如何选择被动房门窗？

门窗是建筑围护结构的组成部分，同时也是外围护结构中保温最薄弱的环节，门窗能耗累计占了建筑能耗的半数。因而，门窗节能性能是被动房达到节能指标的关键。

门窗传热系数指标

先不考虑门窗的密封性，仅就门窗的保温性能，主要受窗框扇的保温性能和玻璃的保温性能的综合影响。按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008的规定，门窗的传热系数计算公式如下：

U_t——整窗的传热系数［W/(m²·K)］；

Ag——窗玻璃面积（m²）；

Af——窗框的投射面积（m²）；

lψ——玻璃区域的周长（m）；

Ug——窗玻璃的传热系数［W/(m²·K)］；

Uf——窗框的传热系数［W/(m²·K)］；

Ψ——窗框和窗玻璃之间的线传热系数［W/(m·K)］。

线传热系数ψ主要受间隔层材料传导率的影响。在没有精确计算的情况下，可采用下表估算窗框与玻璃结合处的线传热系数ψ：

窗框与中空玻璃结合处的线传热系数ψ

注：这些值用来计算低辐射的中空玻璃窗，对应中部传热系数Ug≤1.8W/(m²·K)的中空玻璃

被动房门窗的选择

目前，市场上应用量最大的三种节能窗分别是塑料窗、断热铝合金窗和木窗。

（一）窗框材质热传导性能差别

从材料的热传导性能来说，金属材料的比玻璃的导热系数高，而塑料、木材的导热系数又比玻璃低。常用门窗相关材料的导热系数见下表。

窗框的热传导性能不能单一以材料的热传导性能来判断，因为通过空腔结构或复合结构设计，可以改善其热传导性能，钢窗从实芯钢框发展为空腹钢框乃至断热钢框；铝窗从普通铝合金框发展成为断热型铝合金框；木窗从实木结构发展成为复合结构；塑窗从单腔结构发展成为两腔、三腔结构，乃至最新出现的七腔、八腔结构的型材。只要设计合理，导热性能高的钢、铝材料，也能制作成为保温性能较好的窗框材料。而相比较之下，塑料与木材由于本身具有优良的保温性能，所以这两种窗框型材的保温设计更简便、保温程度更高、节能成本也更低。

（二）常见节能门窗窗框材料

1、塑料型材

塑料型材的保温性能主要参照下表所示：

根据上表显示，六腔以上结构、80mm以上厚度的平开系列的塑料型材适合用于被动房门窗。

2、断热铝合金型材

断热铝合金型材的传热系数主要与隔热条的间隔宽度d的大小有关，按照《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008给出的隔热条宽度与断热金属型材传热系数的关系见下图。

上图可知，隔热条宽度尺寸越大，隔热金属型材的传热系数越小。由于隔热条的宽度尺寸受强度等因素限制，所以断热金属型材的传热系数减小空间有限。当隔热条在达到一定宽度后，还需要解决金属型材内空气对流传热的问题。因此，断热铝合金型材较难达到被动房门窗的要求。

3、木型材或铝木复合型材

木窗框的保温性能跟窗框厚度尺寸及木材湿度有关，按照JGJ/T151-2008标准中给出的木窗框与窗框的关系图见下图。

由上图可知，软木材的d需达到170mm以上，其传热系数方达到1.0以下，适用于被动房门窗。

（三）门窗的配置设计

根据公式1，门窗中型材与玻璃的配置要求可以通过计算来确定。要保证整窗的传热系数Ut低于1.0，就要求窗框的保温性能Uf和玻璃的传热系数Ug均低于1.0 W/（m²·K）以下。如果Uf大于1.0，则需要降低玻璃Ug，这从综合成本的角度，则会表现的性价比较差，这并不是我们所推荐的。以下给出被动房项目用窗与节能65%、75%的普通房屋用塑料窗的配置方法，见下表。

结束语

建筑对于门窗的要求是多样的。被动房门窗除了要考虑与门窗节能有关保温性能、遮阳性能、气密性能，还要考虑与安全和舒适度有关的抗风压性能、水密性能、隔声性能、采光性能、耐久性能等，这涉及到了设计、选材、组装、安装、维护各环节，还与门窗杆件型材、玻璃、密封胶条、五金、配套件各种部件性能有关。综合来说，被动房用门窗应采用系统思路，合理选择和搭配相关配套产品与技术，来满足被动房的使用要求。

作者单位：中国安装协会｜来源：建设科技