金陇海  曾俊华

      随着城市建设的高速发展,我国的建筑能耗逐年大幅度上升,已达全社会能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生产能耗约13%,建筑总能耗已达全国能源总消耗量的45%。我国现有建筑面积为400多亿m2,绝大部分为高能耗建筑, 且每年新建建筑近20亿m2,其中95%以上仍是高能耗建筑。

      据统计资料, 在我国既有的高耗能建筑有40%的耗能是通过门窗散失的。因此,解决好门窗节能的问题相当重要。

隔热断桥铝合金门窗自出现以来，因其刚性好，防火性好，保温隔热性能好，强度高，采光面积大，装饰效果好等优点而被越来越多的节能建筑采用。但是对于中国严寒地区来说，塑钢窗占据着90%以上的市场，部分地区存在一个误区：只有塑钢窗才能满足当地节能的要求。其实，节能门窗行业经过这么多年的发展，特别是近年来国内系统公司高端产品的不断出现，隔热断桥铝窗已经完全可以适应严寒地区的节能要求。

这样又给我们提出了一个课题，严寒地区的节能建筑如何合理的使用隔热断桥铝窗？

       根据国家的节能标准和各地区的节能规范的要求，整窗Uw＜2.2W/m2K是严寒地区节能门窗普遍要求。这里，我们结合严寒地区常用的几种方案详细分析各方案的节能性能（型材系列为辽沈丽格提供）。考虑到模拟结果的可比性，所有方案模拟窗户的尺寸均为1500mm×1500mm，开启尺寸为750mm×1500mm。

具体方案见表1。

表1 严寒地区的隔热断桥铝窗的配置方案

图1  方案A 玻璃U值模拟结

       通过使用Windows5，Thermal5软件模拟，我们最终得出各方案的模拟结果。具体模拟过程如下：

方案A：NS56系列型材  6+12A+6 LOW-E（泰居安暖边）

6+12A+6 LOW-E（泰居安暖边）玻璃U值。Ug = 1.730W/m2K

图2方案A 边框U值模拟结果

方案A边框U值Uf = 3.6275 W/m2K

图3  方案A开启边框U值模拟结果

方案A开启边框U值   Uf = 3.4393W/m2K

图4  方案A中挺U值模拟结果

方案A中挺U值Uf = 3.6301W/m2K我们将玻璃的Ug值和各节点的Uf值代入到计算公式。

图5方案A整窗U值模拟结果

通过模拟，我们得出方案A整窗U值Uw= 2.184W/m2K，满足Uw＜2.2W/m2K要求。

方案B：HW62系列型材  6+12A+6 LOW-E（泰居安暖边）

图6 方案B边框U值模拟结果

方案B边框U值Uf = 2.7599W/m2K

图7  HW62 开启边框U值模拟结果

方案B开启边框U值Uf = 2.6854 W/m2K。

图8 方案B中挺U值模拟结果

方案B中挺U值Uf = 2.8425 W/m2K。

由于方案B和方案A的玻璃配置相同，我们直接引用方案A中模拟的玻璃结果Ug = 1.730W/m2K，我们将各边框Uf值代入计算公式。

图9方案B整窗U值模拟结果

通过模拟，我们得出方案B整窗U值Uw= 2.081W/m2K，满足Uw＜2.2W/m2K要求。

方案C：HW62系列型材  5+12A+5+12A+5（泰居安暖边）

图10方案C 玻璃U值模拟结果

5+12A+5+12A+5玻璃U值Ug = 1.766W/m2K

图11 方案C 边框U值模拟结果

方案C 边框U值Uf = 2.4876 W/m2K

 图12 方案C开启 边框U值模拟结果

方案C 边框U值Uf = 2.7323 W/m2K

图13 方案C中梃U值模拟结果

方案C中梃U值Uf=2.7690 W/m²K

       我们将玻璃的U值Ug=1.766W/m²K和各节点的Uf值代入到计算公式。

       通过模拟，我们得出方案C整窗U=2.072W/m²K，满足Uw＜2.2W/m²K的要求。

       通过对三种方案的软件模拟，三种配置方案都都满足Uw＜2.2W/m²K的要求，仅考虑满足节能要求上来说，严寒地区的节能建筑在选择节能门窗时可以选择任意方案。但是，门窗在使用的过程中，除了节能性能外，节能门窗的防结露也非常重要。通过软件做结露模拟，三种方案结果如下：

      方案A：NS56系列型材6+12A+6LOW-E（泰居安暖边）

图15 方案A露点模拟结果

         按照室外-25℃，依据国家标准计算条件，室内按20℃，室内表面最低温度为4.3℃。

图16 方案A相对湿度模拟结果

         所以，该系统要满足不结露，室内相对湿度必须保证在35.545%以下。

方案B：HW62系列型材6+12A+6LOW-E（泰居安暖边）

         按照室外-25℃，依据国家标准计算条件，室内按20℃，室内表面最低温度为4.2℃。

         所以，该系统要满足不结露，室内相对湿度必须保证在35.297%以下。

图17 方案B 露点模拟结果

图18 方案B 相对湿度模拟结果

       所以，该系统要满足不结露，室内相对湿度必须保证在35.297%以下。

方案C：HW62系列型材  5+12A+5+12A+5（泰居安暖边）

       按照室外-25℃、依据国家标准计算条件，室内按20℃，室内表面最低温度为7.4℃.所以，该系统要满足不结露，室内相对湿度必须保证在44.054%以下。

       综合以上三个方案的模拟结果，得出的结果如下：

图19 方案c 露点模拟结果

图20 方案c 相对湿度模拟结果

表2所示。

表2  方案A、B、C的节能性能

       寒冷地区冬天室内供暖状态下，公共建筑室内的相对湿度在35%左右，可以选择任一方案。但是，老百姓自己房子必然要做饭、洗澡，为了保持相对的舒适，一般的室内相对湿度在45%左右，只有方案C才能保证门窗不结露。针对严寒地区，从节能效果和结露问题任一方面选择，方案C都是我们选择的最佳方案。    另外，我们在选择门窗的过程中，除了考虑原材料的优劣和产品设计的性能外，门窗加工企业的加工和安装过程对门窗的实际使用性能同样存在很大影响。门窗在实际使用过程中，因加工和安装不当造成的漏水、漏气、局部结露等问题比比皆是。

优质的原料+优秀的设计+优良的加工和安装=完美的产品。

注：1、本文章的所有模拟均使用Windows5，Thermal5软件模拟。       

       2、本文章引用的公式参考泰诺风公司的相关资料。