1 引言
中國是能耗大國,建築能耗、工業能耗和(hé)交通能耗是目前能耗的主要(yào)來源.據統計:建築能耗占到總能耗(hào)的30%左右,這一比重在未來20年內有可(kě)能達到35%;建築能耗中,通過玻(bō)璃門和(hé)窗損失的(de)能耗占到全部建築(zhù)能耗的2/3,其中傳熱損失為1/3.相關數據表明(míng),通過玻璃散失的能量占門窗能量損失的80%.因此,提高玻璃的節能性能,已(yǐ)經成為真正實現建築節能(néng)的關鍵所(suǒ)在.
2 幾個術(shù)語
2.1 太陽光(guāng)譜
太陽輻射出來能量的波長範圍大約在0.15μm~4μm,在0.3μm~2.5μm 的波長區間集中了約97%的能量,其中紫外線波長區間為280nm~380nm,其輻(fú)射能量約占太陽總輻(fú)射能量(liàng)的7%;可見光波長區間為380nm~780nm ,約占太(tài)陽光總輻射能(néng)量的50%;近紅外光波長區間為780nm~2500nm,約占太陽(yáng)光(guāng)總輻(fú)射能量的43%.其中(zhōng)隻有可見光對建築采光有作用.
2.2 可見光透射比Tvis
可見光透射比是指(zhǐ)在可見光(guāng)譜(380nm~780nm)範圍(wéi)內,透過玻璃的光強(qiáng)度與(yǔ)入射光強度比(bǐ)值的百(bǎi)分數.在保持同樣低輻射性能的條件(jiàn)下(xià),玻璃的可見光透射比越高,表(biǎo)明室內的采光效果越好,但同時進入室內(nèi)的太陽光熱量也會相應地增多.
2.3 玻璃(lí)的遮蔽係數SC
依據標準GB/T 2680-94《建築玻璃可見光(guāng)透射比、太(tài)陽光直接透射比(bǐ)、太陽能總透射比(bǐ)、紫外線透(tòu)射比及有關窗玻璃參數(shù)的測定》,遮蔽係數被定義為:在(zài)法向入射條件下,通過透光係統的(de)太陽能總透射比與相同條件、相同麵積的標準玻璃(lí)(3mm厚的普通透明平板玻璃)的太陽(yáng)能總透射(shè)比的比值.
窗玻璃的遮蔽(bì)係數表明窗玻璃在無其他遮陽措施的情況下,對太陽輻射透射得熱的減弱程度.
2.4 傳(chuán)熱係數K
傳熱係數K是衡量玻璃保溫隔熱性能的一個重要指標,在歐(ōu)美也稱U值.傳熱係數是在穩定傳熱的條件下,玻璃兩側空氣溫度差為1℃時,單位時間內通過1m2中空(kōng)玻璃的傳熱量,用(yòng)單位W/(m2.K)表示.傳熱係數K值越低,說明玻璃的保溫隔熱(rè)性能越好,熱損失越少(shǎo),在使用時的節能效果越顯(xiǎn)著.
3 對比分析
中空(kōng)玻璃是由兩片或多片玻(bō)璃之間夾著空氣或惰性(xìng)氣(qì)體(如氬氣(用A表示)、氪氣),以有(yǒu)效的支撐均勻(yún)隔(gé)開並粘接密封(fēng)的製品.中空玻璃主要通過中間的氣體層降(jiàng)低傳熱係數,達到保溫節能的(de)效果(guǒ).常用的中空玻璃厚度為3mm、4mm、5mm、6mm、10mm、12mm等,中間氣體層厚度在6mm、9~12mm、12~20mm.
我們知道,熱量(liàng)損失是通過(guò)傳導、對流和熱輻射實現的.目前使用的中空玻璃(lí),可以有(yǒu)效地阻止熱量(liàng)的傳導和對流(liú),起到一定的節能(néng)保溫作用.通(tōng)過使用Lambda950紫外/可見/近紅外分光光度計及傅裏葉變換紅外光譜儀分別對普通單片透明玻璃、透明中空玻璃和低輻射(Low-E)鍍膜中空玻璃進行分析,通過比較可見光透射比、遮(zhē)蔽係數等參數,分析三種玻璃的節能性能.
