2015-03-03 11:43:10 作者: 來源:新浪地產(chǎn) 【大 中 小】 我要評論（2）
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【 第一幕墻網(wǎng) 】
引言 當(dāng)前，能源問題已經(jīng)成為制約人類生存和發(fā)展的關(guān)鍵性因素之一。由于石油﹑天然氣﹑煤炭三種傳統(tǒng)能源的大量使用，其儲備已日趨枯竭，人們將不得不轉(zhuǎn)向成本較高的生物能﹑地?zé)岍p水利﹑太陽能﹑風(fēng)力等綠色能源，而我國的能源問題也越來越嚴(yán)峻。 建筑節(jié)能設(shè)計(jì)作為建筑節(jié)能的源頭，是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，而科學(xué)合理地使用具有節(jié)能、安全、環(huán)保特性的加工玻璃則是這一系統(tǒng)工程中極其重要的環(huán)節(jié)之一，因?yàn)樵絹碓蕉嗟墓?jié)能玻璃已被應(yīng)用于民用和商用建筑之中。如果這一環(huán)節(jié)不能得到足夠的重視和有效的實(shí)施，建筑節(jié)能工作就難以取得實(shí)質(zhì)性的推進(jìn)。我國幅員遼闊，氣候差異大，有“三北高寒地區(qū)”，有“冬冷夏熱地區(qū)”，有“夏熱冬暖”地區(qū)等多種氣候特征，因此為了滿足建筑節(jié)能、國家未來能源戰(zhàn)略的實(shí)施和經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的要求，必須要研制開發(fā)出能適應(yīng)不同氣候特征的節(jié)能玻璃產(chǎn)品。 在工程實(shí)踐中，往往由于忽視了節(jié)能玻璃的選擇應(yīng)遵循“因地制宜，外觀采光”的原則，以及其他影響其節(jié)能性能的因素等環(huán)節(jié)，因此造成在建筑設(shè)計(jì)中的選擇不當(dāng)或者沒有合理規(guī)避影響其節(jié)能效果的不利因素，而造成了大量的經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。因此，系統(tǒng)的分析節(jié)能玻璃在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用顯得非常必要。 1 建筑節(jié)能玻璃的節(jié)能原理及性能指標(biāo) 1. 1 節(jié)能原理 建筑節(jié)能玻璃包括吸熱玻璃﹑熱反射玻璃﹑低輻射玻璃﹑中空玻璃、真空玻璃等。目前，應(yīng)用在建筑節(jié)能工程上較多的有熱反射玻璃﹑低輻射玻璃﹑中空玻璃，而中空玻璃多是由熱反射玻璃和低輻射玻璃加工而成。 自然環(huán)境中的太陽能輻射是最大熱能，其中可見光的能量僅占1 /3，其余的2 /3 主要是熱輻射能。自然界另一種熱能形式是遠(yuǎn)紅外輻射能，其能量分布在4 ～50μm 波長之間。在室外，這部分熱能是由太陽照射到物體上被物體吸收后再輻射出來的，夏季成為來自室外的主要熱源之一，在室內(nèi)這部分熱能由暖氣、家用電器、陽光照射的家具及人體所產(chǎn)生的，冬季成為來自室內(nèi)主要熱源。 太陽輻射投射到玻璃上，一部分透過玻璃成為直接通過的能量，而另一部分被玻璃吸收或反射，被玻璃吸收的太陽能使溫度升高，并通過與空氣對流及向外輻射而傳遞熱能，因此最終仍有相當(dāng)部分透過物體，這可歸結(jié)為傳導(dǎo)、輻射、對流形式的傳遞。一般而言，來自于暖氣的遠(yuǎn)紅外線熱輻射，玻璃只能反射式吸收它，而不能直接透過，最終僅以傳導(dǎo)、輻射、對流的形式透過玻璃，因此遠(yuǎn)紅外線輻射透過玻璃的傳熱是通過傳導(dǎo)、輻射、及空氣對流體現(xiàn)的。 玻璃對遠(yuǎn)紅外線熱能的阻擋效果，取決于玻璃吸收能力的強(qiáng)弱。