节能塑料窗的K值设计计算
1、建筑节能与门窗传热系数
# g" J( @& h4 n3 B7 v% C 我国的建筑能耗约占全国能源消耗总量的1/4，我国寒冷地区采暖能耗已达到1.79亿吨标准煤，占全国能源消费总量的13.6％，其中建筑外门窗的能耗约占建筑物全部热损失50％。在建筑保温性能上我国与气候条件相近的发达国家相比，外窗为2.2倍，外墙为4倍。因此提高门窗的保温性能对建筑节能有重要的作用。
3 a+ u$ r8 X$ g7 Y" R4 H {9 K 我国《建筑节能“九五”计划和2010年规划》目标是：新建采暖居住建筑1996年以前在1980～1981年当地通用设计能耗水平基础上普遍降低30％为第一阶段；1996年起在达到第一阶段要求的基础上节能30％为第二阶段；2005年起在达到第二阶段要求的基础上再节能30％为第三阶段。为了实现建筑节能50％的第二步目标，建设部发布JGJ26－95《民用建筑节能设计标准（采暖居住部分）》（表1）。近几年，全国部分地区已经开始制定或逐步完善建筑节能管理办法，部分省、市自治区也颁布相应的行政法规。例如北京市建委1999年发布的《北京市“九五”住宅建设标准，建筑外窗部分补充规定》的通知规定；2000年1月1日起，北京市行政区域内的各类住宅建筑外窗应达到传热系数K≤3.5W（m2k）。5 U2 Q( e9 R5 v( r- B
) n/ N. H! z' R/ [. \" ~) a: u
注：表中窗户传热系数4.70为单框单玻塑料窗，4.00为单框双玻金属窗。
' |/ e, t1 ?7 k2 \ 2、门窗的传热系数与节能效果* Y$ S0 o' d3 n3 z7 p
从目前国内生产的各种不同窗户的传热系数与节能效果（表2）看出双玻塑料窗节能效果显著，能达到民用建筑设计标准中全国大部分采暖居住节能要求，但距发达国家建筑保温性能还有很大差距（1993年国外发达国家规定建筑外窗传热系数为1.8W/（m2·k）），因此设计开发节能塑料窗，提高塑料窗保温性能已成为塑料门窗行业的创新重点。' e2 b* F! m6 q$ _- \" t' P
) b5 g" o6 E* d# f: a8 Q3、塑料窗保温性能设计+ k5 R6 R% Q C: X3 G; V5 B
塑料窗保温性能与窗框设计、玻璃选择、窗型设计有关。5 ]: A+ i$ o! ?. G% t
3.1 窗框设计
+ O" s9 x) S7 f$ F PVC塑料窗框传热系数与窗框型材设计有关，PVC塑料窗框型材有双腔、多腔之分，沿热流传导方向分割为双腔或三腔对提高窗框的隔热性能有利。从表3可以看出不同结构窗框具有不同的保温性能，单腔结构和二腔结构窗框设计已逐步淘汰，目前大多选用三腔结构和四腔结构的窗框设计。
" h" J$ A8 a Q; D 3.2 玻璃的选择
3 H* p! f4 L8 G) @ 窗户的大部分面积为玻璃，约占整个窗户面积65％～70％，由于不同玻璃的传热系数差别很大，因此设计不同保温性能的建筑外窗应选择不同传热系数的玻璃（表4）。
' S, U. S' {# \; w
0 {" k$ w" E3 r+ E9 O
* a2 S- r$ K7 A' s2 K1 r5 X, v 双层玻璃的传热能力和双玻璃的间距直接有关，三层玻璃比双层玻璃保温性能好，低辐射镀膜中空玻璃传热系数最小。7 B# w6 f N7 q& t* C9 G
3.3 窗型设计
: d% B+ t3 g3 o6 R% G8 { 塑料窗面分割影响窗框和玻璃面积之比的变化，在设计建筑外窗时必须考虑到抗风压、保温和采光等要求合理确定框玻比达到最佳设计性能。
$ @9 D% A! z! g) y/ I* A 4、节能塑料窗的K值计算0 B) P0 X9 r5 r" _1 v# a
以平开塑料窗为例：2 k" t5 c& O/ S8 w
窗户尺寸：1260×1380mm＝1.74m2 h$ w4 u" z2 u+ ?# h; k1 T; s
玻璃尺寸：1010×1130mm＝1.14m2
( S H5 Z4 u5 m) o A' E* | （占窗户面积65％）
* V1 K/ O8 A# F# m! c3 e: G% K' S 窗框尺寸：125mm（占窗户面积35％）
5 A* l7 ~' H, w' U5 K% k （注：125mm是窗框窗扇组装尺寸）
& P: F% V3 f+ J5 @3 |5 c2 K 例1：玻璃传热系数：K玻璃＝3.0W/（m2·k）2 i( p: \. ^( R; H9 k
（选用双层中空玻璃4/12/4）- G0 @* q3 u/ F" W# r" m4 L
窗框传热系数：K框＝1.8W/(m2·k)（选用三腔PVC塑料窗框）
h; a- a2 O3 b 按塑料窗K值计算表查出塑料窗K值：
( X4 e. K$ f9 L- G, ]1 ^7 {+ B; g2 p4 G: d
窗框所占比例为35％，
% V( N$ C/ r; d i) r" e2 G 交点为1.8（K框＝1.8W（m2·k））
, [8 J1 G% v# C 玻璃所占比例为65％，4 s x% j: K1 E; v9 u
交点为3.0（K玻璃＝3.0W（m2·k））$ Z8 X: D X7 x7 O8 C1 X; ~' P
将两交点水平延伸，然后连结，取其交点，得出窗户的传热系数; P6 U: T8 `$ P# B
K窗户＝2.5W（m2·k）。
b# D9 F, B# p 例2：玻璃传热系数：K玻璃＝1.6W（m2·k）% M! Z* \) ~$ H
(选用双层低辐射镀膜中空玻璃4/12/4)
" ]+ I2 v8 V$ w/ Z# R 窗框传热系数：K框＝1.6W（m2·k）（选用四腔PVC塑料窗框）
2 f2 _) r1 j; v 将两交点水平延伸，然后连结，取其交点，得窗户的传热系数K窗户＝1.6W（m2·k）
1 L7 O. ^2 R3 S, H 门窗设计人员根据不同地区的建筑节能要求通过选用不同的窗框型材结构和选用不同玻璃以及不同窗型的框玻比按以上方法设计计算出塑料窗传热系数。
' T+ x, }1 l# r" ~' H 原载《塑料异型材》2001年8月第4期
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