門窗是為了節(jié)能，我們實現(xiàn)建筑節(jié)能的幾個重要的技術(shù)途徑，可以澄清一下大家的思路。
*，建筑節(jié)能無非就是要降低建筑在使用過程當中的能耗，一個是降低建筑的耗能負荷。為什么會耗能呢？因為冬天外面太冷了，屋里的熱量流出去了，所以需要用暖氣片來補充能量。如果墻做得厚，保溫性能好，那么流出去的熱量少，需要補充的熱量就少。這是zuizui基本的節(jié)能的途徑，我們的保溫門窗其實就是發(fā)揮這樣的作用，簡單的說，就是降低建筑的采暖負荷。
第二，提高采暖、空調(diào)、照明等系統(tǒng)的用能效率，設(shè)備能效、設(shè)備容量合理、系統(tǒng)控制靈活。
第三，能源的梯級利用、低品質(zhì)能的利用。大家都看到發(fā)電廠會冒著呼呼的白氣，其實這都是在冷凝，冷凝熱用來發(fā)電不行，但是用來采暖還是足夠的。所以低品質(zhì)能*是可以利用到采暖上來的。
第四，使用可再生能源。使用可再生能源就目前人類掌握的技術(shù)水平來講，付出的代價還是非常大的，因此更多的還是在節(jié)約常規(guī)能源上下工夫。
第五，科學合理的運行管理。不管什么技術(shù)，zui后都需要通過科學合理的運行管理來把它的節(jié)能潛力真正發(fā)揮出來。
我今天報告的主題是從節(jié)能標準的角度來講窗的保溫性能，所以要把節(jié)能標準簡單說一下。我們國家幅員遼闊，960萬平方公里土地，根據(jù)1月份zui冷月和7月份zui熱月的月平均氣候，把我們國家分成五類氣候地區(qū)，深藍色的叫沿海地區(qū)，淺藍色叫寒冷地區(qū)，北京市、高碑店就叫寒冷地區(qū)，綠色是夏熱冬冷地區(qū)，紅色的地區(qū)是夏熱冬暖地區(qū)，冬天問題不大，夏天非常大。只有很小的一塊，以昆明為核心的云貴高原叫溫和地區(qū)，其實這個溫和地區(qū)冬天還是需要有一點采暖的。我們分別有這樣幾種標準，一個是嚴寒寒冷地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計標準，85年*版，95年第二版，2003年是第三版。
采暖、空調(diào)負荷的很大一部分是由室內(nèi)外的溫差傳熱引起的，還有通過玻璃的太陽輻射，其實傳熱的現(xiàn)象是無處不在的，出現(xiàn)了溫差就一定會出現(xiàn)傳熱，傳熱只會減弱，但是永遠無法消除。不管我們的墻、窗做得多么好，都只是減弱傳熱，而不能*消除。增強建筑圍護結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱性能，可以大幅度的降低采暖、空調(diào)系統(tǒng)的負荷，從而達到建筑節(jié)能目的。如果我們冬天穿上很厚的衣服，可能就不需要喝燒酒了，或者少喝點燒酒。就是這個意思。
建筑圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能作用在住宅當中作用尤為突出。對住宅來說，因為系統(tǒng)的形式比較簡單，不像公共建筑那么復(fù)雜，所以圍護結(jié)構(gòu)在這當中起的作用就更大。
所謂圍護結(jié)構(gòu)，就是墻、屋頂、窗，包括一些挑出的外露的樓板，就是把房子包起來的外層的包殼。從技術(shù)上講可以分成兩類，一類是非透明的，透明的圍護結(jié)構(gòu)主要是講窗，現(xiàn)在還有在公共建筑里大量利用的幕墻和采光頂。從傳熱、節(jié)能角度講有大量的不同，非透明圍護結(jié)構(gòu)只需要考慮溫差傳熱，透明圍護結(jié)構(gòu)不僅要考慮溫差傳熱，還要考慮太陽輻射透射，太陽輻射在北方的冬天希望進來的越多越好，而在南方的夏天是希望它進來的越少越好。非透明圍護結(jié)構(gòu)阻止溫差傳熱的能力較容易。透明圍護結(jié)構(gòu)阻止溫差傳熱的能力不那么容易。
透明圍護結(jié)構(gòu)的特點，與非透明圍護結(jié)構(gòu)相比：傳熱過程既有溫差引起的導熱，又有輻射。夏季室內(nèi)熱負荷的主要原因之一。冬季特定情況下，也可以成為得熱構(gòu)件。傳熱系數(shù)降低難。單位平米造價高。
節(jié)能標準對透明圍護結(jié)構(gòu)的要求。以北京為例，因為中國的南北氣候差異太大。德國從南到北直線距離800公里，想想我們中國是多少，我們分成五個氣候區(qū)，每個氣候區(qū)足夠比幾個歐洲的國家都要大。
