从设计角度探讨建筑门窗保温性能的优化途径

从设计角度探讨建筑门窗保温性能的优化途径

葛沭琼

江苏东都建筑设计研究院223600

摘要：近年来我国社会、经济发展迅猛，建筑行业随之发展，作为建筑体中重要组成部分，门窗是建筑围护中保温性能最弱的环节，其保温性能，能否优化与建筑能耗关系密切，本文首先介绍优化门窗保温性能的必要性，随后提出几点优化途径，为建筑保温性能更好发展做出贡献。

关键词：设计角度；建筑门窗；保温性能

目前，人民生活水平逐渐提高，居住要求（即功能性、舒适性等）随之上涨，建筑的实际应用指标之一，就是保暖性能。我国处于高速发展阶段，从能源节约角度考虑，能耗矛盾突出，威胁生态环境，门窗保暖性能影响能源消耗，现今建筑能耗占据社会总能耗的30%。门窗具有隔热、隔音、隔风及热力平衡等重要作用，保暖设计一旦存在缺陷，就会增加建筑能耗，致使用户功能需求无法得到满足。

一、优化设计必要性

从建筑空间结构角度而言，门窗既是打破空间封闭的重要形式，又是沟通建筑与外界的主要设计，通过开放或关闭门窗，即可实现交流、沟通建筑内外等功能。例如采光、通风、换气及保温等行为，就是在开放或关闭空间基础上实现的。门窗发挥功能同时必须存在隔断机制，防止外界环境存在负面作用并破坏室内环境。

从节约能源角度分析，建筑外围结构最为薄弱的就是建筑门窗，其作用就是破坏封闭空间。加强建筑门窗保温性能可以降低建筑能耗，随着近年来社会经济发展、人民生活质量提高，节能减排相关工作进一步开展，人民群众对门窗装饰效果与使用功能提出更高要求，因此必须确保建筑门窗美观大方、保温性能良好，便于更好节约能源。冬季时天气严寒，保持室内温度必然消耗大量能源，一旦门窗保温设计不合理，存在缺陷，就会导致热量散失；夏季时天气炎热，空调降低室温时，门窗发挥职能，必须避免室内外空气产生流通，这时如果门窗存在设计缺陷，就会促使室内环境变化，导致大量资源浪费。

由此可见，结合当前现状，门窗保温性能优化的必要性，源于人民群众对建筑功能性与舒适性的要求。我国已然步入城市化深入阶段，建筑市场飞速发展，因此建筑所具备的商品性也更为突出，市场范畴也逐渐扩展到节能领域，所以房产开发商也应当根据发展趋势采取相应的措施。但是，当前我国并未存在门窗设计统一标准，多数建筑仅仅将门窗作为功能部分实施安装，建筑节能工作进程缓慢。我国近期相继出台许多建筑节能标准相关政策，使得部分节能门窗得到市场青睐，北上广等一线城市节能建筑成功案例逐渐增多。建筑节能化发展已然成为主流趋势可以取得良好经济效益与社会效益，为我国落实可持续发展贡献力量。从本质上来讲，门窗保温性决定建筑能耗，我国当前建筑行业发展势头良好，更应加强研究节约能耗，为我国节约能源总体工作做出贡献。

二、优化途径

门窗保温性能是当前建筑领域重点关注内容，如何将门窗隔热性与保温性提高，也是建筑技术改革创新的核心。当前阶段主要有三种门窗保温影响因素，其一是热量辐射、其二是热量传导、其三是热量对流，三者综合考虑才能降低建筑热能损失；研究表明工作人员可从两方面采取措施，其一是提高门窗保温性，降低门窗传热量，其二是加强门窗气密性，避免外界空气渗入导致热损失。

（一）提高门窗保温性，降低热量传递

可以从多方面提高门窗保温性能，例如材料、形状及结构等，其目的是以同等条件降低热量传递。材料属性对框窗保温性能起决定作用，不同类型材料保温效果存在差异性。除此以外，作为门窗支撑体系，框窗可以影响保温性能及保温效果。一般来说，其主要有复合型材料、金属材料及非金属材料共同加工形成，值得注意的是，支持门窗功能并未表示满足保温性能需求，在建筑门窗功能设计中，应该确保窗立面具有良好统一性，避免过度分割或以大截面材料制作小面积门窗。

（二）单层玻璃传热

物理效应表明单层玻璃拥有较小热阻，因此一旦建筑内外部温差较大，热量传导现象必然产生。例如，夏季时室内开启空调，虽然室内温度降低，但单层玻璃门窗具有良好传热性，大量损耗低温空气；冬季时玻璃会产生结冰现象，此时单层玻璃出现传热过程，热量对流换热及辐射换热后传递至门窗玻璃表面，热量由内之外传递，经过对流换热与辐射散热至室外后消耗大量高温空气。

（三）双层及多层玻璃

为提高门窗保温性能，必须加强门窗热阻值，最简单的方法即为对玻璃隔断数量进行增加，双层及多层玻璃门窗应运而生，这也是提升门窗保温性能最为常见的手段。以物理学角度研究，双层及多层玻璃存在复杂热过程，其热量自换热传至内层玻璃表面，经过外表面后到达空气间层，随后传至外层玻璃内外表面，最后扩散至建筑外，这一过程显著降低温度流失。

（四）应用镀膜玻璃与惰性气体

部分特殊处理后玻璃产品可以更好实现门窗保温性提升，即便在单层玻璃格局设计下仍然具有同样效果。比如应用镀膜玻璃与惰性气体，以市场产品供应分析，我国当前阶段建筑门窗应用镀膜玻璃主要可以分作两类，其一是热反射玻璃，其二是低辐射玻璃。中空单片玻璃可以选取节能玻璃与镀膜玻璃，将其优点集中于中空玻璃中，就可以发挥出更为优越的节能作用。与此同时，高新技术发展与加工工艺创新同样可以从玻璃构造层面入手提高门窗保温性能。类似于中空玻璃技术，尤其是密封技术进步使玻璃间层中可以填充导热系数更小、粘度系数更大的惰性气体，以此降低其体传热。

（五）加强门窗气密性

建筑门窗节能空气渗透性能与框扇密封长度密切相连，框扇缝隙大小与密封材料性能具有联系，结合当前情况，主要有三种因素影响气密性，即存在力差、温差及缝隙。实际解决问题过程中，可以从改进内外排水孔入手，对执手设计实施优化，确保门扇及窗扇四周均匀受力，产生良好密封性。从总体来看，保障产品质量性能优越，必须从选择材料、设计节点、加工工艺及具体安装维护细节入手。

结语

综上所述，加强分析研究门窗保温优化设计，对改善门窗应用效果具有重要意义，在今后实践中，必须加强重视建筑门窗保温优化，注重协调具体设计方案实施，只有改善其保温性能，合理设计比例，全面实现保温节能，才能减少门窗装修成本与能源消耗，提高建筑布局合理性。

参考文献

[1]陈轶群.建筑门窗的保温性能优化设计研究[J].门窗，2016（03）.

[2]李志诚，赵伟.建筑门窗的保温性能优化设计[J].中外企业家，2016（15）.

[3]金烽，曹叶成.建筑门窗的保温性能优化设计[J].门窗，2013（02）.