被动式房屋指将自然通风、自然采光、太阳能辐射和室内非供暖热源得热等各种被动式节能手段与建筑围护结构高效节能技术相结合建造而成的低能耗房屋建筑。
这种建筑在显著提高室内环境舒适性的同时,可大幅度减少建筑使用能耗,最大限度地降低对主动式机械采暖和制冷系统的依赖。(更多有关资讯请点击:你知道被动式建筑吗?很潮的!)
被动式房屋在冬季可以实现在没有传统供暖设施的条件下室内有20℃的温度, 并且可以将夏季的空调负荷与能耗降低至原来四分之一以下。
作为被动式房最关键的部品之一,外窗不但要满足保温、隔热要求,还要满足得热和采光要求。同传统意义上的节能外窗相比,被动式房屋的出现对外门窗提出了非常严格的要求。
不仅是对传热系数和遮阳系数的要求,而且是对窗的得热系数,采光系数以及抗风压性、水密性、气密性和安装系统提出了严格规定。
1. 对外窗透明部分的基本性能要求
玻璃的透明部分性能是最为复杂的,需同时满足如下要求:
1)玻璃的传热系数应满足K≤0.8W/(M2.K) 。
2)玻璃的太阳能总透射比G≥0.35
3)玻璃的选择性系数S,愈大愈好。并满足S=TL/g≥1.25的要求;其中TL 是可见光透射比。
2.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 规定的方法测定,并符合K ≤1.3W/(m2 ·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以内,又保障了在使用过程中,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,同德国相比,我国最先进生产厂商所提供的被动房专用木窗并不差。被动房木窗生产过程有比较繁杂的处理加工过程。
参观过被动房木窗生产线之后,其繁复的生产工艺让我想起同仁堂药厂的店训:“炮制虽繁必不敢省人工;品质虽贵必不敢减物力”。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。
3.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。被动式房屋的外窗应采用三道耐久性良好的密封材料密封。
我国目前建筑市场上普遍应用的还是黑色的易老化的橡胶类密封材料。如果被动房采用性能不好的外窗密封材料,其后果非常严重。
轻则窗本身在冬季室内一侧结露,重则丧失被动房应有的室内环境温度。目前,我国能够生被动房外窗的厂商多采用的是国外优质的密封材料。
4.玻璃间隔条
高性能玻璃间隔条在我国还是一个产业空白。我国相关标准还未建立。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。
5.窗透明部分的设计要求
从现有的被动式房屋示范试点建筑上看,我国建筑师普遍喜欢的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。
这种分隔对过去的一般的建筑外窗不算什么,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。
一是被动式房屋所用外窗的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;
二是透明部分一般采用三玻二腔充氩气,或是真空玻璃,过多的尺寸会造成生产线上难以形式规模化批量生产,生产厂商无法做库存,从而造成其生产成本的提高。
三是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;
四是一旦用户的玻璃损坏了,难以买到能用的产品。而国外简洁明了的外窗设计成功的避免了以上一系列问题。
6.对外窗的气密、水密和抗风压性能要求
外门窗应具有良好的气密、水密和抗风压性能。依据现行国家标准《建筑外门窗气密、水密、抗风压性能分级及检测方法》GB/T 7106,其气密性等级不应低于8 级、水密性等级不应低于6级、抗风压性能等级不应低于9 级。
7.对窗的安装的要求
同普通房屋外窗一般安放在窗洞口内不同,被动房外窗一般安装外墙外侧。这种安装方式可以减少20% 左右的热损失。
外窗与墙体的连接有防水透气膜、防水隔气膜和密封胶组成的完整密封连接系统。
被动窗都是什么样的?
下面带大家一起认识一下国外常见的被动式门窗是怎样的。下图所示是一个门窗部位的安装节点,其中有众多辅件,在此不一一赘述。
下面是一种塑料型材的被动窗的产品展示,你可以看到,它的型材腔体里填塞了保温材料,但是它没有增强衬钢。这就是难得之处,在没有衬钢的情况下还要保证整窗的强度性能。
下面是一些木窗产品,型材的厚度非常大,多道玻璃组合。
用铝包木的做法,一是增加门窗的外观效果,另一是增强整窗的耐久性,毕竟木材的耐久性不及金属材料。在中国多雨潮湿的环境,纯木门窗并不合适,而铝包木的做法就是满足窗户的耐久性要求。
天然的木材是相对塑料材料更绿色的材料,为什么呢?木材才是可再生材料啊,塑料行吗?木材有很多颜色方案,以下一些照片可以看到不同木窗的美。
如果将窗户和外遮阳卷帘复合在一起就是下面这种效果啦!