輻射率越低的玻璃，越不易吸收外來的熱輻射能量，從而玻璃通過傳導(dǎo)、輻射、對流所傳遞的熱能就少。低輻射玻璃能夠起到“隔熱節(jié)能”的效果，正是限制了這一部分的傳熱�，F(xiàn)代建筑多采用中空Low - E 玻璃，其節(jié)能效果更加顯著，這是因?yàn)橹锌詹Ａ?nèi)部氣體處于一個封閉的空間，氣體不產(chǎn)生對流，對流換熱量很小。同時，空氣的導(dǎo)熱系數(shù)為0.028W/( m·K) ，是玻璃導(dǎo)熱系數(shù)0.77W/( m·K) 的1 /27，傳導(dǎo)傳熱在中空玻璃的能量傳遞中也占較小的比例，而采用低輻射玻璃以后，不僅可以直接反射遠(yuǎn)紅外熱輻射，而且可以阻擋玻璃吸熱升溫后以輻射形式向外散熱，從而降低了輻射傳熱，因此，其保溫隔熱性能要比普通中空玻璃高1 倍。玻璃熱損耗示意圖如圖1所示。  1. 2 性能指標(biāo) 由于玻璃是透明材料，通過玻璃傳熱除了傳導(dǎo)、輻射、對流這三種形式外，還有太陽能量以光輻射形式的直接透過。衡量建筑節(jié)能玻璃節(jié)能性能的參數(shù)最主要有熱傳導(dǎo)率即U 值、可見光透過率、遮陽系數(shù)( Sc) 等。國家標(biāo)準(zhǔn)也明確規(guī)定，此三大性能指標(biāo)為的幕墻玻璃的強(qiáng)制檢測參數(shù)，這足以說明了其重要性。 熱能傳遞系數(shù)( U 值) : 鍍膜玻璃保溫隔熱性能的代表性指標(biāo)。它表示在一定條件下熱量通過玻璃時，在單位面積( 通常是1m2 ) 、單位溫差( 通常是室內(nèi)溫度和室外溫度之差l ℃或者1K) 和單位時間( 1s) 內(nèi)通過玻璃所傳遞熱量的焦耳數(shù)，其單位通常是W/(m2·K) 。U 值是玻璃的傳導(dǎo)熱、對流熱和輻射熱的函數(shù)，它是這三種傳熱方式的綜合體現(xiàn)，U 值越小，它的隔熱和保溫能力就越好，透過玻璃的能量損失也就越小。在英國單位制中通常用K 值來表示。 可見光透射比( Tvis) : 是指在可見光譜( 380 ～780nm) 范圍內(nèi)，透過玻璃的光強(qiáng)度相對于入射光強(qiáng)度的百分比。在保持同樣低輻射性能的條件下，玻璃的可見光透過率越低，室內(nèi)的采光效果就越差，但進(jìn)入室內(nèi)的熱量也會相對減少。 遮陽系數(shù)( Sc) : 顧名思義是玻璃遮擋或抵御太陽光能的能力，是指太陽輻射總透射比與3mm厚普通無色透明平板玻璃的太陽輻射的比值。遮陽系數(shù)越小，阻擋陽光向室內(nèi)直接輻射熱量的性能越好。 這三大性能指標(biāo)決定了節(jié)能玻璃在建筑節(jié)能中所起到的作用，因此，在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，因地制宜，把握好這三大性能指標(biāo)顯得至關(guān)重要。 2 建筑節(jié)能玻璃的選擇應(yīng)遵循的原則 2. 1 氣候地域因素 對于我國不同地區(qū)，常年的氣候變化情況大不相同，因此，要充分發(fā)揮節(jié)能玻璃在建筑中的最大節(jié)能效果，必須考慮到氣候地域的因素。而控制節(jié)能玻璃的節(jié)能效果，其本質(zhì)就是控制節(jié)能玻璃的三大性能指標(biāo)。 對于北方寒冷地區(qū)而言，主要以控制暖氣損耗為主，因此應(yīng)選擇Sc>0. 6 的節(jié)能玻璃為宜，使太陽能盡可能多地進(jìn)入室內(nèi); 對于南方炎熱地區(qū)而言，主要以控制空調(diào)損耗為主，應(yīng)選擇Sc<0. 3 的節(jié)能玻璃為宜，盡可能的限制太陽能進(jìn)入室內(nèi); 對于中部溫冷地區(qū)，控制空調(diào)、暖氣損耗同樣重要，因此應(yīng)選擇Sc 為0. 3～0. 6 為宜，兼顧冬、夏需要。 2. 2 采光效果 在現(xiàn)代建筑中，追求大面積采光的玻璃設(shè)計(jì)成為潮流，在滿足節(jié)能效果的前提下，室內(nèi)的視覺舒適度與采光效果密切相關(guān)。