木材在建筑節(jié)能和優(yōu)化社會材料結構中的作用—木材是具有節(jié)能降耗功能的優(yōu)良建材—現(xiàn)代高性能木窗
2.1 現(xiàn)代高性能木窗
無論是采暖還是制冷,都是建筑能耗的主要方面,且全社會的總量很大。而現(xiàn)代高性能木窗在降低建筑能耗、減少環(huán)境污染、提高居住質(zhì)量方面,有明顯的優(yōu)勢。
建筑物的熱量傳遞有傳導、對流和輻射3種形式:對流發(fā)生在門窗的密封處和縫隙;輻射主要發(fā)生在玻璃表面;傳導主要發(fā)生在窗框、窗扇和玻璃。因此,窗戶是建筑物散發(fā)熱量最多的部位,因為是圍護結構中的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)建筑部門測定,一般的建筑物,通過窗戶散發(fā)的能耗約占30%。
由于木材的尺寸穩(wěn)定性變異大,導致了傳統(tǒng)木窗的密封性差、使用壽命短。加之傳統(tǒng)木窗的結構形式陳舊、性能落后,在一段時間內(nèi),鋼材、鋁材、塑料相繼成為替代木窗的窗材主材,木窗幾乎被鋼窗、鋁窗、塑料窗擠出市場。隨著市場的競爭和淘汰,特別是當今木材加工技術的進步,鋼材、鋁材逐步淡出市場,而木材作為環(huán)保的窗戶材料重新得到重視?,F(xiàn)代化的木窗已成為高檔的建筑部件,在歐洲窗戶市場,木窗的份額已達1/3。
我國由于木材供應緊張,在過去的幾十年里,對木窗結構和加工技術的研究基本停滯。近年來,我國的木材加工工業(yè)和建筑業(yè),已開始重新認識木窗的優(yōu)良性能,通過學習和引進國外先進的加工設備和技術,運用科技手段,完全可以克服和限制木材的缺點,使木材成為最佳的窗用材料。
木制窗戶最大的優(yōu)點是保溫性能好,現(xiàn)代高性能木窗的結構設計,有效地保證了氣密性和防雨水滲漏性,能減少15%的建筑熱能損耗;而在夏季,同樣可以減少室外熱量的傳入,降低空調(diào)能耗。
和其他類型的窗戶一樣,木窗的基本性能,也必須符合門窗基礎標準中的相關要求。對于建筑外用窗,主要的性能標準有:
1)抗風壓性能;2)空氣滲透性能;3)防雨水滲透性能;4)保溫性能;5)空氣隔聲性能;6)采光性能。在正常加工條件下,高性能木窗的抗風壓性能、空氣滲透性、雨水滲透性、保溫性能,均可以達到相關標準規(guī)定的I 、II級指標,同時,還有裝飾性好、隔音性能好的優(yōu)點。在合理的制造工藝和適當?shù)木S護下,木窗的使用壽命遠比塑料窗長久。
木窗用材宜選用強度、彈性模量和握釘力較高的樹種,一般使用針葉材。我國北方地區(qū)多用落葉松作為窗戶原料,一是因為落葉松是我國北方主要造林樹種,有一定的資源蓄積量,且目前尚未開發(fā)其高效利用的途徑;二是落葉松木材強度較好,握釘力較高,有一定的天然耐腐性。其缺點是節(jié)子、松脂囊多及易翹曲,但可以通過加工制成集成材來克服。另外,用于窗戶的木材必須經(jīng)過干燥處理,最好經(jīng)過防腐處理。