论Low-E玻璃与建筑节能的关系

论Low-E玻璃与建筑节能的关系

摘要:就Low-E玻璃相关概念作了简要介绍,并就建筑节能途径进行了粗浅探讨,从而对Low-E玻璃在建筑节能中的作用和推广使用提出几点不同看法。

关键词:Low-E玻璃;建筑节能;作用

1何谓Low-E玻璃

2007年我国引进了一种新型低辐射镀膜玻璃,它具有保温、避免反射光污染等诸多优点,因而Low-E玻璃又称为绿色、节能、环保建材。由于加工技术取得了突破性进展,给批量生产带来了可能,目前其在国外一些发达国家获得了广泛应用。

Low-E也被称为低辐射玻璃,因其所镀的膜层具有极低的表面辐射率而得名。它是在玻璃表面镀上多层金属或其它化合物组成的膜系产品,属于玻璃深加工的一种。Low-E由五层薄膜构成,其中的功能层是银,其居中间层。接触玻璃的第一层为金属氧化物膜,其作用是降低银的反射率,增加透光率,并产生反射颜色。第二、四层为抗氧化金属层,位于银的两侧,起隔离保护银的作用。第五层是金属氧化物与空气接触保护层,并起到增加透光率作用。如图1所示:

上述五层膜总厚度为几个μ,其膜之间相互依存,影响其中任何一层膜的参数的变化都会影响到最终产品的颜色和性能,因此生产中保证每层膜的一致是十分重要的。

Low-E产品特点:

(1)有较高的可见光透射率,采光自然,效果比较通透。(2)有较高的太阳光透过率,透过玻璃的太阳光辐射多。(3)有较高的中、远红外线反射率,K值低(传热系数)。

但单片Low-E玻璃保温、隔热效果并不理想,只有加工成中空玻璃,才能显示出其优越性。

2中空玻璃的来由和发展

中空玻璃源于寒冷地区使用的双层窗(如我国东北地区),90年代发展为双层中空玻璃窗。其构成如图2所示。

中空玻璃起主导作用是空气层,两侧玻璃绝大多数为普通浮法白净片玻璃,普通浮法玻璃的透光率为100%,可见光反射率在11%以下,与Low-E大致相近,同样具有可避免反射光污染的性能。

膜系产品的中空玻璃,可将膜看成是第三层,镀膜玻璃对可见光的透光率为80%左右,比普通玻璃较差。这就是我们在采用有色镀膜玻璃的房间,总有一种阴沉感的原因。目前Low-E单银的辐射膜只有暗灰色一种,这是由于采用的靶材不同所致。

3Low-E玻璃被称为低辐射镀膜玻璃的原因

低辐射是指物理学定义辐射率低于0.15的物体为低辐射物体,所以Low-E玻璃的辐射率应低于0.15,其对红外线(尤其对中、远红外线)有很高的反射率。

冬季它对室内暖气及室内物体散发的热辐射,可以像反射镜一样,将绝大部分反射回室内,保证室内暖气不向外散失;夏季它可以阻止室外地面、建筑物散发出的热辐射进入室内,节约空调制冷费用。

4建筑节能的途径

建筑节能是建筑技术进步的一个重大标志,是建筑业实施可持续发展战略的一个关键环节。我国是个民生能耗大国,所以建筑节能是社会经济发展的需要、是减轻大气污染的需要、是改善建筑热环境的需要、更是发展建筑业的需要。所以我国从1980年开始强制推行节约热能30%。90年代我国第二次提出要求:在1981年节能30%的基础上再节能50%。则相应法规“民用节能设计标准”应运而生。

建筑能耗占全国总能耗的35%~50%。可见建筑能耗的状况是牵动国家全局的大事。

4.1居住建筑的耗热量由两部分构成

(1)建筑物围护结构的传热耗热量约占73%~77%。

(2)通过门窗缝隙空气渗透耗热量约占23%~27%。

传热耗热量所占的份额详见表1:

窗户是围护结构之一,所以窗户传热耗热量与空气渗透耗热量相加,约占全部耗热量的50%。由此可见窗户是耗热量的薄弱环节,是节能的重要部位。改善建筑物窗户的保温性能和加强窗户的气密性是节能的关键。所以我国从80年代开始,断桥铝窗、塑钢窗、中空玻璃相应出现,这都是节约能耗的有效方法。但是窗户过于密闭,相应有二个问题出现:一则室内空气达不到基本卫生要求,其二会使窗户造价提高,所以我国要求窗户的气密性达到Ⅱ级,即高层建筑要求空气渗透量Q=m3/(m·h)≤1.5。

4.2采暖居住建筑节能基本原理和节能途径

在冬季为了保持室内温度,建筑物必须获得热量,建筑物“得的热量”包括:

a.采暖设备的供热(约占75%~78%);

b.太阳辐射热(通过窗户和其他维护结构进入室内约占15%~20%);

c.建筑物内部热量(炊事、照明、家电和人体散热约占8%~12%)。

这些热量再通过维护结构(包括外墙、屋顶、门、窗)的散热和空气渗透向外散失,为失去热量,则建筑物总“失热量”包括维护结构的传热耗热量(占70%~80%)和通过门窗的空气渗透耗热量(约占20%~28%)。

当建筑物的“总得热量”和“总失热量”达到平衡时,室内温度得以保持。所以建筑节能主要途径是:

a.减少建筑物外表面积和加强维护结构的保温,以减少传热耗热量;

b.提高门窗的气密性,以减少空气渗透耗热量;

c.在减少建筑物总失热的前提下,尽量利用太阳辐射得热和建筑内部得热,最终达到节约采暖设备供热量的目的。

为此,我国在节能设计规范上,规定了:

a.建筑体型系数的极限值;

b.维护结构的传热系数限值;

c.窗墙面积比值的极限;

d.楼梯间形式;

e.门窗密闭要求及换气次数;

f.建筑物的朝向;

g.高层建筑造型;

h.建筑物入口方式等等。

建筑物耗热量指标为:

QH=qH·T+q1NF-q1·H(1)

式中:

QH-建筑物耗热量指标(W/m2);qH·T-单位建筑面积通过维护结构的传热耗热量(W/m2);q1NF-单位建筑面积的空气渗透耗热量(W/m2);q1·H-单位建筑面积的建筑物内部得热(包括炊事、照明、家电和人体散热),住宅建筑取3.80W/m2。

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