你知道影响钢化玻璃节能的因素有哪些吗？
作者： 来源： 日期：2019-03-28 13:49:27 人气：639
一、建筑节能对钢化玻璃功用的要求 跟着社会经济兴旺程度的前进，建筑能耗在社会总能耗中的所占份额越来越大，现在西方兴旺国家约为30%~45%，尽管我国经济展开水陡峭生活水平都还不高，但这一份额已抵达20%~25%，正逐渐上升到30%。在一些大城市，夏日空调已成为电力顶峰负荷的首要组成部分。不管西方兴旺国家，仍是我国，建筑能耗状况都是牵动社会经济展开大局的大问题。按照1986年制定的我国建筑节能分三步走的方案，当前政府各级节能管理部门正在积极发动完结第三步节能65%方针的标准编制作业。而在影响建筑能耗的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中，门窗的绝热功用最差，是影响室内热环境质量和建筑节能的首要要素之一。就我国现在典型的围护部件而言，门窗的能耗约占建筑围护部件总能耗的40%~50%。据统计，在采暖或空调的条件下，冬季单玻窗所丢失的热量约占供热负荷的30%~50%，夏日因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20%~30%。因而，增强门窗的保温隔热功用，减少门窗的能耗，是改善室内热环境质量和前进建筑节能水平的重要环节。 中空玻璃具有出色的保温隔热功用，是前进门窗节能水平的重要材料，近些年已经在建筑上得到了极其广泛的运用。但跟着节能标准的不断前进，一般的中空玻璃已不能完全满足节能规划的技术要求。例如在夏热冬冷区域的节能规划标准中，对大窗墙比的外窗传热系数束缚方针到了2.0 W/m2K，夏热冬暖区域这一方针在部分条件下到了2.0 W/m2K。所以我们应该一方面大力推广Low-E中空玻璃这种具有优异节能特性的新产品，另一方面要深化分析和掌握中空玻璃节能功用的各个影响要素，从玻璃原片、距离组成和运用环境等方面保证中空玻璃可以发挥它最佳的节能功用。 二、中空玻璃节能特性的底子方针 在建筑用中空玻璃诸多的功用方针中，可以用来判别其节能特性的首要有传热系数K和太阳得热系数SHGC。中空玻璃的传热系数K是指在稳定传热条件下，玻璃两侧空气温度差为1℃时，单位时间内通过1平方米中空玻璃的传热量，以W/m2K 标明。K值越低，阐明中空玻璃的保温隔热功用越好，在运用时的节能效果越显着。太阳得热系数SHGC是指在太阳辐射相同的条件下，太阳辐射能量透过窗玻璃进入室内的量与通过相同尺度但无玻璃的开口进入室内的太阳热量的比率。玻璃的SHGC值增大时，意味着可以有更多的太阳直射热量进入室内，减小时则将更多的太阳直射热量阻遏在室外。SHGC值对节能效果的影响是与建筑物所在的不同气候条件相联络的，在酷热气候条件下，应该减少太阳辐射热量对室内温度的影响，此时需求玻璃具有相对低的SHGC值；在严寒气候条件下，应充分利用太阳辐射热量来前进室内的温度，此时需求高SHGC值的玻璃。在K值与SHGC值之间，前者首要衡量的是因为温度差而发生的传热进程，后者首要衡量的是由太阳辐射发生的热量传递，实践生活环境中两种影响一同存在，所以在各建筑节能规划标准中，是通过束缚K和SHGC的组合条件来使窗户抵达规则的节能效果。 现在，中空玻璃的K值是通过实验室实践测量得出的，SHGC值是对光谱数据核算得出的。因为K值的实践测量受本钱束缚难以收集各品种型的大量数据，所以本文的分析进程将选用美国劳伦斯伯克利实验室开发的Window5.2软件进行模仿核算。该软件可以核算出各品种型玻璃的K值和SHGC值等相关参数，其核算效果可以近似替代实践测量值。为了保证核算效果的一致性，除特别阐明以外，本文在核算分析中选用NFRC系列标准的环境条件设置数据。 三、节能方针的影响要素分析 1、玻璃的厚度： 中空玻璃的传热系数，与玻璃的热阻（玻璃的热阻为1mK/W）和玻璃厚度的乘积有着直接的联络。当增加玻璃厚度时，必定会增大该片玻璃对热量传递的阻遏才能，然后下降整个中空玻璃体系的传热系数。