木材在建筑节能和优化社会材料结构中的作用—木材是具有节能降耗功能的优良建材—现代高性能木窗
2.1 现代高性能木窗
无论是采暖还是制冷,都是建筑能耗的主要方面,且全社会的总量很大。而现代高性能木窗在降低建筑能耗、减少环境污染、提高居住质量方面,有明显的优势。
建筑物的热量传递有传导、对流和辐射3种形式:对流发生在门窗的密封处和缝隙;辐射主要发生在玻璃表面;传导主要发生在窗框、窗扇和玻璃。因此,窗户是建筑物散发热量最多的部位,因为是围护结构中的薄弱环节。据建筑部门测定,一般的建筑物,通过窗户散发的能耗约占30%。
由于木材的尺寸稳定性变异大,导致了传统木窗的密封性差、使用寿命短。加之传统木窗的结构形式陈旧、性能落后,在一段时间内,钢材、铝材、塑料相继成为替代木窗的窗材主材,木窗几乎被钢窗、铝窗、塑料窗挤出市场。随着市场的竞争和淘汰,特别是当今木材加工技术的进步,钢材、铝材逐步淡出市场,而木材作为环保的窗户材料重新得到重视。现代化的木窗已成为高档的建筑部件,在欧洲窗户市场,木窗的份额已达1/3。
我国由于木材供应紧张,在过去的几十年里,对木窗结构和加工技术的研究基本停滞。近年来,我国的木材加工工业和建筑业,已开始重新认识木窗的优良性能,通过学习和引进国外先进的加工设备和技术,运用科技手段,完全可以克服和限制木材的缺点,使木材成为最佳的窗用材料。
木制窗户最大的优点是保温性能好,现代高性能木窗的结构设计,有效地保证了气密性和防雨水渗漏性,能减少15%的建筑热能损耗;而在夏季,同样可以减少室外热量的传入,降低空调能耗。
和其他类型的窗户一样,木窗的基本性能,也必须符合门窗基础标准中的相关要求。对于建筑外用窗,主要的性能标准有:
1)抗风压性能;2)空气渗透性能;3)防雨水渗透性能;4)保温性能;5)空气隔声性能;6)采光性能。在正常加工条件下,高性能木窗的抗风压性能、空气渗透性、雨水渗透性、保温性能,均可以达到相关标准规定的I 、II级指标,同时,还有装饰性好、隔音性能好的优点。在合理的制造工艺和适当的维护下,木窗的使用寿命远比塑料窗长久。
木窗用材宜选用强度、弹性模量和握钉力较高的树种,一般使用针叶材。我国北方地区多用落叶松作为窗户原料,一是因为落叶松是我国北方主要造林树种,有一定的资源蓄积量,且目前尚未开发其高效利用的途径;二是落叶松木材强度较好,握钉力较高,有一定的天然耐腐性。其缺点是节子、松脂囊多及易翘曲,但可以通过加工制成集成材来克服。另外,用于窗户的木材必须经过干燥处理,最好经过防腐处理。