3 Low-E玻璃隔热节能原理
3.1 Low-E玻璃与普通玻璃性能对比
传导和对流的热流失一经由双重玻璃窗控制后,其最重要的热量流失就是辐射,在低温和寒冷的气候中,热量从室内流失时,它就变得特别重要。低辐射镀膜玻璃对长波红外的反射率较高,能将热辐射反射返回原空间。
我国GB/T18915.2-2002镀膜玻璃标准中所规定的辐射率(E)低于0.15的要求,这是%考试|大|普通镀膜玻璃是无法达到的,而双银Low-E镀膜玻璃具有很低的遮阳系数和很高的可见光透过率,具有很低的K值和U值,可以满足该要求。测试表明,采用普通双层中空玻璃,室内能量的80%通过玻璃传输到室外;如果在双层中空玻璃内侧表面镀上一层无色的低辐射膜,则传输到室外的能量可降低到40%,如图2所示。低辐射镀膜玻璃窗隔热性能几乎可提高一倍,但重量和尺寸并不增加,也不明显减少阳光的透过。表2反映了不同结构的玻璃制品对于热量传递的阻隔对比情况,可以看出双银Low-E镀膜玻璃的隔热性能最优异。
3.2 双银Low-E中空玻璃的节能优势
双银Low-E玻璃主要在玻璃表面上利用磁控溅射法沉积多层膜材,在多层膜层材料中%考试|大|沉积两层以上的纯银基材而成的高性能玻璃制品。该膜是一种热反射原理膜,具有高可见光透射率、极高的远红外线反射率,该种覆盖双银层的双银Low-E低辐射镀膜玻璃可将98%以上的远红外热辐射反射回去,可使玻璃的辐射率E值由0.84以上降低到0.15以下,其遮阳系数SC可根据工程需要在0.2~0.7之间调动。
3.3 中空玻璃暖边技术的采用
中空玻璃的间隔条在导热系数上也是至关重要,槽铝式间隔条的应用非常广泛,而暖边技术在国内的应用还较少,它的性能与双银Low-E中空玻璃相结合,更体现出节能的优势,在相同的环境下对比使用,隔热效果存在明显提高。表3是木窗、塑窗、铝窗分别采用铝间隔条、TGI 暖边间隔条时,根据现有条件进行计算得出以下数据[4]:
4 针对我国不同地区的节能玻璃设计方案[5]
我国气候的显著特点是夏热冬冷,国家对室内热环境的基本要求是:城镇建筑冬季室内温度达到18℃,夏季室温低于30℃。因此,不同气候区域对于建筑外窗的热功及遮阳性能要求各有侧重,南方侧重于隔热,北方侧重保温,中原地区则要两者兼顾。
南方,夏热冬暖,全年平均日照高,平均气温高。我国的夏热冬暖的南方地区,不考虑冬季取暖,如海南、三亚、广州、深圳、香港、澳门等城市。我们需要:低的遮阳系数、低的U值、可供选择的可见光透过率,优先选用遮阳型Low-E玻璃,双银型Low-E玻璃。
对于北方,冬冷夏暖,全年平均气温低。我国的东北地区,日照充足,全年寒冷时间长达50天以上,夏季暖和,昼夜温差大。典型城市:哈尔滨、沈阳。我们需要:相对高的遮阳系数、低的U值、可供选择的可见光透过率,优先选择高透型Low-E玻璃。
而长江中下游地区,冬季寒冷,夏季炎热,冬天和夏天持续时间较长。典型城市:上海、南京、武汉、杭州等。我们需要:相对低的遮阳系数、低的U值、可供选择的可见光透过率,优先考虑选用遮阳型Low-E玻璃和双银Low-E玻璃。
5 展望
21世纪的前20年是我国建筑业发展的黄金时期,人口红利的到来使得人民对住房的需求强烈,舒适性和环保人性化的建筑是人们看重的根本。目前,我国每年建成的住房面积达16~20亿平方米,约占世界年总建筑面积总量的一半,预计到2010年底,我国房屋建筑面积为519亿平方米,其中城市171亿平方米,到2020年底,我国房屋建筑面积为686亿平方米,其中城市261亿平方米,建筑规模极其巨大[6]。然而,既有的近400亿平方米的建筑中99%以上的为高能耗建筑,新建的也大部分属于高能耗建筑,单位建筑面积的采暖费用约为发达国家的3倍以上,按照目前的发展水平,到2020年,我国的建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤,空调的高峰负荷相当于10座三峡电站的满负荷运行。在公共建筑的全年能耗中,大约50%~60%消耗于空调制冷与采暖系统,而在这部分能耗中,大约20%~50%是由外围护结构传热所消耗。在整个围护结构中,通过玻璃传递的热量远高于其他围护结构。在现代化公共建筑中,大面积采用玻璃已成为趋势,在%考试|大|玻璃幕墙和门窗中,玻璃面积与框材相比占控制地位,是玻璃幕墙和门窗传热的主要部位。而目前,很多业主和发展商都没有考虑到今后整栋楼长期的采暖、制冷所需的费用,而对工程的一次性高投资产生疑惑。我们需要建筑设计师根据工程的实际地理位置和气候变化进行合理的计算,得出所使用的节能材料,这样才能够降低整栋大厦终身的惊人耗电费用。
我国是一个能源匮乏的国家,建筑节能势在必行。作为建材中使用最为广泛的材料之一,玻璃也是建筑幕墙结构中最为核心的一部分。在建筑美学设计上,不仅要要达到建筑采光要求、让人获得空间美感,更要满足《公共建筑节能设计标准》GB50189、《建筑玻璃应用技术规程》JGJ113-2003等规定的要求。2008年北京的绿色奥运、环保奥运,奥运配套设施建设大量采用最新的节能环保材料,再到上海世博园的规划与设计,无不体现了国家的节能政策和导向。随着社会经济的发展,为实现国家“十一五”的节能目标,具有“绿色”、“环保节能”特性的单银Low-E中空玻璃、双银Low-E镀膜中空玻璃等将成为公共建筑和民用建筑的首选产品和主流产品,未来整个建筑业的强力需求必将推动我国整个建筑玻璃行业的迅猛发展。