門(mén)窗是為了節(jié)能,我們實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的幾個(gè)重要的技術(shù)途徑,可以澄清一下大家的思路。
*,建筑節(jié)能無(wú)非就是要降低建筑在使用過(guò)程當(dāng)中的能耗,一個(gè)是降低建筑的耗能負(fù)荷。為什么會(huì)耗能呢?因?yàn)槎焱饷嫣淞耍堇锏臒崃苛鞒鋈チ?,所以需要用暖氣片?lái)補(bǔ)充能量。如果墻做得厚,保溫性能好,那么流出去的熱量少,需要補(bǔ)充的熱量就少。這是zuizui基本的節(jié)能的途徑,我們的保溫門(mén)窗其實(shí)就是發(fā)揮這樣的作用,簡(jiǎn)單的說(shuō),就是降低建筑的采暖負(fù)荷。
第二,提高采暖、空調(diào)、照明等系統(tǒng)的用能效率,設(shè)備能效、設(shè)備容量合理、系統(tǒng)控制靈活。
第三,能源的梯級(jí)利用、低品質(zhì)能的利用。大家都看到發(fā)電廠會(huì)冒著呼呼的白氣,其實(shí)這都是在冷凝,冷凝熱用來(lái)發(fā)電不行,但是用來(lái)采暖還是足夠的。所以低品質(zhì)能*是可以利用到采暖上來(lái)的。
第四,使用可再生能源。使用可再生能源就目前人類掌握的技術(shù)水平來(lái)講,付出的代價(jià)還是非常大的,因此更多的還是在節(jié)約常規(guī)能源上下工夫。
第五,科學(xué)合理的運(yùn)行管理。不管什么技術(shù),zui后都需要通過(guò)科學(xué)合理的運(yùn)行管理來(lái)把它的節(jié)能潛力真正發(fā)揮出來(lái)。
我今天報(bào)告的主題是從節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)講窗的保溫性能,所以要把節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單說(shuō)一下。我們國(guó)家幅員遼闊,960萬(wàn)平方公里土地,根據(jù)1月份zui冷月和7月份zui熱月的月平均氣候,把我們國(guó)家分成五類氣候地區(qū),深藍(lán)色的叫沿海地區(qū),淺藍(lán)色叫寒冷地區(qū),北京市、高碑店就叫寒冷地區(qū),綠色是夏熱冬冷地區(qū),紅色的地區(qū)是夏熱冬暖地區(qū),冬天問(wèn)題不大,夏天非常大。只有很小的一塊,以昆明為核心的云貴高原叫溫和地區(qū),其實(shí)這個(gè)溫和地區(qū)冬天還是需要有一點(diǎn)采暖的。我們分別有這樣幾種標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)是嚴(yán)寒寒冷地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),85年*版,95年第二版,2003年是第三版。
采暖、空調(diào)負(fù)荷的很大一部分是由室內(nèi)外的溫差傳熱引起的,還有通過(guò)玻璃的太陽(yáng)輻射,其實(shí)傳熱的現(xiàn)象是無(wú)處不在的,出現(xiàn)了溫差就一定會(huì)出現(xiàn)傳熱,傳熱只會(huì)減弱,但是永遠(yuǎn)無(wú)法消除。不管我們的墻、窗做得多么好,都只是減弱傳熱,而不能*消除。增強(qiáng)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能,可以大幅度的降低采暖、空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷,從而達(dá)到建筑節(jié)能目的。如果我們冬天穿上很厚的衣服,可能就不需要喝燒酒了,或者少喝點(diǎn)燒酒。就是這個(gè)意思。
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的節(jié)能作用在住宅當(dāng)中作用尤為突出。對(duì)住宅來(lái)說(shuō),因?yàn)橄到y(tǒng)的形式比較簡(jiǎn)單,不像公共建筑那么復(fù)雜,所以圍護(hù)結(jié)構(gòu)在這當(dāng)中起的作用就更大。
所謂圍護(hù)結(jié)構(gòu),就是墻、屋頂、窗,包括一些挑出的外露的樓板,就是把房子包起來(lái)的外層的包殼。從技術(shù)上講可以分成兩類,一類是非透明的,透明的圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要是講窗,現(xiàn)在還有在公共建筑里大量利用的幕墻和采光頂。從傳熱、節(jié)能角度講有大量的不同,非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)只需要考慮溫差傳熱,透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)不僅要考慮溫差傳熱,還要考慮太陽(yáng)輻射透射,太陽(yáng)輻射在北方的冬天希望進(jìn)來(lái)的越多越好,而在南方的夏天是希望它進(jìn)來(lái)的越少越好。非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)阻止溫差傳熱的能力較容易。透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)阻止溫差傳熱的能力不那么容易。
透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),與非透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)相比:傳熱過(guò)程既有溫差引起的導(dǎo)熱,又有輻射。夏季室內(nèi)熱負(fù)荷的主要原因之一。冬季特定情況下,也可以成為得熱構(gòu)件。傳熱系數(shù)降低難。單位平米造價(jià)高。
節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)透明圍護(hù)結(jié)構(gòu)的要求。以北京為例,因?yàn)橹袊?guó)的南北氣候差異太大。德國(guó)從南到北直線距離800公里,想想我們中國(guó)是多少,我們分成五個(gè)氣候區(qū),每個(gè)氣候區(qū)足夠比幾個(gè)歐洲的國(guó)家都要大。