我們國家*本建筑節(jié)能設(shè)計標準是86年開始搞的，當時對傳熱系數(shù)提出的比例，北向的窗是3.26，其他方向的窗是6.4，為什么提這樣一個非常低的要求呢？因為當年我們門窗工業(yè)的水平就是這樣，所以只能這樣。從編標準的角度來講，把數(shù)字很容易寫上去，但是必須有足夠的產(chǎn)業(yè)支撐，如果沒有足夠的產(chǎn)業(yè)支撐，寫也是白寫，因為技術(shù)標準不僅僅是反映技術(shù)，其實還反映了行業(yè)的平均技術(shù)水平。一直到95年，這版標準重新修訂，那時候門窗業(yè)的技術(shù)有了比較明顯的進步，比如那時候開始出現(xiàn)一些塑鋼的門窗了，所以那時候窗的傳熱系數(shù)大概就要求4幾點。從今天來講，還是屬于比較差的窗戶，但是如果我們跟6.4來比，已經(jīng)提高了很多了，必須是一步一步過來的。
我們的標準編制、修訂頻率跟發(fā)達國家比，顯然是慢了一些。這本標準一直到2010年才進行修訂，把窗的傳熱系數(shù)大幅度提高，比如當窗墻面積比，就是一面墻上床的面積如果很大的話，把標準提到到了1.8，但是這個1.8很難做到。如果窗墻比小，就定在3.1，如果窗墻比大就定1.3，鍍了膜的雙腔玻璃，當然我也希望做提高，但是因為受到行業(yè)發(fā)展水平以及愿意為它付出的代價、價格都有關(guān)系。
北京市的節(jié)能標準，在北方地區(qū)的建筑節(jié)能標準上又提高了一步，zui嚴格的要做到1.5，這個數(shù)字其實編這個標準的時候也是反復(fù)討論，寫的時候很容易，但是其實能不能做得到。這個標準到現(xiàn)在執(zhí)行一年多了，我聽到很多反映，1.5的窗不是找不到，但是大部分房地產(chǎn)開發(fā)商還是覺得太貴，不愿意用。這就是現(xiàn)實。
除了窗本身的傳熱系數(shù)之外，我們也會計算透明圍護結(jié)構(gòu)，一個是透明傳熱，一個是溫差傳熱，我們把兩個*物理機理不同的方法分開來，也會幫助你很好的設(shè)計好門窗。
把發(fā)展歷程列在一張表上，大家會發(fā)現(xiàn)從4.0-4.7，從1.8-3.1，從1.5-2.0，北京是zui嚴格的城市，我相信天津也會往這方面走，但是目前為止這是中國zui高的水平了，就是1.5-2.0。從86年到現(xiàn)在為止，要求提高了70%，數(shù)字還是非常大的。當然從進一步搞建筑節(jié)能來講，這個幅度還要繼續(xù)加大。
取了幾個典型的中層建筑、高層建筑、和低層建筑。按照zui常規(guī)的窗墻面積比，按照北京市的氣候條件，算了一下它的節(jié)能效果。主要是說它的能耗有百分之多少是從窗出去的，因為我也聽說窗是一個節(jié)能的黑洞，黑洞這個話非常形象，但是實際情況是要用數(shù)字說話?？梢钥吹贸鋈绻?6年的30%的節(jié)能標準實施的話，在低層、多層、高層建筑，窗占的能耗，低層建筑是35恩%，高層建筑是70%，到了95年，雖然把標準大幅度提高了，但是比例還是維持70%甚至于更高，非常奇怪，北京的節(jié)能標準應(yīng)該比國家的節(jié)能標準要求更高，但是窗的比例反而提高了，為什么原因？這就是反映出了我剛才說的，墻比較好做，增強它的保溫性能，窗比較難做，所以只能尊重這樣一個事實。這張圖很形象，白色的就是窗在整個北京地區(qū)建筑負荷采暖的比例，就是62%，60%左右的高層采暖負荷是由于窗戶造成的。即使是到了2012年北京市更加嚴格的節(jié)能標準，比例還是有升高，67%、65%左右的熱量，或者你家里有十片暖氣片，其中有六片半貢獻出來的熱量，就是從窗里流走的。如果把窗的保溫性能降低一半，你的暖氣片就可以再少三片，原來十片，現(xiàn)在就七片就夠了。所以窗確實是建筑節(jié)能非常非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。這是一個角度，但是從另外一個角度，為什么不把窗做好呢？大家都是門窗界的專家，因為不太容易做。
計算結(jié)果表明，外門窗耗熱量占圍護結(jié)構(gòu)耗熱量的比例，隨建筑層數(shù)的增加而增加。隨著節(jié)能標準的發(fā)展，這一比例開始是往下降的，后來是大幅下降，現(xiàn)在反而又升高了，這就反映出來窗不太好做，間接反映出窗的傳熱系數(shù)限制值的熱工性能限制的實際情況。
為了減少北京的霧霾，為了降低二氧化碳排放，為了保護寶貴的能源資源，節(jié)能標準水平肯定還要提高，未來對高透性的圍護結(jié)構(gòu)的熱工性能肯定還要提高。我們走過了很長一段路，效果也非常明顯。
