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一、衡量门窗性能的指标有哪些？
二、门窗在设计上应考虑的问题
三、如何制作高效节能窗
四、市场卖点（提高环境舒适度、降低居住运行费用）
我国从1988年实施节能30%的设计标准（以1981年建筑设计规范，每平方米采暖面积一个采暖季耗标准煤25kg为100%，1988年修订的设计规范降低为17.5kg），1998年开始实施节能50%的设计标准（每平方米采暖能耗降低到12.5kg以下）。由于建筑节能政策逐步深入，到2000年，节能50%的建筑设计已经基本在全国大城市得到普及。
我国现行建筑节能技术指标与国外的差距如下：（以北京地区为例）
住宅建筑围护结构传热系数设计标准对比 表1单位：W/m2.K
地区 外墙 外窗 屋面
中国北京 1.16-0.82 3.5 0.80-0.60
瑞典南部 0.17 2.5 0.12
德国柏林 0.5 1.5 0.22
美国气候与北京相近地区 0.32-0.45 2.04 0.19
加拿大 0.36 2.86 0.23-0.4
日本北海道 0.42 2.33 0.23
俄罗斯气候与北京相近地区 0.77-0.44 2.75 0.57-0.33
如果要求门窗性能满足节能达到65%的第三步目标，大大提高室内居住的舒适度窗户的传热系数值需要达到2.5W/m2.K以下才能满足这样的要求，而要达到这样的目标，采用高效节能窗系统，是门窗企业必然的选择！
一、衡量门窗性能的指标：
门窗组件包括以下几个方面：
1. 门窗型材：最好选用优质的塑料、木材、隔热断桥铝材等；
2. 中空玻璃：采用暖边充气中空玻璃效果比较好；
3. 五金配件：保证窗户具有良好的开启、闭合和长久的寿命是关键因素；
4. 其它附件：保证门窗整体密封性能及寿命；
衡量节能窗性能的指标包括四个方面：隔热保温性能；阳光得热性能；采光性能；空气渗漏的防护性能等。随着生活水平提高，门窗的热舒适性能、噪声舒适性能、寒冷地区窗户凝露性能也逐渐被人们认识。
为了达到各种门窗的性能指标，作为门窗设计、生产人员，就应该合理选择各种门窗的构成材料，包括对型材、玻璃、五金件和密封条等综合进行选择。那么，选用什么样的材料进行组合，才能达到不同地区对门窗性能的要求？这需要根据不同地区的气候特点，如不同地区风压条件、地理位置、空气中腐蚀性气体含量等综合调配。还要根据不同地区对门窗性能要求值的高低以及不同的门窗材料所能够达到的性能指标，选择合理的材料进行组合。
由于门窗的使用环境比较复杂，不仅要经受温度的变化，还要经受风霜雨雪的考验，而现有的门窗设计都趋向于大面积采光以增加室内通透的感觉，因此门窗的设计就不仅要考虑是否能够达到节能指标要求，还要考虑舒适度的问题，如果门窗内部结露，这样的门窗如何能够满足要求？因此如何合理配置门窗，既要考虑达到设计指标要求又要实际满足需要，成为设计、生产人员必须考虑的问题。
二、门窗在设计上应考虑的问题：
对安装在北方建筑上的门窗，主要的功能是在获得足够采光功能条件下，需要控制门窗在有太阳光照射时，合理得到热量而在没有太阳照射时减少热量流失。而在南方地区，则重点控制通过门窗的遮阳系数，减少门窗的阳光得热量。
1.影响门窗获得能量的因素：
影响窗户获得太阳热能力的因素有以下几个：1)窗户的位置和方向；2)窗户产品的设计(窗户孔道的数量)；3)使用的玻璃种类；4)内部和外部阴影的数量。下面分别叙述：
a．位置和方向