而在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，處理好采光效果，就必須解決好與太陽能輻射的矛盾，因?yàn)槲覀冎�，采光效果和可見光透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的數(shù)量有關(guān)系，可見光透射率越大，勢必太陽能輻射熱進(jìn)入室內(nèi)的也就越多，因此，在滿足“遮蔽熱輻射”節(jié)能的前提下，盡可能的控制節(jié)能玻璃的可見光透射率，才能達(dá)到一個理想的室內(nèi)視覺舒適度。 2. 3 外觀效果 對于現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)而言，要充分考慮兩方面的因素: 第一就是建筑的適用性和功能性; 第二就是建筑的美學(xué)性，即建筑的外觀效果。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，由于大面積采用了節(jié)能玻璃，因此，建筑的外觀效果和建筑節(jié)能玻璃的外觀效果密切相關(guān)。要使整體建筑外觀效果達(dá)到一個理想的狀態(tài)，應(yīng)該注意以下幾個方面: 從學(xué)術(shù)角度來說，外觀效果相當(dāng)于視線的遮蔽性，而基本遮蔽的條件要求反射光強(qiáng)度大于5 倍的透射光強(qiáng)度，對應(yīng)玻璃的室外反射率約為20%; 要充分考慮節(jié)能玻璃的綜合反射顏色的構(gòu)成: 即節(jié)能玻璃本體反射+背景天色+透過光色; 避免產(chǎn)生光污染。 3 建筑節(jié)能玻璃實(shí)現(xiàn)節(jié)能的主要因素 3. 1 節(jié)能玻璃的類型 節(jié)能玻璃的類型直接決定了節(jié)能玻璃在建筑中所發(fā)揮的效果。節(jié)能玻璃包括吸熱玻璃( 遮陽玻璃) 、熱反射玻璃、低輻射玻璃、中空玻璃、真空玻璃等，不同類型的玻璃，特點(diǎn)各不相同�，F(xiàn)代建筑中應(yīng)用最多的是吸熱玻璃、熱反射玻璃、低輻射玻璃，它們或單片使用，或搭配組合成中空玻璃使用，就經(jīng)驗(yàn)而論，中空玻璃的使用率和節(jié)能效果最佳，已經(jīng)被廣泛使用，但具體地區(qū)還應(yīng)考慮氣候因素和經(jīng)濟(jì)因素。 對于熱反射玻璃而言，遮陽系數(shù)比較低，而可見光反射比、傳熱系數(shù)、輻射率則與普通玻璃差別不大; 低輻射玻璃因其功能層具有較低的輻射率，因此其遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)都比較低; 中空玻璃一般是由2 片低輻射玻璃或者低輻射和熱反射玻璃中空而成，因此其遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)比低輻射玻璃還要低，與普通玻璃相比，其傳熱系數(shù)至少可降低40%，是目前最實(shí)用的隔熱玻璃。 3. 2 Low-E 玻璃的輻射率 Low-E 玻璃的傳熱系數(shù)與膜面的輻射率有著直接的關(guān)系。輻射率越小時，對遠(yuǎn)紅外線的反射率越高，玻璃的傳熱系數(shù)也會越低。例如，當(dāng)6mm單片Low-E 玻璃的膜面輻射率為0. 2 時，傳熱系數(shù)為3. 80W/( m2·K) ;輻射率為0. 1 時，傳熱系數(shù)為3. 45W/( m2·K) 。 單片玻璃的U 值的變化必然會引起中空玻璃U 值的變化，而輻射率的大小和低輻射玻璃的膜層厚度和功能層( Ag 層) 的層數(shù)有密切關(guān)系。熱反射玻璃的輻射率ε 約0. 6～0. 87; 陽光控制玻璃輻射率ε 約0. 5～0. 8; 雙銀產(chǎn)品的輻射率ε 一般為0. 05 左右; 而三銀產(chǎn)品的輻射率ε 一般小于0. 03，因此三銀產(chǎn)品的節(jié)能效果最理想。 