对具有12 mm空气距离层的一般中空玻璃进行核算，当两片玻璃都为3mm白玻时，K=2.745W/m2K，都为10mm白玻时，K=2.64 W/m2K，下降了3.8%左右，且K值的改动与玻璃厚度的改动底子为直线联络。从核算效果也可以看出，增加玻璃厚度对下降中空玻璃K值的效果不是很大，8+12+8的组合办法比常用的6+12+6组合K值仅下降0.03 W/m2K，对建筑能耗的影响甚微。由吸热玻璃或镀膜玻璃组成的中空体系，其改动状况与白玻附近，所以在下面的其它要素分析中将以常用的6mm玻璃为主。 当玻璃厚度增加时，太阳光穿透玻璃进入室内的能量将会随之而减少，然后导致中空玻璃太阳得热系数的下降。如图2所示，在由两片白玻组成中空时，单片玻璃厚度由3mm增加到10mm，SHGC值下降了16%；由绿玻（选用典型参数）+白玻组成中空时，下降了37%左右。不同厂商、不同颜色的吸热玻璃影响程度将会有所不同，但同一类型中，玻璃厚度对SHGC值的影响都会比较大，一同对可见光透过率的影响也很大。所以，建筑上选用吸热玻璃组成的中空玻璃时，应根据建筑物能耗的规划参数，在满足结构要求的前提下，考虑玻璃厚度对室内取得太阳能强度的影响程度。在镀膜玻璃组成中空时，厚度会依基片的品种而发生不同程度的影响，但首要的要素将会是膜层的类型。 2、玻璃的类型： 组成中空的玻璃类型有白玻、吸热玻璃、阳光控制镀膜、Low-E玻璃等，以及由这些玻璃所发生的深加工产品。玻璃被热弯、钢化后的光学热工特性会有微小的改动，但不会对中空体系发生显着的改动，所以此处仅分析未进行深加工的玻璃原片。不同类型的玻璃，在单片运用时的节能特性就有很大的差别，当组成中空时，各种形式的组合也会出现出不同的改动特性。 吸热玻璃是通过本体上色减小太阳光热量的透过率、增大吸收率，因为室外玻璃表面的空气流动速度会大于室内，所以能更多地带走玻璃本身的热量，然后减少了太阳辐射热进入室内的程度。不同颜色类型、不同深浅程度的吸热玻璃，都会使玻璃的SHGC值和可见光透过率发生很大的改动。但各种颜色系列的吸热玻璃，其辐射率都与一般白玻相同，约为0.84。所以在相同厚度的状况下，组成中空玻璃时传热系数K值是相同的。选取不同厂商的几种有代表性的6mm厚度吸热玻璃，中空组合办法为吸热玻璃+12mm空气+6mm白玻，表1列出了各项节能特性参数。核算效果标明，吸热玻璃仅能控制太阳辐射的热量传递，不能改动因为温度差引起的热量传递。 阳光控制镀膜玻璃是在玻璃表面镀上一层金属或金属化合物膜，膜层不仅使玻璃出现丰盛的颜色，并且更首要的效果就是下降玻璃的太阳得热系数SHGC值，束缚太阳热辐射直接进入室内。不同类型的膜层会使玻璃的SHGC值和可见光透过率发生很大的改动，但对远红外热辐射没有显着的反射效果，所以阳光控制镀膜玻璃单片或中空运用时，K值与白玻附近。 Low-E玻璃是一种对波长规模4.5~25微米的远红外线有很高反射比的镀膜玻璃。在我们周围的环境中，因为温度差引起的热量传递首要会合在远红外波段上，白玻、吸热玻璃、阳光控制镀膜玻璃对远红外热辐射的反射率很小，吸收率很高，吸收的热量将会使玻璃本身的温度前进，这样就导致热量再次向温度低的一侧传递。与之相反，Low-E玻璃可以将温度高的一侧传递过来的80%以上的远红外热辐射反射回去，然后避免了因为本身温度前进发生的二次热传递，所以Low-E玻璃具有很低的传热系数。以耀华出产的在线Low-E玻璃为例，与其它类型玻璃的比照见表2，其间耀华Low-E组组成中空时，传热系数可以抵达1.9 W/m2K，比一般的白玻中空K值下降了30%。并且Low-E中空玻璃的SHGC值和可见光透过率可以按照节能的需求在出产时进行调理，酷寒区域运用时可以选用可见光高透型的耀华Low-E中空玻璃，在酷热区域可以选用具有遮阳效果的耀华Sun-E中空玻璃。 3、Low-E玻璃的辐射率： Low-E玻璃的传热系数与其膜面的辐射率有着直接的联络。辐射率越小时，对远红外线的反射率越高，玻璃的传热系数也会越低。例如，当6mm单片Low-E玻璃的膜面辐射率为0.2时，传热系数为3.80 W/m2K；辐射率为0.1时，传热系数为3.45 W/m2K。