朝向太阳方向的窗户，第一位考虑的因素是从太阳得热,虽然任何方向都可以得到天空中的阳光漫射热，但是阳光直射得热量远远大于漫射得热量。在冬季，正午天空中太阳升的高度低，太阳与门窗之间的高度角比较大，使阳光可以通过南面的窗户进入室内（见图A），这些太阳热获得可以帮助减少冬天的室内加热费用。在夏季正午，当太阳升到非常高的时候，太阳高度角非常小，致使非常少的阳光直接照射到南面的窗户上，（见图B）。太阳光以如此低的角度照射到窗上，基本被反射回到外面去了。如果在南面窗户上采用遮雨蓬或者适当的屋檐遮蔽，可以使窗户得到最小的热量，能够很好地控制窗户的得热。如果选择活动的遮阳棚或者选择可以活动角度的遮阳棚并适当放置，可以既控制窗户在冬季的采光和获得热量又可以调节夏季的阳光得热。值得注意的是夏季西向门窗的阳光得热控制，因为夏季阳光西晒的问题非常严重，也是目前门窗行业难以彻底解决的大问题。
b．窗型设计
窗户的设计和热获得系数是衡量窗户得热能力关系的重要因素，一个采用较宽的窗框材料和采用很小的窗型或者格栅玻璃制作成许多小窗户的窗，具有很少的玻璃面积来获得太阳能，与此形成对照的是，在洞口中使用窄的窗框材料以及一个大面积的玻璃，与窗框比较，具有较大的玻璃比例，将允许较多的太阳光进入室内（见图A、B）。
c.玻璃选择
玻璃层的数量也会影响阳光得热，例如在相同面积情况下，使用三层中空玻璃窗较使用单层玻璃窗可以减少20%的阳光获得；两层中空玻璃大约减少10%的阳光获得（见图）。
镀膜玻璃和彩色玻璃的得热量也不同，白玻传递较多的太阳能进入建筑，彩色玻璃和特殊隔热的Low-E玻璃较白玻可以减少1/3以上的阳光获得。例如，玻璃面积相同，使用双层Low-E中空玻璃较使用双层白玻中空玻璃的窗户可以减少20%的阳光进入室内。不同种类的Low-E镀膜玻璃对阳光获得的影响也不同，具有高遮蔽系数和低遮蔽系数的镀膜玻璃分别适合于南方和北方地区，分别起不同的作用。
d．阳光遮蔽
窗户遮蔽，从室内的窗帘、帷幔到外部风景如树等都可以影响窗户阳光获得的数量。在冬季阳光明媚的时间，将窗帘打开，允许尽可能多的阳光进入室内；而夏季则更多地利用树木等对阳光的遮挡进行遮蔽，同时树木也会在冬季阳光获得具有很大的潜在影响，应该在不同地区选择不同的树木。如北方地区房间的南面，选择落叶树而且具有少的分枝，这样可以在夏天具有阳光遮蔽而在秋天落叶后允许太阳光通过。
2．影响门窗热损失的因素：
有几种方法可以影响通过窗户流失能量的速率，这些方法遵循基本自然规律：热能往往是从暖的一面流向冷的一面，造成能量损失。在窗户上能量的传递方式主要是：辐射传递、对流传递、传导传递，另外空气渗漏也是窗户能量损失的重要组成部分。我们能够通过合理配置，对通过窗户进行的热量交换的过程进行控制。
a．辐射、对流和传导传递：
这部分传递一般主要通过提高门窗材料配置解决。
窗户上中空玻璃室内侧玻璃吸收了热量，热量通过三种传递方式传递到冷的
外面玻璃上并释放到窗户的外面。通过玻璃（以传导、辐射形式）、玻璃的间隔层材料（对流形式）和边部的密封条、窗框（以传导形式）、以及通过开启扇、窗框结构（以空气渗漏形式）在窗户上散失热量（见图）。
窗户中通过玻璃的辐射热损失占窗户总热损失的2/3左右，普通的玻璃很容易将热量发射到冷的表面（普通玻璃的辐射率约为0.84），将玻璃表面的发射率降低可以减少玻璃的辐射传热即使用Low-E玻璃可以减少辐射传热（Low-E玻璃的表面辐射率在0.01-0.15之间）。
窗户上的传导热损失主要是通过中空玻璃边部和窗框发生的，通过改进边部材料，使用更绝缘的边部窗框材料如塑料门窗型材或者是铝合金断桥隔热型材以及中空玻璃边部密封材料如采ggle暖边密封系统，增加门窗型材腔体设计可以有效地减少传导热损失。不同的型材具有不同的隔热系数，虽然铝合金材料本身的导热系数是塑料材料导热系数的2000倍，但是经过加工处理后的型材本身的差异就没有这么高了。见下表：
各种窗框型材导热系数表 表5
窗框材料 铝合金 热隔断铝合金 PVC
K值W/m2k 10.29 6.69 2.78
在一些地区，采用铝合金或者铝合金断桥中空玻璃窗，很难达到当地节能标准的一级，甚至要达到二级也是很困难的事情，但是选用PVC窗就可以达到，其中主要原因是窗框材料导热性能的影响，毕竟窗框材料在整个门窗中占有约25%的比例份额，因此窗框材料的导热性能成为决定窗户是否能够达标的关键因素。
