建筑的门、窗是建筑节能的一个重要环节,也是建筑节能的突破口之一。关于门框及窗框选用什么节能材料这里暂不讨论,现我们谈谈玻璃的节能问题。
当前谈玻璃节能,大体方向就是:一是做足玻璃的“表面”文章;二是多层玻璃做“气” 的 文章;三是前两种的“联姻” 。
笫一类就是对玻璃着色、镀膜或贴膜,从而有热反射玻璃、吸热玻璃和低幅射玻璃;笫二类就是中空玻璃(应含真空玻璃);笫三类就是对中空玻璃进行镀膜处理。下面分别作一介绍:
本文中谈到的“热” ,是指太阳辐射能,总的波长范囲約在0.15--4μm。太阳辐射的热能在可见光区占总量的50%,在红外光区占43%,在紫外光区占7%。
1,吸热玻璃:我们把能夠吸收红外光热的玻璃称之为吸热玻璃。玻璃能夠吸热是玻璃的颜色所致,所谓普通“白” 玻璃或本色玻璃、透明玻璃,其实是淡绿色的。这种淡绿色是玻璃中含铁所致,铁含量越高,玻璃的厚度越大则玻璃的颜色也越深。明白了这个道理我们人为地在玻璃中添加某种金属氧化物,对玻璃进行本体着色或对玻璃表面进行镀膜成色,通俗地讲就是加工成颜色玻璃就是吸热玻璃了。吸热玻璃一般可减少太阳光透过率20-30%,从而降低了室內空调负荷。以茶色玻璃6mm为例:可见光透过率约77%,(不同颜色有不同的值),可见光吸收率约为15%,太阳光透过率约为58%,太阳光吸收率约为35%。
2, 热反射玻璃:同理,能夠反射红外光热的玻璃称为热反射玻璃。在普通玻璃表面覆镀金、银、铜、铝、铬等金属氧化物膜,能对红外光热有较高的反射率,同时还具有银镜效果,(即单向透视效果)。在玻璃幕墙兴起时就采用这种镀膜玻璃,但追求了装饰性,忽略了带来的“光汚染” ,更没有考虑性能上的适用性。这种玻璃在炎热地区很适用,确实降低了室內的空调负荷,但在寒冷地区因减少了红外热的进入,反而增加了空调负荷。一般热反射玻璃可见光透过率为30-65%,热反射率约为30-50%(普通白玻璃仅为8-9%)。
3, LOW-E玻璃(低辐射玻璃) :低辐射玻璃对波长4.5--25μm的远红外有较高的辐射率。玻璃表面的辐射率也称E值,我们前面讲的吸热玻璃与热反射玻璃的区别就在于这个E值,有一个表达式:S=A/B。A为吸收系数,B为反射系数。它们的比值当S?1为吸热玻璃,当S?1则为热反射玻璃。而S值?0.3,通俗讲就是热反射率在30%以下称之为低辐射玻璃。如GB/T1895.2_2002标准中规定:离线低辐射镀膜玻璃的辐射率不应低于0.15,在线低辐射镀膜玻璃的辐射率不应低于0.25。(一般认为就性能讲,离线法要优于在线法)。
下面以单片6mmLOW-E玻璃为例:其可见透过率为82%,太阳光直接透射比为66%,辐射率为0.22,K值为3.8W/M2.K。有对比才能说明,同样以透明单片6mm玻璃为例:可见光透过率为88%,太阳光直接透射比为77%,辐射率为0.84,K值为5.8W/M2.K。
有一点值得注意:上述三类玻璃的可见光透过率都要比未作处理的透明玻璃要低,(除LOW-E玻璃稍降) 。这一指标不仅影响建筑物的通透效果,还直接影响着室內照明能耗,所以在《公共建筑节能设计标准》中提出:“当窗墙比小于0.4时,玻璃的可见光透射比不应小0.4” 的限制要求。也就是我们要求不论玻璃作任何表面处理,它的可见光透过率应大于40%以上。否则会追求一项节能而得到另一项耗能。
低辐射玻璃还有另一特点:对室内的远红外热辐射(如由暖气、被阳光照射后的家具、家用电器及人体等) 能 辐射囬室内。这一点对寒冷地区尤为重要。此外吸热玻璃和热反射玻璃对传热系数K值基本没有影响,而LOW-E玻璃能降低K值。
通过上面的介绍,我们做一个对比小结:对吸热玻璃和热反射玻璃(总称阳光控制膜玻璃),基本适用于低纬度的炎热地区,减少入射太阳能50%以上、可见光透过率低、(50%左右)、传热系数不受影响。而LOW-E玻璃,能适应炎热和寒冷等不同地区,国家鼓励使用。能减少入射太阳能30%、减少室内辐射50%左右、可见光透过率达80%左右、能降低传热系数。
4, 中空玻璃:中空玻璃是用两片(或三片)玻璃,使用高强高气密的粘结剂,将玻璃留有一定的间隔与铝合金框架粘接组合而成。利用空气或氩气的低导热系数达到隔热的作用。
由透明玻璃组成的中空玻璃、以及由吸热玻璃或热反射玻璃与透明玻璃组成的中空玻璃,其K值均在2.7W/M2.K左右,如果LOW-E玻璃与透明玻璃组成的中空玻璃其K值可达1.9W/M2.K。
实际上当前国內外专家都主张窗玻璃不用单片玻璃,(包括LOW-E玻璃),而是推荐用LOW-E组合的中空玻璃。甚至在两片玻璃之间充入氩气,传热系数K值可达1.8W/M2.K左右。
(现在把问题囬到U型玻璃上来。平板玻璃的节能思路完全适用于U型玻璃(我们在《节能建筑与U型玻璃(一)》文中己有涉及)。现在的问题是,U型玻璃不是作窗而是作墙来使用的。对墙的传热系数要求比窗高得多,至少应达到1.2W/M2.K。
目前影响U型玻璃传热系数的因素有以下几个方面:
1, U型玻璃在安装时,不论是搭扣式或是对接式都存在一个空气层密封的问题。这个空气层都有与外界的热交换,这是对降低K值很不利的,需要硏究解决。
2, U型玻璃的表面需要作镀LOW-E膜或贴LOW-E膜。对企业来讲要增加一套镀膜设备,投资较大。贴膜无须増加投资,但要对该膜的性能有一个深入的了解。(关于LOW-E贴膜另著文介绍) 。
总体来说,从节能目标考虑,降低U型玻璃K值的手段是有的。需要我们努力去做。
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