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幕墙节能玻璃的应用与性能初探

来源:中国幕墙网收集整理  作者:钱新宇  日期:2006-3-16
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    玻璃的节能特性与节能玻璃
  玻璃作为透明材料被广泛应用于建筑、交通运输、船舶、航空、制冷等行业,它不仅是良好的透明材料也是一种良好的热导性材料。不管玻璃被应用于哪个领域,通过玻璃进行热传导都会发生,而透过玻璃的热传导大部分是能量损失。例如在建筑上使用的普通平板玻璃所发生
  普通平板玻璃辐射率较高,通常为0.84。低辐射玻璃是通过在玻璃表面涂敷低辐射涂层使表面的辐射率低于普通玻璃从而减少热量的损失来达到降低采暖费用实现节能目的。衡量低辐射玻璃节能效果的重要指标是辐射率。辐射率越低通过玻璃表面发生的辐射损失越少,玻璃的节能效果越好。

    2.3中空玻璃
  中空玻璃的节能效果
  建筑物在冬季从户散失的热量是很大的。据美国统计,建筑物通过窗户散失的能量约占建筑物消耗能量的30%。在瑞典占的比例更大,约70%。我国统计资料表明约占50%。国内外的实践证明,提高建筑物围护结构的保温性能,特别是提高窗户的保温性能是防止建筑物热量散失的最经济、最有效的方法。中空玻璃在建筑上的应用起到了关键的作用。据美国资料报导,高层办公楼采用银灰色中空玻璃窗每平方英尺每年采暖能耗为5494KJ,比用单层玻璃窗节能约2/3(单层玻璃窗每平方英尺每年采暖能耗为17775KJ)。

  随着我国国民经济的发展,国家对环境保护、节能、改善居住条件等问题要求越来越高,相应地制定了一批技术法规。1995年修订的《民用建筑节能设计标准》〈JGJ26095〉(以下简称新标准)要求建筑物采暖能耗比80年代的标准降低50%(其中建筑物承担30%,采暖系统承担20%),对建筑物围扩结构材料门窗传热系数提出了新的要求。单层玻璃窗的传热系数为6W/㎡.K单框双玻钢塑复合窗的传热系数为3.5W/m2.K,单框双玻塑料窗的传热系数为2.6 W/㎡.K。窗户的传 热系数要达到2.5 W/㎡.K以下必须采用中空玻璃。

  根据新标准,北京、天津、沈阳、大连等地采用双玻就能满足要求。但是双玻容易产生结露问题,特别是当双玻密封不严时,中空层玻璃内表面容易结雾而影响使用性能。因此,用中空玻璃取代双玻窗是必然发展趋势。

  虽然我国新标准对窗户的传热系数的要求比原来的标准有了很大提高,但同国外相比还有一定的差距。

    目前我国建筑业使用中空玻璃的主要问题是建筑造价增加。建筑造价的增加可以很快从节能中收回。规划部所作的建筑物使用中空玻璃的技术经济计算结果表明,在我国寒冷地区(东北、内蒙)使用中空玻璃取得的节能效果,在4~5年内就可补偿增加的建筑造价。中空玻璃由于在两片玻璃之间形成了一定的厚度并被限制了流动的空气或其他气体层从而减少了玻璃的对流和传导传热,因此它具有了较好的隔热能力。

  例如由两片5mm普通玻璃和中间层厚度为10mm的空气层组成的中空玻璃,在热流垂直于玻璃进行热传递时对流传热,传导传热、辐射传热各约占总传热的2%、38%、60%,同时中空玻璃的单片还可以采用镀膜玻璃和其他节能玻璃,能将这些玻璃的优点都集中于中空玻璃上,也就是说中空玻璃还可以集本身和镀膜玻璃的优点于一身,从而发挥更好的节能作用。如用一层5mm厚、表面辐射率0.2的低辐射玻璃和一层厚度为5mm的普通玻璃组成的空气层为9mm的中空玻璃其K值月约为2.1W/㎡K。如果使用辐射率为0.08的低辐射玻璃并且将空气层中的空气用氩气置换空气层的厚度选择12mm,其K值可以达到1.4W/㎡K。如果在中空玻璃的外片选择热反射玻璃他还具有控制太阳能的作用。

  2.4真空玻璃
  真空玻璃是目前节能效果最好的玻璃,真空玻璃是在密封的两片玻璃之间形成真空从而使玻璃与玻璃之间的传导热接近于零,同时真空玻璃的单片一般至少有一片是低辐射玻璃。低辐射玻璃可以减少辐射传热,这样通过真空玻璃的传热其对流、辐射和传导都很少,节能效果非常好,但目前国内尚未形成生产能力。

  2.5高性能中空玻璃
  随着国家的建筑节能政策的逐步落实,中空玻璃正在不断地得到推广应用,在节能方面取得了显著的结果。但同时应该看到,我们目前应用的中空玻璃的综合性能是比较低的。比如说,通过玻璃的热传递包括三个方面,即热辐射、对流和传导,但普通中空玻璃只解决了其中的热对流问题,而对影响热传递大得多的辐射和传导并没有解决。因此,普通中空玻璃的节能效果是有限的。高性能中空玻璃则三管齐下,从解决辐射、对流和传导同时入手,节能效果的提高是十分显著的。此外,高性能中空玻璃的性能还包括:抗冷凝、降低噪音、提高热阻和减少中空玻璃炸裂等方面。高性能中空玻璃的这些综合性能的特点,可以概括为三个方面:绿色、健康、舒适。

  绿色据2004年版的《建筑玻璃实用手册》研究成果,与普通中空玻璃相比,高性能中空玻璃的节能改善程度是36%~44%,效果是十分显著的。高性能中空玻璃在配置上,采用低辐射玻璃和超级间隔条时,比普通中空玻璃提高节能36%;采用低辐射玻璃、超级间隔条和氩气时,比普通中空玻璃提高节能44%。节能效果的改善对最终用户来说,用于能源的费用支出会有明显的减少。   
  虽然高性能中空玻璃的支出与普通中空玻璃相比会有所增加,但由于能源费用的节省可使增加的支出在数年内收回。比如,在北京地区采用高性能中空玻璃的回报期约为4年。因此,使用高性能中空玻璃所增加的费用,不应视为成本的增加,而应该视为是一项理智的投资。此外,节能效果的改善,还意味着降低能耗,减少环境污染。

  高性能中空玻璃的节能效果取决于低辐射玻璃、惰性气体和超级间隔条的应用。高性能中空玻璃的其它性能与超级间隔条有着密切关系。因此有必要对此重点介绍。

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