对流热损失主要在通过中空玻璃内部间隔气体运动产生的，如果间隔层太小通过空气的热传导是很大的。如果空气间隔层太大，那么在室内侧暖玻璃表面的暖空气就会上升而室外侧冷玻璃表面的冷空气就会下降，形成对流，将室内的热量流失。一般来说，对普通白玻内含空气的中空玻璃来说，中空玻璃空气层的最佳距离为12－16mm。当空气层小于12mm，热传导增加迅速，减少空间层热阻。当中空窗的空气层大于16mm，空气层内产生热对流，其节能效果略有下降。通常使用特殊气体如氩气、氪气减少对流损失，它们共同的特点是性能稳定、不活泼并比空气导热性小，在所有惰性气体中，氩气最丰富，在空气中约占1％，提取比较容易，应用起来最经济，氪气的热效能与氩气相比高1/3，它的热效能在相同隔热效果的情况下，氪气的间隔层相当于氩气空气层间隔的1/3-2/3，也就是说，合理的氪气间隔层应该在6-9mm为宜，但是由于氪气在空气中的含量比较稀少，所以很少在实际生产中使用。
b.空气渗漏：
这部分技术控制主要通过加工工艺、门窗开启形式以及安装技术手段解决。
不论冬季还是夏季，窗户能量损失多数是因为空气渗漏造成的，对开启窗来说，大多数空气渗漏是在扇和框之间发生或者两个推拉扇之间（见图）。较大面积的窗往往泄露少的空气，在结构装配很差的固定窗上，主要在中空玻璃与扇之间密封处发生空气渗漏（所有窗的排水孔也会发生空气渗漏）。固定窗(也就是不能活动的窗)往往具有最低的空气渗漏速率。可以开启的窗有很多种类，在所有开启窗中，空气渗漏最小的是上悬窗、平开窗和类似的使用特殊压条的推拉窗。如果开启窗户装配质量很差而且安装粗糙，将有更多的能量通过空气渗漏流失；如果窗框周边和洞口之间没有很好地堵缝或者使用泡沫绝缘密封，也会发生空气渗漏，在窗户彻底安装完成前，这些部位应该密封和绝缘处理（所有这些问题，不包括户内通风因素导致的能量流失）。
三、如何制作高效节能窗
从上面的分析我们知道，大量的能量是双向通过窗户的，白天，南面窗户通常以辐射形式获得太阳能；而在夜晚通过对流、辐射和传导会流失能量。北面窗通常是通过对流和传导流失能量；东面和西面窗在冬季往往是不确定的，然而在夏季，西面窗是纯粹获得能量的部位，往往引起过热，导致玻璃炸裂及得热过多等各种现象发生。
我们在不考虑门窗安装朝向的情况下，通过合理配置门窗组成，可以提高门窗的隔热节能特性，这些措施包括：根据不同的使用地点，选择合理的阳光遮蔽玻璃，控制通过门窗的辐射传热、加大中空玻璃间隔层内气体比重，降低对流传热、选择低传导的中空玻璃边部间隔材料和隔热窗框材料，控制通过门窗的传导传热等等，具体分析如下：
a．合理选用原片玻璃，控制通过门窗的辐射传热
透明窗户玻璃很容易使太阳光通过，然而，因为透明玻璃具有较高的辐射率，在晚上同样会以辐射热流失的形式向室外发射红外线能量。在选择原片玻璃时，应该根据不同的地区选用不同的玻璃形式，如阳光照射强的地区，选用低透过的镀膜玻璃或吸热玻璃作为原片玻璃，控制阳光进入室内而在较寒冷地区，选择高透过的白玻或镀膜玻璃，尤其是Low-E玻璃做原片，防止室内热量流失，从而提高中空玻璃的使用效果。在南方地区，适合使用带颜色的中空玻璃，因为虽然改变了玻璃的颜色，但是中空玻璃的K值是没有变化的，仅仅是改变了玻璃的遮阳系数，也就是说，使用颜色玻璃能够起到控制阳光的作用，能够降低室内的阳光得热，而在我国北方地区，考虑的多数是冬季采暖问题，对于控制阳光进入室内是不可取的，应该选择高透过率的原片玻璃。
使用Low-E镀膜玻璃通常会损失一些太阳光，略微减少阳光热获得，但是通过夜晚优异的隔热性能改进，在北方地区可以大大地补偿阳光得热。另外使用Low-E镀膜玻璃还可以减少紫外线的通过，可以减少室内物品褪色的可能。 |
