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寒冷地區建築使用高效能外門窗,還需要再設定遮陽嗎?

2022-08-04家居

門窗一直是建築外立面一道亮麗的風景,她給建築之外的人以舒心美感,但俗話稱「鞋子穿自己腳上,舒不舒服自己知道」。同樣的道理,門窗在建築上是否合適?使用人最有體會。

門窗行業伴隨著商品房的發展,歷時40余年,產品效能和型式發生了革命性的變化。尤其是當下,各種新材料、新產品層出不窮,但「萬變不離其宗」還是產品效能、單價、款式等等。

那麽,關於門窗效能,到底怎樣效能的門窗才可稱為叫「高效能門窗」?目前,行業內尚無絕對定義,更多是相比以往的效能而言;所謂門窗效能,實際就是建築建成使用後,居住和使用所需的門窗功能所對應的各項建築標準中具體指標要求。包括: 抗風壓效能、水密性、氣密性、保溫性、隔音性、遮陽性、采光性、耐火性、耐久性9大指標 。這也是美好生活對建築窗洞的綜合要求。

坦言,如之前的文章所述。建築門窗發展至今,除太陽光引起的太陽得熱重視程度不夠外,其他8大指標確實做得非常好!其實,行業內還有種聲音,就是:寒冷地區,建築如果使用了高效能門窗,就不需要再單獨設定遮陽;本來嘛,寒冷地區,盡管太陽輻射強度比較大(≥300w/m²),但太陽的高度角和方位角都不大,且日照時長也不長(以河北省石家莊市為例,如下表)。

接下來,以河北省石家莊市某超低能耗居住建築為例,假定建築的東、南、西三方向窗墻比為Qc=0.25(坦言,對於東西向的廚衛來說,稍偏大,但對於南向的臥室、客廳等來說,稍偏小),窗地比為Qd=1/6,其他做法參照河北省工程建設標準(被動式超低能耗居住建築節能設計標準)DB13(J)/T177-2015。當然,在這個標準下的建築外窗,相比之前的窗,肯定是「高效能」的外門窗了。

結合太陽輻射強度,求得該建築在如下四個狀態下(1.外窗+無遮陽;2.外窗+內遮陽;3.外窗+外遮陽;4.外窗+外遮陽+內遮陽)的太陽得熱量和制冷負荷如下表:

由上兩表可見, 由外窗+無遮陽到外窗+內遮陽,再到外窗+外遮陽,最後到外窗+外遮陽+內遮陽,室內單位面積的太陽輻射得熱量和制冷負荷在逐步遞減,在保證舒適度的前提下,大大節約了制冷負荷,也就節約了能耗 ;更為關鍵的是,如果是活動式遮陽,冬季收起,讓外門窗充分得熱,從而使得室內單位面積太陽輻射得熱上升,也可以降低室內的供暖負荷,在保證舒適度前提下,有效降低冬季的供暖能耗。

當然,上表還是建築窗墻比僅Qc=0.25時的情況,實際上建築室內的「大通透、大視野」是居住人和建築師都孜孜以求的效果,但如不采取有效的遮陽設施,室內的舒適度和能耗的對立矛盾將「再次」凸顯。

寫在最後:

寒冷地區,活動式外遮陽設施能明顯降低建築外門窗的室內單位面積夏季太陽得熱量,從而降低制冷負荷;同時冬季收起活動式外遮陽,讓門窗充分太陽得熱,提高室內單位面積的太陽得熱量,能有效降低供暖負荷;且窗墻比越大,這個效果越是明顯!即使建築使用了高效能的外門窗,也依然如此!

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