我們國(guó)家*本建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是86年開(kāi)始搞的,當(dāng)時(shí)對(duì)傳熱系數(shù)提出的比例,北向的窗是3.26,其他方向的窗是6.4,為什么提這樣一個(gè)非常低的要求呢?因?yàn)楫?dāng)年我們門(mén)窗工業(yè)的水平就是這樣,所以只能這樣。從編標(biāo)準(zhǔn)的角度來(lái)講,把數(shù)字很容易寫(xiě)上去,但是必須有足夠的產(chǎn)業(yè)支撐,如果沒(méi)有足夠的產(chǎn)業(yè)支撐,寫(xiě)也是白寫(xiě),因?yàn)榧夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是反映技術(shù),其實(shí)還反映了行業(yè)的平均技術(shù)水平。一直到95年,這版標(biāo)準(zhǔn)重新修訂,那時(shí)候門(mén)窗業(yè)的技術(shù)有了比較明顯的進(jìn)步,比如那時(shí)候開(kāi)始出現(xiàn)一些塑鋼的門(mén)窗了,所以那時(shí)候窗的傳熱系數(shù)大概就要求4幾點(diǎn)。從今天來(lái)講,還是屬于比較差的窗戶,但是如果我們跟6.4來(lái)比,已經(jīng)提高了很多了,必須是一步一步過(guò)來(lái)的。
我們的標(biāo)準(zhǔn)編制、修訂頻率跟發(fā)達(dá)國(guó)家比,顯然是慢了一些。這本標(biāo)準(zhǔn)一直到2010年才進(jìn)行修訂,把窗的傳熱系數(shù)大幅度提高,比如當(dāng)窗墻面積比,就是一面墻上床的面積如果很大的話,把標(biāo)準(zhǔn)提到到了1.8,但是這個(gè)1.8很難做到。如果窗墻比小,就定在3.1,如果窗墻比大就定1.3,鍍了膜的雙腔玻璃,當(dāng)然我也希望做提高,但是因?yàn)槭艿叫袠I(yè)發(fā)展水平以及愿意為它付出的代價(jià)、價(jià)格都有關(guān)系。
北京市的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),在北方地區(qū)的建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)上又提高了一步,zui嚴(yán)格的要做到1.5,這個(gè)數(shù)字其實(shí)編這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候也是反復(fù)討論,寫(xiě)的時(shí)候很容易,但是其實(shí)能不能做得到。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)到現(xiàn)在執(zhí)行一年多了,我聽(tīng)到很多反映,1.5的窗不是找不到,但是大部分房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商還是覺(jué)得太貴,不愿意用。這就是現(xiàn)實(shí)。
除了窗本身的傳熱系數(shù)之外,我們也會(huì)計(jì)算透明圍護(hù)結(jié)構(gòu),一個(gè)是透明傳熱,一個(gè)是溫差傳熱,我們把兩個(gè)*物理機(jī)理不同的方法分開(kāi)來(lái),也會(huì)幫助你很好的設(shè)計(jì)好門(mén)窗。
把發(fā)展歷程列在一張表上,大家會(huì)發(fā)現(xiàn)從4.0-4.7,從1.8-3.1,從1.5-2.0,北京是zui嚴(yán)格的城市,我相信天津也會(huì)往這方面走,但是目前為止這是中國(guó)zui高的水平了,就是1.5-2.0。從86年到現(xiàn)在為止,要求提高了70%,數(shù)字還是非常大的。當(dāng)然從進(jìn)一步搞建筑節(jié)能來(lái)講,這個(gè)幅度還要繼續(xù)加大。
取了幾個(gè)典型的中層建筑、高層建筑、和低層建筑。按照zui常規(guī)的窗墻面積比,按照北京市的氣候條件,算了一下它的節(jié)能效果。主要是說(shuō)它的能耗有百分之多少是從窗出去的,因?yàn)槲乙猜?tīng)說(shuō)窗是一個(gè)節(jié)能的黑洞,黑洞這個(gè)話非常形象,但是實(shí)際情況是要用數(shù)字說(shuō)話??梢钥吹贸鋈绻?6年的30%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的話,在低層、多層、高層建筑,窗占的能耗,低層建筑是35恩%,高層建筑是70%,到了95年,雖然把標(biāo)準(zhǔn)大幅度提高了,但是比例還是維持70%甚至于更高,非常奇怪,北京的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該比國(guó)家的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)要求更高,但是窗的比例反而提高了,為什么原因?這就是反映出了我剛才說(shuō)的,墻比較好做,增強(qiáng)它的保溫性能,窗比較難做,所以只能尊重這樣一個(gè)事實(shí)。這張圖很形象,白色的就是窗在整個(gè)北京地區(qū)建筑負(fù)荷采暖的比例,就是62%,60%左右的高層采暖負(fù)荷是由于窗戶造成的。即使是到了2012年北京市更加嚴(yán)格的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn),比例還是有升高,67%、65%左右的熱量,或者你家里有十片暖氣片,其中有六片半貢獻(xiàn)出來(lái)的熱量,就是從窗里流走的。如果把窗的保溫性能降低一半,你的暖氣片就可以再少三片,原來(lái)十片,現(xiàn)在就七片就夠了。所以窗確實(shí)是建筑節(jié)能非常非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。這是一個(gè)角度,但是從另外一個(gè)角度,為什么不把窗做好呢?大家都是門(mén)窗界的專家,因?yàn)椴惶菀鬃觥?br /> 計(jì)算結(jié)果表明,外門(mén)窗耗熱量占圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的比例,隨建筑層數(shù)的增加而增加。隨著節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,這一比例開(kāi)始是往下降的,后來(lái)是大幅下降,現(xiàn)在反而又升高了,這就反映出來(lái)窗不太好做,間接反映出窗的傳熱系數(shù)限制值的熱工性能限制的實(shí)際情況。
為了減少北京的霧霾,為了降低二氧化碳排放,為了保護(hù)寶貴的能源資源,節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)水平肯定還要提高,未來(lái)對(duì)高透性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工性能肯定還要提高。我們走過(guò)了很長(zhǎng)一段路,效果也非常明顯。