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节能玻璃在住宅上的选择与应用

      21世纪,能源和环境问题已经成为制约社会和谐发展的两大难题。如何节约能源实现可续发展是每一个国家重点关注的问题。据资料表明,我国建筑能耗占全国总能耗的1/3-1/4左右。大约50%-60%的能源消耗被用于空调制冷与采暖系统。而其中大部分的能耗又是由玻璃组成的外维护结构所消耗掉。

  在我国国民经济快速发展和转型的时期,居住形式由农村向城市的转移日渐加快,我国的城市化率日渐提高,大批人员从农村转移到城市,需要大量兴建城市住宅项目,如何提高住宅节能的问题,已经日益突出。本文仅就节能low-e玻璃在住宅的设计选择和应用方面,浅做介绍供大家参考。

  1.建筑玻璃的传热方式

  热能的传输有三种方式:传导、对流和辐射。对于玻璃材料的生产来说,我国已经基本淘汰了小平拉,垂直引上等落后玻璃生产工艺。我国的建筑玻璃市场几乎全部为先进的浮法工艺所生产。在配方稳定的情况下,各厂生产的浮法玻璃的导热系数可以取一个平均值,视为稳定值。因此,在材料本身的导热特性方面我们已经无法做出大的调整。

  现在,获得玻璃节能效果的主要途径只能靠另外两个来实现。实际上就是一方面改变玻璃的表面辐射特性,降低玻璃辐射率,另一方面通过玻璃的组合方式来调整对流对传热系数的影响。目前,我国使用的节能玻璃主体就是按照以上两个途径来实现的。典型节能的玻璃材料为中空LOW-E玻璃。

 

下图是中空玻璃结构的示意
 

 

 



  中空玻璃是由两片或多片玻璃,以内部充满高效分子筛干燥剂的间隔框,来间隔出一定的空间。边部再用高强度的密封材料粘接而成的玻璃组件、根据需要可选择普通白玻,热反射镀膜,低辐射镀膜的节能玻璃材料。

  2.各种玻璃材料的辐射率E值对比

  通过各种镀膜工艺的不同,我们可以在玻璃的表面涂覆不同的表面材料,来获得不同辐射率的玻璃产品。为满足客户的多种需要出发,包括颜色选择,功用选择的多方面需求,玻璃品种多样。但大致可以分类为透明玻璃,本体着色玻璃,热反射玻璃,在线low-e,和离线low-e玻璃材料。玻璃的辐射率体现了材料对红外和远红外热能的阻隔性能,辐射率越低,表明材料的节能效果越好,因此,在材料性能选择上,应尽可能选择辐射率低的玻璃产品。

  下表给出了各种材料的辐射率数据,以供选择参考!

  商品名称品种厚度E值

  普通白玻浮法玻璃6mm0.84

  本体绿、蓝玻浮法玻璃6mm0.84

  热反射CST1306mm0.81

  在线low-eSunlite656mm0.33

  离线low-e(单银)CEB12-606mm0.08

  离线low-e(双银)CED12-676mm0.04

  离线low-e(三银)CET13-636mm0.02

  以上数据为南玻检测得出,如有误差,以各自生产厂家提供为准!

  单单从热辐射材料性能来说,离线low-e是目前技术发展的主要方向,而且,在我国已经形成了南玻,耀皮等大型玻璃生产厂家为龙头的节能玻璃产业,近年来,随着对国外真空磁控溅射技术的消化和吸收,以南玻为代表的国内厂家已经从产品生产,工艺研发和设备制作都达到了国际同类水平。

  3.中空玻璃间隔层对传热系数的影响

  对于中空玻璃组合结构来说,中间间隔层的宽度影响的是气体在中空玻璃腔体内的对流传热。由于气体在温差作用下,其对流方式比较复杂,这里不做一一赘述。当表面材料的辐射率不同时,对流情况的变化幅度略有不同,但是,其变化规律基本相同。我们采用一款玻璃做模拟曲线,可以简要说明其中的规律。

  下表给出了一款单银LOW-E玻璃,结构为6mm+铝间隔条+6mm,在不同间隔宽度下的变化曲线:



  从图上我们可以可看出,当其他条件不改变时,玻璃的传热系数在初期随着间隔层宽度的增加而降低,在12mm-13mm时达到顶峰,其后将逐步升高,给综合节能带来不利影响。

  我国多年来受经济条件的制约,大部分住宅产品还没有使用先进的玻璃节能技术,在一些经济较发达地区使用最多的仍然是普通白玻中空结构。部分严寒地区为三玻两空玻璃结构。在间隔层的选用上,住宅产品也以6mm和9mm为多,其实,从节能的角度来看,是很不适宜的。因此,为最大获得节能性能,我们建议间隔层的厚度普遍采用12mm是最优的。
LOW-E节能玻璃与普通玻璃能耗比较可以从下表得知:

 


注:Comfort为南玻住宅用LOW-E玻璃品种

 


  四LOW-E玻璃与窗型材料的结合

  民用住宅与公建用玻璃材料有很大不同,大部分的住宅产品以窗的形式出现。玻璃的使用是和窗框材料相结合使用的。因此,我们谈到住宅节能是指的整窗的节能。一个好的节能玻璃没有合适的窗框安装,也难以达到国家规定的节能标准。目前,我国使用的窗框材料主要有,塑钢,铝型材,断热铝型材,木质等。

  它们的传热系数分别如下:

  塑钢:K=2.7W/M2.K

  普通铝型材:K=6.6W/M2.K

  断热铝型材:K=4.0-5.0W/M2.K

  木框:K=1.8W/M2.K

  我们可以通过以下公式大致核算出整窗玻璃的传热系数:

  K窗=「(K玻*S玻)+(K框*S框)」/(S玻+S框))

  式中;

  K窗____整窗的传热系数

  K玻、K框__-玻璃和窗材的传热系数

  S玻、S框__-玻璃和窗材所占面积

  以南玻推出的的两款住宅LOW-E产品为例,计算不同窗材在不同玻璃与窗框面积比的情况下,初略的传热系数如下:



  要满足国家建筑设计热工规范的要求,可以看出,按使用最广泛的断热型材为例,使用LOW-E玻璃方可以达到节能指标。

  五:结语

  建筑节能工作任重道远,在国家建筑节能政策的引导和协调下,节能玻璃的应用将越来越广泛,可以预见,大批量在民用住宅上使用高效节能的LOW-E玻璃将指日可待。

  但是,民用建筑节能玻璃的运用还需要设计,技术,政策,监督各方面通力协作。才能完成我国十一五规划的节能目标和任务。愿我们一道为社会、居家、营造一个和谐,环保,舒适的生活环境而努力!

 


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