3. 3 中空玻璃的配置 在使用過程中，不同原片玻璃的組合可以形成不同中空玻璃的光學(xué)性能參數(shù)。選擇合適的中空玻璃原片進(jìn)行組合，在相等造價(jià)的基礎(chǔ)上可獲得更好的節(jié)能效果。幾種不同原片玻璃組合( 6mm+12A + 6mm) 的光學(xué)性能參數(shù)如表1所示。  從表中可以看出，根據(jù)需要選用吸熱玻璃、熱反射玻璃、Low-E 玻璃等作為中空玻璃的基片，可以大大降低傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)，同時可見光透過率較高，具有顯著的節(jié)能效果，是節(jié)能玻璃的最佳選擇。 3. 4 膜面位置的因素 對于中空玻璃而言，膜面的位置直接影響節(jié)能玻璃的Sc 和U 值，而Sc 和U 值又直接影響節(jié)能玻璃的節(jié)能效果，因此，薄膜位置的選擇不容忽視。另外，膜面的選擇要根據(jù)各地常年的氣候狀況和建筑的外觀設(shè)計(jì)要求而定。 ![$12}_P@E72%V[{M]G@[OPFF.jpg](http://www.besttourghosthaunted.com/upload_files/article/104/201503/7315_20150303110355_JTI0MTIlN0RfUCU0MEU3MiUyNVYlNUIlN0JNJTVERyU0MCU1Qk9QRkY=.jpg "$12}_P@E72%V[{M]G@[OPFF.jpg") 一般情況下，膜面位置的選擇( 見圖2) 對于南方地區(qū)，膜面大多位于2# 面;對于北方地區(qū)，膜面大多位于3# 面兩種方式隔熱性差異在于: 兩種方式的U冬相等，U夏相差2%，2 #面的Sc 低于3# 面10% 以上。而從外觀效果角度來看，2#面的外觀顏色效果優(yōu)于3#面。6mm + 12A +6mm 透明Low-E 玻璃和冷灰Low-E中空玻璃的膜面位于2#、3#時遮陽系數(shù)Sc 和傳熱系數(shù)的差異如表2 所示。  3. 5 間隔層氣體的影響 由于氣體間隔層的作用，使得中空玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)比單片玻璃低50% 左右。中空玻璃內(nèi)部充填的氣體除空氣外，還有氬氣、氪氣等惰性氣體。中空玻璃具有良好的熱阻性能，這歸因于氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很低( 空氣0. 024W/mK; 氬氣0.016W/mK) 。對于6mm + 12A + 6mm 的白玻中空組合來說，當(dāng)間隔層氣體為空氣時，U 值約為2. 7 W/m2K; 當(dāng)充填100%氪氣時，U 值約為2. 47W/m2K，而充填100%氬氣時，U 值約為2. 53W/m2K。相對于氪氣而言，因氬氣在空氣中的含量豐富，容易提取，使用成本較低，因此氬氣常作為間隔層氣體廣泛應(yīng)用于中空節(jié)能玻璃的加工中。 4 結(jié)語 節(jié)能玻璃是一種高效、實(shí)用、美觀的建筑材料，在建筑節(jié)能系統(tǒng)工程中發(fā)揮著不可替代的作用。在建筑節(jié)能設(shè)計(jì)中，節(jié)能玻璃的選擇應(yīng)該遵循“因地制宜，外觀與采光并重”的原則，根據(jù)不同地區(qū)的氣候特點(diǎn)合理選擇適用性能的玻璃，既要考慮外觀效果，又要重視采光程度。同時，充分考慮節(jié)能玻璃的類型、配置、輻射率、膜面位置、間隔層氣體等因素對節(jié)能玻璃性能的影響，規(guī)避不利因素，使節(jié)能玻璃在建筑節(jié)能工程中發(fā)揮出其最理想的節(jié)能效果，從而達(dá)到降低能耗的目的。我們相信，隨著可持續(xù)發(fā)展觀念和建筑節(jié)能意識的逐步深入，高性能的節(jié)能玻璃必將得到不斷的發(fā)展和擁有更加廣泛的市場前景。 |
