冬冷夏熱地區(qū)節(jié)能門窗解決方案

　　1基本現(xiàn)狀

　　許多亞洲國家人口密集，經(jīng)濟(jì)膨脹。這增加了對居住空間和資源的需要，并對生活品質(zhì)提出了更高的要求。由此導(dǎo)致原材料和能源的短缺。為對抗這種現(xiàn)象，必須將資源的消耗限制到可持續(xù)發(fā)展水平。在此，建筑扮演著至關(guān)重要的角色[1]。今天我們在建成環(huán)境中所犯下的錯(cuò)誤將造成經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會文化的長期負(fù)荷。節(jié)能門窗是解決方案之一。還可采用另外兩種方法：被動和主動概念[2，3，4]。兩者對生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會文化而言都有利弊，在此我們會做一探討。

　　2節(jié)能建筑外立面

　　人類的努力與自身的健康和舒適程度緊密相關(guān)[5]。但節(jié)能建筑以最小的能源消耗量保證極為舒適的溫度、清潔度、濕度和視覺效果[6]。這從根本上意味著一個(gè)方位絕佳、使用得當(dāng)?shù)慕ㄖ�結(jié)構(gòu)，與某一建筑外立面和建筑技術(shù)概念相結(jié)合，可優(yōu)化及協(xié)調(diào)成節(jié)能建筑。

　　被動房建筑外立面盡可能地將室內(nèi)與室外環(huán)境隔開。它們高度隔熱，密封良好。為了將熱量流失率降至最低，必須對建筑外立面的外框、玻璃和不透明區(qū)域進(jìn)行全面優(yōu)化。組件內(nèi)的熱橋和各組件銜接的地方也相當(dāng)關(guān)鍵。現(xiàn)今高質(zhì)量的隔熱玻璃都配有經(jīng)過熱優(yōu)化的間隔夾，由隔熱框型材固定，其中高端的密封條也將玻璃槽口的熱流失率降至最低。當(dāng)前的建筑技術(shù)(只用一個(gè)回收熱能的通風(fēng)系統(tǒng)是理想狀態(tài))保證了舒適的室內(nèi)環(huán)境。

　　相反地，建筑外立面的主動組件特別針對發(fā)生變化的外部(天氣)和內(nèi)部(如用戶在場)條件做出反應(yīng)，這意味著只在極端情況下使用建筑技術(shù)設(shè)備。焦點(diǎn)在于自然通風(fēng)和對太陽能、尤其是日光的使用。目的也是為了盡可能少地使用建筑技術(shù)設(shè)備(采暖系統(tǒng)及可能小，最好無空調(diào)和通風(fēng)系統(tǒng))。

　　3系統(tǒng)類型學(xué)

　　被動和主動建筑外立面領(lǐng)域的重要術(shù)語被定義為“系統(tǒng)類型學(xué)”。

　　靜態(tài)建筑系統(tǒng)的建筑外立面由被動組件組成，它們的特征(尤其是導(dǎo)熱性、透氣性、太陽能輻射度和透光性)無法改變。這些組件不會連接到建筑技術(shù)設(shè)備。

　　相反地，動態(tài)建筑系統(tǒng)的建筑外立面由主動組件組成，它們的特征無法人為改變(手動或使用電機(jī))。例如窗系統(tǒng)、通風(fēng)扇及遮陽推拉系統(tǒng)或臨時(shí)隔熱系統(tǒng)。在此可實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)行機(jī)制。另一種是采用其他組件，制成它們的材料通過特定方式可對導(dǎo)熱性、透氣性、太陽能輻射度和透光性施加影響，如使用可切換或變暗淡的玻璃[10]。這些組件不會連接到建筑技術(shù)設(shè)備。

　　對于控制型建筑系統(tǒng)而言，建筑外立面的主動組件(或驅(qū)動電機(jī))由一個(gè)特殊控制系統(tǒng)進(jìn)行操控。一個(gè)簡單的例子就是帶風(fēng)向機(jī)的室外遮陽系統(tǒng)。實(shí)際上，這有利于用戶阻止?jié)撛谄茐?如室外軟百葉在暴風(fēng)雨中被毀壞或雨滲進(jìn)窗戶)。這里，控制系統(tǒng)(幕墻自動化)不會連接到建筑技術(shù)設(shè)備。

　　認(rèn)知型建筑系統(tǒng)與控制型建筑系統(tǒng)的區(qū)別在于建筑外立面的控制系統(tǒng)與建筑技術(shù)設(shè)備相連。這涉及到建筑外立面組件和建筑技術(shù)設(shè)備在節(jié)能(建筑自動化)方面良好的互動性。如根據(jù)日照量和用戶數(shù)量控制人造室內(nèi)燈光。還有一個(gè)例子是窗戶監(jiān)測器，監(jiān)測窗戶開關(guān)，通過恒溫閥打開或關(guān)閉下面的散熱器。

　　還有其他一些建筑系統(tǒng)，如應(yīng)用分散式技術(shù)(連接開啟扇和幕墻通風(fēng)機(jī))的建筑及以安全概念為主導(dǎo)的建筑，如將門窗監(jiān)控系統(tǒng)與警報(bào)系統(tǒng)相連。

　　4被動型辦公樓和主動型辦公樓對比

　　首先對兩種典型的溫帶被動型辦公樓和主動型辦公樓做一介紹和對比。被動型辦公樓擁有高隔熱的建筑外立面。窗戶雖然無法打開，但配裝了遮陽玻璃。一個(gè)空調(diào)系統(tǒng)保證全年都擁有舒適的室內(nèi)環(huán)境。

　　主動型辦公樓也具備非常良好的隔熱性能。然而，它們通常遵守認(rèn)知型建筑系統(tǒng)準(zhǔn)則。可控制日照強(qiáng)度(根據(jù)太陽能輻射和太陽位置進(jìn)行控制)的室外大型防風(fēng)暴電動百葉防止室內(nèi)溫度過高，優(yōu)化房間光照。如上所述，控制人造光可達(dá)到節(jié)能目的。用戶可自行操作室內(nèi)防眩光保護(hù)裝置。建筑外立面包含電動開啟扇。建筑自動化系統(tǒng)擁有記錄用戶進(jìn)出和空氣質(zhì)量的傳感器，并控制電機(jī)和散熱器，這樣免去機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)，在室內(nèi)有人使用時(shí)創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境，將能源消耗量降至最低。建筑室內(nèi)有大量蓄熱體，通過開啟扇(及上述遮陽設(shè)備)和夜間制冷相關(guān)聯(lián)，因此無需為房間制冷的機(jī)械設(shè)備。用戶可以在認(rèn)知型系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)加以阻止(極端情況下例外)。

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