单片玻璃K值的改动必定会引起中空玻璃K值的改动，所以Low-E中空玻璃的传热系数会跟着低辐射膜层辐射率的改动而改动。图3所示的数据为白玻与Low-E玻璃选用6+12+6的组合时，中空K值受膜面辐射率改动的状况。可以看出，当辐射率从0.2下降到0.1时，K值仅下降了0.17 W/m2K。这阐明与单片Low-E的改动比较，Low-E中空的K值改动受辐射率的影响不是非常显着。 4、Low-E玻璃镀膜面方位： 因为Low-E玻璃膜面所具有的共同的低辐射特性，所以在组成中空玻璃时，镀膜面放置方位的不同将使中空玻璃发生不同的光学特性。以耀华Low-E为例，按照与白玻进行6+12+6的组合办法核算，将镀膜面放置在4个不同的方位上时（室外为1#方位，室内为4#方位），中空玻璃节能特性的改动如表3所示。根据效果显现，膜面方位在2#或3#时的中空玻璃K值最小，即保温隔热功用最好。3#方位时的太阳得热系数要大于2#方位，这一区别是在不同气候条件下运用Low-E玻璃时要注意的关键要素。严寒气候条件下，在对室内保温的一同人们希望更多地取得太阳辐射热量，此时镀膜面应位于3#方位；酷热气候条件下，人们希望进入室内的太阳辐射热量越少越好，此时镀膜面应位于2#方位。 假设为了建筑节能或颜色装饰的规划需求，在酷热区域选用吸热玻璃与Low-E玻璃组成中空时，从表3中可以看出，膜面在2#或3#方位时的传热系数都是最小，但3#方位的太阳得热系数比2#方位小得多，此时Low-E膜层应该位于3#方位。
5、距离气体的类型 中空玻璃的导热系数比单片玻璃低1半左右，这首要是气体距离层的效果。中空玻璃内部充填的气体除空气以外，还有氩气、氪气等惰性气体。因为气体的导热系数很低（空气0.024W/mK；氩气0.016W/mK），因而极大地前进了中空玻璃的热阻功用。6+12+6的白玻中空组合，当充填空气时K值约为2.7 W/m2K，充填90%氩气时K值约为2.55 W/m2K，充填100%氩气时约为2.53 W/m2K，充填100%氪气时K值约为2.47 W/m2K。两种惰性气体比较，氩气在空气中的含量丰盛，提取比较简单，运用本钱低，所以运用较为广泛。不管填充何种气体，相同厚度状况下，中空玻璃的SHGC值和可见光透过率底子坚持不变。 6、气体距离层的厚度： 常用的中空玻璃距离层厚度为6mm、9mm、12mm等。气体距离层的厚薄与传热阻的大小有着直接的联络。在玻璃原料、密封结构相同的状况下，气体距离层越大，传热阻越大。但气体层的厚度抵达必定程度后，传热阻的增长率就很小了。因为当气体层厚度增抵达必定程度后，气体在玻璃之间温差的效果下就会发生必定的对流进程，然后减低了气体层增厚的效果。如图4所示，气体层从1mm增加到9mm时，白玻中空充填空气时K值下降37%，Low-E中空玻璃充填空气时K值下降53%,充填氩气时下降59%。从9mm增加到13mm时，下降速度都开端变缓。13mm往后，K值反而有细微的上升。所以，关于6mm厚度玻璃中空组合，逾越13mm的气体距离层厚度再增大不会发生显着的节能效果。 中空玻璃的广泛运用大大促进了建筑节能的展开脚步，一同建筑节能标准要求的逐渐前进也必将促使中空玻璃不断完结更加优异的节能特性。通过以上对中空玻璃的原片组合、距离类型、运用环境的详细数据分析可以得出，影响中空玻璃节能特性的重要要素是玻璃原片的类型和距离层的厚度及品种。其间，Low-E玻璃以其优异的光学热工特性使中空玻璃的节能效果得到了巨大的腾跃。全世界Low-E玻璃的年均用量已达1.2亿m2，欧洲部分国家正在立法鼓动运用Low-E玻璃，日本和美国的行业协会都采纳必定的措施，鼓动加大Low-E玻璃的普及程度。我国建筑行业Low-E中空玻璃的运用也处于迅猛展开的气势，由耀华出产的在线Low-E系列产品和由南玻、耀皮出产的离线Low-E产品已经在实践运用中完结了出色的节能效果。跟着可继续展开观念和建筑节能意识的逐渐深化，高功用的中空钢化玻璃产品必将得到不断的展开和拥有更加宽广的市场前景。
