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冬冷夏熱地區(qū)節(jié)能門(mén)窗解決方案

來(lái)源:德國(guó)旭格集團(tuán)  作者:溫弗里德·霍伊斯勒  日期:2013-12-18
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  許多亞洲國(guó)家人口密集,經(jīng)濟(jì)膨脹。這增加了對(duì)居住空間和資源的需要,并對(duì)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(duì)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?cè)诮ǔ森h(huán)境中所犯下的錯(cuò)誤將造成經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)文化的長(zhǎng)期負(fù)荷。節(jié)能門(mén)窗是解決方案之一。還可采用另外兩種方法:被動(dòng)和主動(dòng)概念[2,3,4]。兩者對(duì)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)文化而言都有利弊,在此我們會(huì)做一探討。

  兩種建筑類(lèi)型的質(zhì)量對(duì)比結(jié)果如下。就投資成本而言,兩者不相上下。空調(diào)系統(tǒng)的成本和認(rèn)知型建筑外立面額外成本的數(shù)額相當(dāng)。認(rèn)知型建筑外立面增加的清潔和維護(hù)成本與省下的能源互相抵扣。在生態(tài)評(píng)估方面兩者也相差無(wú)幾。被動(dòng)型建筑在材料效率方面的優(yōu)勢(shì)被較低的能源效率所忽略。在社會(huì)文化評(píng)估方面,認(rèn)知型建筑---由于用戶(hù)的可控性實(shí)現(xiàn)自然通風(fēng)和更多光照---贏得更多用戶(hù)的青睞。

  5被動(dòng)型住宅和主動(dòng)型住宅對(duì)比

  然后是對(duì)兩種典型的溫帶被動(dòng)型住宅樓和主動(dòng)型住宅樓做一對(duì)比。被動(dòng)型住宅擁有一個(gè)結(jié)實(shí)而高度隔熱的建筑外立面,玻璃面積相對(duì)較小。一個(gè)帶熱回收功能的機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)保證全年舒適的室內(nèi)環(huán)境。當(dāng)代的主動(dòng)型住宅也具備良好的隔熱性能,雖然玻璃面積較大—這都是為了用日光改善室內(nèi)光照,并在寒冷季節(jié)被動(dòng)使用太陽(yáng)能。它們根據(jù)對(duì)操作便捷和操作安全的要求符合動(dòng)態(tài)建筑系統(tǒng)或控制型建筑系統(tǒng)的原理。窗戶(hù)允許自然通風(fēng)。在被視為市場(chǎng)黃金領(lǐng)域的高檔住宅,大型的推拉系統(tǒng)提供了與陽(yáng)臺(tái)或露臺(tái)的完美(視覺(jué))銜接。室外遮陽(yáng)設(shè)備防止室內(nèi)過(guò)熱(在夜間,它們還有部分監(jiān)控功能并起到臨時(shí)隔熱作用)。窗戶(hù)和遮陽(yáng)系統(tǒng)由手動(dòng)或使用電機(jī)進(jìn)行操作(根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不同)。兩種類(lèi)型在經(jīng)濟(jì)和生態(tài)方面的評(píng)估得分相同。然而就如同上述提到的主動(dòng)型辦公樓,主動(dòng)型住宅也因自然通風(fēng)、增加的曰光利用率和用戶(hù)可控性更受用戶(hù)歡迎。

  6被動(dòng)型高層建筑和主動(dòng)型高層建筑對(duì)比

  在很多亞洲國(guó)家,城市化的發(fā)展趨勢(shì)也伴隨著建筑高度的不斷增加。高層建筑的數(shù)量不僅在大城市有所上升。使用傳統(tǒng)窗戶(hù)進(jìn)行通風(fēng)、在室外安裝遮陽(yáng)設(shè)備在風(fēng)力負(fù)荷高的情況下達(dá)到自身極限,因此大多數(shù)辦公室和住宅樓都設(shè)計(jì)了被動(dòng)型幕墻,由全年耗能、維護(hù)集中的機(jī)械通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行操作(主要是為了空調(diào))。

  多年來(lái)一至少在市場(chǎng)高端地帶一出現(xiàn)了使用雙層幕墻[12]的趨勢(shì)。它們由高隔熱的內(nèi)層幕墻和帶防雨通風(fēng)開(kāi)啟單元的單層玻璃外層幕墻組成。室外幕墻和內(nèi)部連接,減少風(fēng)力負(fù)荷,尤其是減少狂風(fēng)的副作用。這樣一來(lái),傳統(tǒng)的遮陽(yáng)系統(tǒng)(通常是室外百葉窗)可有效使用。內(nèi)部區(qū)域也作為熱緩沖地帶,減少熱量流失,增加被動(dòng)太陽(yáng)能源。對(duì)于更簡(jiǎn)單的雙層幕墻而言,室外通風(fēng)開(kāi)啟單元很堅(jiān)固,內(nèi)層幕墻具有固定玻璃。這類(lèi)建筑(雖然玻璃面積很大,遮陽(yáng)設(shè)備可移動(dòng))符合被動(dòng)房標(biāo)準(zhǔn)。通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)保證室內(nèi)全年舒適。

  另一種選擇是內(nèi)層幕墻帶通風(fēng)窗戶(hù)的動(dòng)態(tài)型建筑系統(tǒng)。由用戶(hù)操作的窗戶(hù)可進(jìn)行通風(fēng),創(chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境,并與內(nèi)部熱質(zhì)量結(jié)合實(shí)現(xiàn)夜間制冷。開(kāi)啟窗戶(hù)也改善了對(duì)被動(dòng)太陽(yáng)能的使用。大多數(shù)情況下,這允許通風(fēng)或空調(diào)系統(tǒng)體積更小,開(kāi)啟時(shí)間也縮短了50%以上。由此節(jié)省的投資和操作成本也抵消了雙層幕墻的額外成本。在最佳條件下,可徹底省去通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)。和前文提到的被動(dòng)概念相反,自然通風(fēng)的可能性及提高的光照利用率(可使用大面積窗戶(hù))增加了用戶(hù)的滿(mǎn)意程度。然而對(duì)于動(dòng)態(tài)型雙層幕墻而言,這存在用戶(hù)操作窗戶(hù)不合時(shí)宜的風(fēng)險(xiǎn)。在冬季,這可能造成內(nèi)部冷凝,在夏季由于內(nèi)部過(guò)熱的空氣導(dǎo)致不允許的內(nèi)部采暖。使用控制型雙層幕墻系統(tǒng)可阻擋這些風(fēng)險(xiǎn),該系統(tǒng)防止用戶(hù)在不適宜的條件下操作窗戶(hù)。或選擇臨時(shí)的認(rèn)知型雙層幕墻(圖2 ),外層幕墻由電動(dòng)控制的玻璃百葉窗組成。認(rèn)知型系統(tǒng)可通常優(yōu)化對(duì)窗戶(hù)的操作,這樣較高的投資成本可與降低的能源成本相平衡(通風(fēng)創(chuàng)造舒適環(huán)境、進(jìn)行夜間制冷、利用被動(dòng)太陽(yáng)能)。

  中庭、涼廊和玻璃空中花園[6]與雙層幕墻(圖3)目的相同,也可整合進(jìn)動(dòng)態(tài)型、控制型和認(rèn)知型建筑系統(tǒng)。在辦公樓里,它們可作為臨時(shí)公共區(qū)域,或在高層中作為臨時(shí)的延伸居所。如果外層幕墻配備隔熱玻璃和電動(dòng)開(kāi)啟件,可增加整個(gè)幕墻的使用壽命。

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