超低能耗建筑外窗多种安装方式对比分析

原创 彭莉 高性能建筑

我国超低能耗建筑最初实施借鉴国外的技术体系和施工工艺，国外建筑以多层为主，外窗作为超低能建筑的重要组成部分，为减小安装热桥，普遍采用外挂方式安装。但与国外建筑不同的是国内建筑大部分以高层为主，外挂安装方式在推广实施过程中遇到了诸多问题，嵌入式安装方式迎来更大的发展空间。

外挂式安装和嵌入式安装方式有哪些区别？本文对多种安装方式做一个分析和比较。

• 安装方式介绍

外挂式安装是将门窗悬挂于主体结构外侧、保温层内的安装方式，见下图。

嵌入式安装是将外窗完全嵌入结构洞口内，窗洞口与外窗之间设置高性能保温材料附框，见下图。

• 安装热桥对比

在相同的围护结构及外窗的条件下，对比无附框嵌入式安装、外挂式安装、带附框嵌入式安装、企口带附框嵌入式四种安装方式的线性热桥传热系数，不同安装方式热流图及温度分布如下图所示。

分别计算外窗四种安装方式下口、侧口及上口线性热桥系数，附框材料为硬质聚氨酯时，安装热桥结果如下表所示。可知，带附框嵌入安装、企口带附框嵌入式安装方式比外挂式略差，但明显优于无附框嵌入式安装。

• 结露风险

常规建筑采用的洞口内无附框安装方式窗户与墙体之间热流数值大，内表面温度低，节能效果最差。目前超低能耗建筑最常用的外挂式安装热流数值小，窗洞口内表面温度次之。带附框嵌入式安装方式热流数值比外挂式安装高，但明显优于无附框洞口内安装，且窗洞口内表面温度与外挂式安装接近，节能效果较优。模拟结果显示，在超低能耗建筑室内20℃，相对湿度60%较不利的室内工况下，外挂式安装、带附框嵌入式安装、企口带附框嵌入式安装方式无结露风险。

• 能耗影响

以某严寒地区超低能耗住宅为例，不同外窗安装方式对建筑能耗影响结果见下表。方案1不考虑安装热桥，方案2为外挂式安装方式，方案3为带附框嵌入式安装方式。

可知，外窗带附框嵌入式安装热桥虽比外挂式安装略大，增加了建筑能耗综合值，但增加比例较小，且考虑此部分安装热桥后也可以满足超低能耗建筑能效指标的要求。

• 综合对比