門窗是建筑圍護結構的組成部分，同時也是外圍護結構中保溫最薄弱的環節，門窗能耗累計占了建筑能耗的半數。因而，門窗節能性能是被動房達到節能指標的關鍵。
門窗傳熱系數指標
先不考慮門窗的密封性，僅就門窗的保溫性能，主要受窗框扇的保溫性能和玻璃的保溫性能的綜合影響。按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》JGJ/T151-2008的規定，門窗的傳熱系數計算公式如下：
Ut——整窗的傳熱系數[W/(m2·K)];
Ag——窗玻璃面積(m2);
Af——窗框的投射面積(m2);
lψ——玻璃區域的周長(m);
Ug——窗玻璃的傳熱系數[W/(m2·K)];
Uf——窗框的傳熱系數[W/(m2·K)];
Ψ——窗框和窗玻璃之間的線傳熱系數[W/(m·K)]。
線傳熱系數ψ主要受間隔層材料傳導率的影響。在沒有精確計算的情況下，可采用下表估算窗框與玻璃結合處的線傳熱系數ψ：
窗框與中空玻璃結合處的線傳熱系數ψ
注：這些值用來計算低輻射的中空玻璃窗，對應中部傳熱系數Ug≤1.8W/(m2·K)的中空玻璃
被動房門窗的選擇
目前，市場上應用量最大的三種節能窗分別是塑料窗、斷熱鋁合金窗和木窗。
(一)窗框材質熱傳導性能差別
從材料的熱傳導性能來說，金屬材料的比玻璃的導熱系數高，而塑料、木材的導熱系數又比玻璃低。常用門窗相關材料的導熱系數見下表。
窗框的熱傳導性能不能單一以材料的熱傳導性能來判斷，因為通過空腔結構或復合結構設計，可以改善其熱傳導性能，鋼窗從實芯鋼框發展為空腹鋼框乃至斷熱鋼框;鋁窗從普通鋁合金框發展成為斷熱型鋁合金框;木窗從實木結構發展成為復合結構;塑窗從單腔結構發展成為兩腔、三腔結構，乃至最新出現的七腔、八腔結構的型材。只要設計合理，導熱性能高的鋼、鋁材料，也能制作成為保溫性能較好的窗框材料。而相比較之下，塑料與木材由于本身具有優良的保溫性能，所以這兩種窗框型材的保溫設計更簡便、保溫程度更高、節能成本也更低。
(二)常見節能門窗窗框材料
1、塑料型材
塑料型材的保溫性能主要參照下表所示：
根據上表顯示，六腔以上結構、80mm以上厚度的平開系列的塑料型材適合用于被動房門窗。
2、斷熱鋁合金型材
斷熱鋁合金型材的傳熱系數主要與隔熱條的間隔寬度d的大小有關，按照《建筑門窗玻璃幕墻熱工計算規程》JGJ/T151-2008給出的隔熱條寬度與斷熱金屬型材傳熱系數的關系見下圖。
由上圖可知，隔熱條寬度尺寸越大，隔熱金屬型材的傳熱系數越小。由于隔熱條的寬度尺寸受強度等因素限制，所以斷熱金屬型材的傳熱系數減小空間有限。當隔熱條在達到一定寬度后，還需要解決金屬型材內空氣對流傳熱的問題。因此，斷熱鋁合金型材較難達到被動房門窗的要求。
3、木型材或鋁木復合型材
木窗框的保溫性能跟窗框厚度尺寸及木材濕度有關，按照JGJ/T151-2008標準中給出的木窗框與窗框的關系圖見下圖。
由上圖可知，軟木材的d需達到170mm以上，其傳熱系數方達到1.0以下，適用于被動房門窗。
(三)門窗的配置設計
根據公式1，門窗中型材與玻璃的配置要求可以通過計算來確定。要保證整窗的傳熱系數Ut低于1.0，就要求窗框的保溫性能Uf和玻璃的傳熱系數Ug均低于1.0 W/(m2·K)以下。如果Uf大于1.0，則需要降低玻璃Ug，這從綜合成本的角度，則會表現的性價比較差，這并不是我們所推薦的。以下給出被動房項目用窗與節能65%、75%的普通房屋用塑料窗的配置方法，見下表。
結束語
建筑對于門窗的要求是多樣的。被動房門窗除了要考慮與門窗節能有關保溫性能、遮陽性能、氣密性能，還要考慮與安全和舒適度有關的抗風壓性能、水密性能、隔聲性能、采光性能、耐久性能等，這涉及到了設計、選材、組裝、安裝、維護各環節，還與門窗桿件型材、玻璃、密封膠條、五金、配套件各種部件性能有關。綜合來說，被動房用門窗應采用系統思路，合理選擇和搭配相關配套產品與技術，來滿足被動房的使用要求。
作者單位：中國安裝協會|來源：建設科技
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