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节能指标的影响因素分析


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系。当增加玻璃厚度时,必然会增大该片玻璃对热量传递的阻挡能力,从而降低整个中空玻璃系统的传热系数。对具有12 mm空气间隔层的普通中空玻璃进行计算,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,降低了3.8%左右,且K值的变化与玻璃厚度的变化基本为直线关系。从计算结果也可以看出,增加玻璃厚度对降低中空玻璃K值的作用不是很大,8+12+8的组合方式比常用的6+12+6组合K值仅降低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系统,其变化情况与白玻相近,所以在下面的其它因素分析中将以常用的6mm玻璃为主。


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,以及由这些玻璃所产生的深加工产品。玻璃被热弯、钢化后的光学热工特性会有微小的改变,但不会对中空系统产生明显的变化,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,在单片使用时的节能特性就有很大的差别,当合成中空时,各种形式的组合也会呈现出不同的变化特性。


    吸热玻璃是通过本体着色减小太阳光热量的透过率、增大吸收率,由于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,从而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变。但各种颜色系列的吸热玻璃,其辐射率都与普通白玻相同,约为0.84。所以在相同厚度的情况下,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,中空组合方式为吸热玻璃+12mm空气+6mm白玻


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系。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值的变化必然会引起中空玻璃K值的变化,所以Low-E中空玻璃的传热系数会随着低辐射膜层辐射率的变化而改变。图3所示的数据为白玻与Low-E玻璃采用6+12+6的组合时,中空K值受膜面辐射率变化的情况。可以看出,当辐射率从0.2降低到0.1时,K值仅降低了0.17 W/m2K。这说明与单片Low-E的变化相比,Low-E中空的K值变化受辐射率的影响不是非常显著。


间隔气体的类型


    中空玻璃的导热系数比单片玻璃低1半左右,这主要是气体间隔层的作用。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。由于气体的导热系数很低(空气0.024W/mK;氩气0.016W/mK),因此极大地提高了中空玻璃的热阻性能。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。两种惰性气体相比,氩气在空气中的含量丰富,提取比较容易,使用成本低,所以应用较为广泛。不论填充何种气体,相同厚度情况下,中空玻璃的SHGC值和可见光透过率基本保持不变。


气体间隔层的厚度:


    常用的中空玻璃间隔层厚度为6mm、9mm、12mm等。气体间隔层的厚薄与传热阻的大小有着直接的联系。在玻璃材质、密封构造相同的情况下,气体间隔层越大,传热阻越大。但气体层的厚度达到程度后,传热阻的增长率就很小了。因为当气体层厚度增达到程度后,气体在玻璃之间温差的作用下就会产生的对流过程,从而减低了气体层增厚的作用。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,下降速度都开始变缓。13mm以后,K值反而有轻微的回升。所以,对于6mm厚度玻璃中空组合,超过13mm的气体间隔层厚度再增大不会产生明显的节能效果。


    现代建筑在追求实用功能的基础上,对建筑美学的要求越高,玻璃幕墙可在阳光下呈现不同的色调,并随阳光、灯光等的变化展现出动态美。随着科学技术的不断进步,玻璃的品种和功能越丰富多彩,节能中空玻璃作为新型玻璃的佼佼者,能够有效降低建筑外窗的能量损失,进而满足整个建筑项目的节能需求。在建设节约型社会的今天,推广节能建筑材料将成为促进中国社会可持续发展的重点内容。节能中空玻璃的推广使用满足了建筑节能的需求,加快绿色建筑的早日实现,随着现代住宅门窗面积的逐日益扩大和自然资源的短缺,节能中空玻璃不论是在国内市场还是在国际市场都具有广阔的发展前景。 


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