)规定。这项规定既保障了外窗整体的传热系数能够控制在一定范围内,又保障了使用过程中冬季室内一侧型材表面温度高于露点温度。目前市场上可供选材的只有木材或塑料型材。
在建筑市场上,我国最先进的生产厂商所提供的被动房专用木窗与德国相比并不差,然而由于被动房木窗生产过程比较繁杂,虽然我国已经能生产被动式外窗,但这样的工厂还属凤毛麟角。
5、窗框的密封材料选择
我国工程用窗普遍忽视窗的密封材料。被动式房屋的外窗采用三道耐久性良好的密封材料密封。如采用性能不好的外窗密封材料,轻则窗体本身在冬季室内一侧容易结露,重则丧失被动房应有的室内环境温度,后果非常严重。
6、玻璃间隔条的选择
铝制玻璃间隔条易造成室内结露。玻璃间隔条应使用耐久性良好的暖边间隔条。
7、窗透明部分的设计要求
我国建筑师普遍喜欢对外窗透明部分进行较多的分隔,且透明部分的尺寸过于随意。这种分隔对于一般的建筑外窗而言不算什么,不会引会太多的价格上涨,而对被动式房屋的就会产生较严重的后果。
后果
1、被动式房屋所用的外窗透明部分的性能要优于型材,过多的分隔会降低整窗的性能。
2、透明部分一般采用三玻二腔充氩气或真空玻璃,过多不同类型的尺寸会造成生产线上难以规模化批量生产,生产厂商无法做库存,从而造成生产成本的提高。
3、过多的分隔本身就造成了其加工和材料成本的上升,导致造价的升高。