3.1 普(pǔ)通單片透明玻(bō)璃、透(tòu)明中空玻璃節能檢測與對比(bǐ)分析
對6mm普通單片白玻璃和6mm+12Amm+6mm的(de)中空玻璃使用分光光度(dù)計及紅外光譜(pǔ)儀在(zài)太陽光譜(pǔ)280nm~2500nm的波長(zhǎng)範(fàn)圍內進行測試.
6mm普通白玻璃的可見光透射比Tvis的數值為0.8797,約為(wéi)88.0%;遮蔽(bì)係數(shù)SC的數值為0.955;傳熱係數U值(即K值)為5.816;可見光反射比為8.24%;太陽光直接透射比為79.2%.
兩片厚度均為6mm的普通白玻璃,中間夾12mm的氬氣,得到的(de)中空玻璃可見光(guāng)透射比Tvis的數值(zhí)為0.7663,即(jí)76.6%;遮(zhē)蔽係數SC的數值為(wéi)0.815;傳熱係數(shù)U值(即K值)為2.538;可見光反射(shè)比為14.6%;太陽光直接透射比為62.6%.
中空玻璃與普通白玻璃相比,由於兩片(piàn)或者多片玻璃之間的空氣或(huò)者惰性氣體的導熱係數比玻璃小得多,從而提高了熱阻,降低了傳熱係數.傳熱係數由5.816降(jiàng)低為(wéi)2.538,中空玻璃傳熱係數僅為單層玻璃(lí)的(de)44%,實(shí)現了對熱(rè)量傳(chuán)導和對流方式的有效阻(zǔ)隔,獲得了(le)良好的隔熱保溫效果.但是普通中空玻璃由於熱輻射高,對輻射的阻止效果不好.普通中空玻璃的遮蔽係數高達0.815,在建築節能隔熱方麵的效果不太突(tū)出.
3.2 低輻射(shè)(Low-E)鍍(dù)膜中(zhōng)空玻璃(lí)節能檢測與分析
使用分(fèn)光光度計及(jí)紅外光(guāng)譜儀對6mmLow-E+12Amm+6mm的中空玻璃在太陽光譜280nm~2500nm的波長範圍內進行測試.
一片厚度為6mm的Low-E玻璃和一片6mm的普通白玻璃(lí),中間(jiān)夾12mm的氬氣(qì),得到的中空玻璃可(kě)見光透射比Tvis的數值(zhí)為0.5043,即50.4%;遮蔽(bì)係數SC的數值(zhí)為0.548;傳熱係數U值(即K值(zhí))為1.842;可見光反射比為23.2%;太陽光直接透射比(bǐ)為31.0%,屬於(yú)遮陽型Low-E玻璃. 相比普通中空玻璃,傳熱係數U值由2.538降(jiàng)低(dī)為1.842,獲得(dé)了更好的隔(gé)熱保溫效果.遮蔽係數SC由0.815降低為0.548,有效地阻(zǔ)止了太陽熱輻射(shè)進入室(shì)內,從而減少了熱損失,發揮了建築節能的效果.
另外,相比普通中空玻璃,Low-E中空玻璃的(de)太陽光反射比由12.9%增加為(wéi)22.9%,因此,Low-E玻璃對(duì)長波(bō)輻射有(yǒu)很強的反射作用.
4 結論
(1)普通中空玻璃與普通白玻璃相比,更有效地(dì)實現了對熱量傳導和對流方式的阻隔,獲得了良好的隔熱保溫效(xiào)果.但是其遮蔽係數較高,在建(jiàn)築(zhù)節能隔熱方麵(miàn)的效果不太突出.
(2)低輻射(Low-E)鍍膜(mó)中空玻璃相比普通中空玻璃,獲得了更好的隔熱保(bǎo)溫效果.並且遮蔽係數降低,太陽光(guāng)反射比增加,有效地阻止了太陽熱輻射(shè)進入室內(nèi),從(cóng)而減(jiǎn)少了熱損失,發揮了建築節能的效果.
(3)充分認識現有的(de)節能玻璃產品,不斷研究開發新的(de)性能優越的玻璃,對建(jiàn)築(zhù)能耗最大限度地節能具有重要意義.