3 Low-E玻璃隔熱節能原理
3.1 Low-E玻璃與普通玻璃性能對比
傳導和對流的熱流失一經由雙重玻璃窗控制后,其最重要的熱量流失就是輻射,在低溫和寒冷的氣候中,熱量從室內流失時,它就變得特別重要。低輻射鍍膜玻璃對長波紅外的反射率較高,能將熱輻射反射返回原空間。
我國GB/T18915.2-2002鍍膜玻璃標準中所規定的輻射率(E)低于0.15的要求,這是%考試|大|普通鍍膜玻璃是無法達到的,而雙銀Low-E鍍膜玻璃具有很低的遮陽系數和很高的可見光透過率,具有很低的K值和U值,可以滿足該要求。測試表明,采用普通雙層中空玻璃,室內能量的80%通過玻璃傳輸到室外;如果在雙層中空玻璃內側表面鍍上一層無色的低輻射膜,則傳輸到室外的能量可降低到40%,如圖2所示。低輻射鍍膜玻璃窗隔熱性能幾乎可提高一倍,但重量和尺寸并不增加,也不明顯減少陽光的透過。表2反映了不同結構的玻璃制品對于熱量傳遞的阻隔對比情況,可以看出雙銀Low-E鍍膜玻璃的隔熱性能最優異。
3.2 雙銀Low-E中空玻璃的節能優勢
雙銀Low-E玻璃主要在玻璃表面上利用磁控濺射法沉積多層膜材,在多層膜層材料中%考試|大|沉積兩層以上的純銀基材而成的高性能玻璃制品。該膜是一種熱反射原理膜,具有高可見光透射率、極高的遠紅外線反射率,該種覆蓋雙銀層的雙銀Low-E低輻射鍍膜玻璃可將98%以上的遠紅外熱輻射反射回去,可使玻璃的輻射率E值由0.84以上降低到0.15以下,其遮陽系數SC可根據工程需要在0.2~0.7之間調動。
3.3 中空玻璃暖邊技術的采用
中空玻璃的間隔條在導熱系數上也是至關重要,槽鋁式間隔條的應用非常廣泛,而暖邊技術在國內的應用還較少,它的性能與雙銀Low-E中空玻璃相結合,更體現出節能的優勢,在相同的環境下對比使用,隔熱效果存在明顯提高。表3是木窗、塑窗、鋁窗分別采用鋁間隔條、TGI 暖邊間隔條時,根據現有條件進行計算得出以下數據[4]:
4 針對我國不同地區的節能玻璃設計方案[5]
我國氣候的顯著特點是夏熱冬冷,國家對室內熱環境的基本要求是:城鎮建筑冬季室內溫度達到18℃,夏季室溫低于30℃。因此,不同氣候區域對于建筑外窗的熱功及遮陽性能要求各有側重,南方側重于隔熱,北方側重保溫,中原地區則要兩者兼顧。
南方,夏熱冬暖,全年平均日照高,平均氣溫高。我國的夏熱冬暖的南方地區,不考慮冬季取暖,如海南、三亞、廣州、深圳、香港、澳門等城市。我們需要:低的遮陽系數、低的U值、可供選擇的可見光透過率,優先選用遮陽型Low-E玻璃,雙銀型Low-E玻璃。
對于北方,冬冷夏暖,全年平均氣溫低。我國的東北地區,日照充足,全年寒冷時間長達50天以上,夏季暖和,晝夜溫差大。典型城市:哈爾濱、沈陽。我們需要:相對高的遮陽系數、低的U值、可供選擇的可見光透過率,優先選擇高透型Low-E玻璃。
而長江中下游地區,冬季寒冷,夏季炎熱,冬天和夏天持續時間較長。典型城市:上海、南京、武漢、杭州等。我們需要:相對低的遮陽系數、低的U值、可供選擇的可見光透過率,優先考慮選用遮陽型Low-E玻璃和雙銀Low-E玻璃。
5 展望
21世紀的前20年是我國建筑業發展的黃金時期,人口紅利的到來使得人民對住房的需求強烈,舒適性和環保人性化的建筑是人們看重的根本。目前,我國每年建成的住房面積達16~20億平方米,約占世界年總建筑面積總量的一半,預計到2010年底,我國房屋建筑面積為519億平方米,其中城市171億平方米,到2020年底,我國房屋建筑面積為686億平方米,其中城市261億平方米,建筑規模極其巨大[6]。然而,既有的近400億平方米的建筑中99%以上的為高能耗建筑,新建的也大部分屬于高能耗建筑,單位建筑面積的采暖費用約為發達國家的3倍以上,按照目前的發展水平,到2020年,我國的建筑能耗將達到10.89億噸標準煤,空調的高峰負荷相當于10座三峽電站的滿負荷運行。在公共建筑的全年能耗中,大約50%~60%消耗于空調制冷與采暖系統,而在這部分能耗中,大約20%~50%是由外圍護結構傳熱所消耗。在整個圍護結構中,通過玻璃傳遞的熱量遠高于其他圍護結構。在現代化公共建筑中,大面積采用玻璃已成為趨勢,在%考試|大|玻璃幕墻和門窗中,玻璃面積與框材相比占控制地位,是玻璃幕墻和門窗傳熱的主要部位。而目前,很多業主和發展商都沒有考慮到今后整棟樓長期的采暖、制冷所需的費用,而對工程的一次性高投資產生疑惑。我們需要建筑設計師根據工程的實際地理位置和氣候變化進行合理的計算,得出所使用的節能材料,這樣才能夠降低整棟大廈終身的驚人耗電費用。
我國是一個能源匱乏的國家,建筑節能勢在必行。作為建材中使用最為廣泛的材料之一,玻璃也是建筑幕墻結構中最為核心的一部分。在建筑美學設計上,不僅要要達到建筑采光要求、讓人獲得空間美感,更要滿足《公共建筑節能設計標準》GB50189、《建筑玻璃應用技術規程》JGJ113-2003等規定的要求。2008年北京的綠色奧運、環保奧運,奧運配套設施建設大量采用最新的節能環保材料,再到上海世博園的規劃與設計,無不體現了國家的節能政策和導向。隨著社會經濟的發展,為實現國家“十一五”的節能目標,具有“綠色”、“環保節能”特性的單銀Low-E中空玻璃、雙銀Low-E鍍膜中空玻璃等將成為公共建筑和民用建筑的首選產品和主流產品,未來整個建筑業的強力需求必將推動我國整個建筑玻璃行業的迅猛發展。