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我国被动式超低能耗建筑用外窗热工性能指标研究及实测分析

来源:2016年会论文集  作者:万成龙 王洪涛 单波 阎强  日期:2016-4-13
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  提要:被动式超低能耗建筑是我国节能建筑发展的重要趋势,适用的外窗传热系数指标是被动式超低能耗建筑用外窗设计的基础,但目前国内尚缺少相关研究;国内虽然建成了多个示范工程,但却缺乏真实外窗性能数据为其他工程提供参考。本文在参考国外被动式建筑用外窗设计准则的基础上,重点探讨了国内被动式超低能耗建筑用外窗传热系数的确定方法及典型气候区传热系数和内表面最低温度指标值,并在对国内某几个典型的被动式超低能耗建筑用外窗节能性能测试评估的基础上给出了目前被动式超低能耗建筑外窗存在的典型问题和相应分析,对于国内被动式超低能耗建筑用外窗产品的设计具有一定的参考价值。
  关键词:被动式超低能耗建筑用外窗,性能指标,测试分析

  气密性测试首先将试件外表面缝隙用胶带全部密封,测出系统附加空气渗透量;再将试件室外侧胶带去除,测出总空气渗透量;计算得到单位缝长空气渗透量和单位面积空气渗透量,测试结果见表4。

  试验从2月4日18:00开始到2月8日18:00结束,共采集4天完整数据,温度监测数据曲线见图5。

  结果表明,玻璃边缘温度测点(测点4、测点5和测点8)温度明显偏低且波动幅度偏大,说明玻璃边缘处为热工薄弱环节;玻璃中心测点(测点6)温度波动幅度大,且晚上低于外窗除玻璃边缘测点(测点4、测点5和测点8)外的其它测点,中午高于外窗除玻璃边缘测点(测点4、测点5和测点8)外的其它测点,表明玻璃中心保温效果较型材略差;中午温度高于其它点表明玻璃中心在温差传热外,吸收了周围辐射对流传热(词条“对流传热”由行业大百科提供)的热量。

  某天空气温度较高时刻10:00外窗内表面温度分布见图6;某天空气温度较低时刻3:00外窗内表面温度分布见图7。

  结果表明,在一天温度较高时刻和温度较低时刻,外窗内表面玻璃边缘温度均明显偏低,即玻璃边缘为外窗的热工薄弱环节,需加以改进。

  3.6 外窗内表面结露检查结果及分析

  被动式超低能耗建筑既要极大地降低建筑能耗,又要保证居住的舒适度。为保证居住的舒适度,室内的空气温度、外窗内表面温度和室内空气湿度需重点控制。外窗内表面温度过低会由于冷辐射引起居住的不舒适感,也有可能导致外窗结露。某被动式超低能耗示范工程用外窗内表面结露检查见图8。

  结果表明,该工程用外窗玻璃边缘存在严重的结露现象,实际检查时发现每个窗都不同程度结露。该工程测试时室外空气温度为-20℃左右,外窗的传热系数为0.8W/(m2·K),达到了德国被动式超低能耗建筑用窗的要求,但由于当地冬季气温远低于德国,导致外窗内表面温度偏低出现结露。说明国内被动式超低能耗建筑用窗的传热系数简单参考德国的传热系数指标是不够的,需要研究确定适合于我国不同地区的传热系数指标。

  4 结论

  根据对我国被动式超低能耗建筑用外窗的性能指标研究和测试分析,可得结论如下:

  (1)外窗是被动式超低能建筑重要构件,但其传热系数指标未得到充分研究;被动式超低能建筑用外窗传热系数应根据“热舒适度准则”和传热学基本原理确定,论文推导出了基本计算公式;

  (2)我国不同气候地区被动式超低能耗建筑用外窗传热系数需要根据其冬季室外计算温度确定,论文给出了几个典型城市的外窗传热系数限值;国内尚无各气候地区被动式超低能耗建筑用外窗相关性能设计标准,而相关指标可参考本论文提供的方法确定。

  (3)测试评估结果表明,我国几个典型被动式超低能耗示范建筑用外窗的传热系数K值小于1.0W/(m2·K);但是,达到德国被动式超低能耗建筑用窗指标,在国内某些地区会出现结露等问题,无法保证居住的舒适度。

  (4)现场气密普测表明,木窗或铝包木窗在个别工程存在集成木材变形,导致严重的空气渗漏问题。表明被动式超低能耗建筑采用木窗或铝包木窗时,应保证木材的保存和加工环境、表面处理质量,避免水汽侵蚀导致外窗性能降低。外窗气密性测试表明,铝木复合窗塑料窗的气密性较高,达到了7级或8级的水平(最高为8级)。相对而言,塑料窗气密性略低,这与实验室大量测试数据也是一致的。

  (5)内表面温度测试结果表明,玻璃中心与玻璃边缘温差较大,部分外窗玻璃边缘有结露现象。说明在被动式超低能耗建筑用窗设计过程中,应重点改善玻璃边缘热工状况。

  参考文献

  [1]住房和城乡建设部.被动式超低能耗绿色建筑技术导则(居住建筑)(试行).2015

  [2]DB13(J)/T177-2015.被动式低能耗居住建筑节能设计标准.

  [3](德)菲斯特教授,考夫曼博士著/徐智勇整理翻译.成功设计和建造被动房质量保证指南[M].中国被动式超低能耗建筑联盟内部资料.2014

  [4]章熙民,任泽霈.传热学(第四版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2004

  [5]万成龙.不同气候条件下建筑外窗性能变化检测技术研究.北京工业大学硕士论文.2009,55~57

  [6]JGJ/T 151-2008. 建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2009, 58~65

  [7]GB 50176-93.民用建筑热工设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社

  [8]GB/T 8484-2008.建筑外门窗保温性能分级及检测方法[S]

  [9]JG/T 211-2007.建筑外窗气密、水密、抗风压性能现场检测方法[S]

  [10]GB/T 7106-2008.建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法[S]

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专家介绍

 王洪涛

建筑门窗配套件委员会专家组

工作单位:中国建筑科学研究院建筑物理研究所

技术职称:高工

专业:  工作简历及主要作品或业绩:   具有本学科扎实的理论基础、熟悉建筑幕墙外窗的应用技术,主持研发了多项建筑外窗幕墙检测技术、设备。其中建筑外窗现场检测设备在建筑门窗行业引起极大反响,已经在国内大量推广使用。承担多项国家大型工程的幕墙门窗检测及工程技术论证。为国内省市及地方检测单位提供技术支持,建立检测设备。担任全国建筑幕墙门窗标准化技术委员会秘书长,负责幕墙门窗行业国家标准。主持及参加多项国家科技支撑重点项目及部、院级科研项目。具备实验室认可/检查机构技术评审员资格。

专长:建筑门窗幕墙检测及研究

原文地址:http://www.52mqw.com/info/2016-4-13/41084-1.htm
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  • 写得不错,看的出作者下了不少功夫,收集了不少资料。
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  • 恭喜,恭喜。
    相信之江公司的产值会大增,服务会更上一层楼。
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