哪些窗户设计可以帮助利用被动加热或冷却来减少能耗?

窗户设计在利用被动供暖或制冷来减少建筑物能耗方面发挥着至关重要的作用。以下是有关各种窗口设计的详细信息,可以帮助解决此问题:
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1. 方向和位置:正确的窗户方向和位置可以最大限度地提高冬季的太阳能增益(被动加热),同时最大限度地减少夏季的太阳能增益(被动冷却)。在北半球,朝南的窗户可以吸收最多的阳光,而在南半球,朝北的窗户更受青睐。应限制朝东和朝西的窗户,因为它们可能导致热量增加或过多的冷却负荷。
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>2. 窗户尺寸和玻璃:较大的窗户可以吸收更多的太阳热量,有利于被动供暖。然而,平衡窗户尺寸对于防止温暖月份过热至关重要。多个小窗可以更均匀地分布光和热。带有低辐射率 (low-e) 涂层的双层或三层玻璃可增强隔热性,减少通过窗户的热传递。
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3. 窗户悬挑和遮阳装置:悬挑、遮阳篷或百叶窗等外部遮阳元件可以在夏季阻挡阳光直射,而在冬季允许阳光直射。这些设备可防止过多的热量增加和眩光,从而促进被动冷却。可调节的遮阳装置可以根据季节的阳光角度进行定制。
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4. 通风和可操作窗户:采用可操作窗户,例如平开窗或遮阳篷窗,可以控制自然通风。交叉通风,在相对两侧或不同高度打开窗户,有利于空气流通和冷却。适当放置窗户以捕捉盛行风可以优化自然通风。
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5. 热质量和窗户材料:热质量,如混凝土或砖石墙,可以在白天吸收和储存热量,并在夜间释放热量。将窗户放置在热质量元件附近可以最大限度地发挥被动加热和冷却的好处。此外,窗户材料的选择也会影响能源效率。具有高绝缘性能的材料,如乙烯基或玻璃纤维框架,可以最大限度地减少热传递。
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>6. 低辐射率 (Low-e) 涂层:窗玻璃上的 Low-e 涂层通过反射某些波长的太阳辐射来帮助控制热量的增加或损失。在寒冷气候下,低辐射涂层旨在通过将热量反射回内部来保留内部热量,从而减少能量损失。在温暖的气候下,低辐射涂层通过将太阳热量反射回室外来减少太阳热量的增加。
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>7. 密封和隔热:窗框、窗扇和玻璃窗周围的适当密封和隔热对于最大限度地减少不必要的空气渗透和热传递至关重要。挡风雨条、填缝剂和隔热框架可防止气流,提高能源效率。
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值得注意的是,最有效的被动加热或冷却窗户设计取决于气候、建筑朝向和当地天气模式等因素。咨询建筑师或能源专业人士可以帮助确定特定建筑的最佳窗户设计。

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