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中空玻璃節能特性的影響因素分析

來源:  作者: 魯大學  日期:2005-1-24
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    當玻璃厚度增加時,太陽光穿透玻璃進入室內的能量將會隨之而減少,從而導致中空玻璃太陽得熱系數的降低。如圖2所示,在由兩片白玻組成中空時,單片玻璃厚度由3mm增加到10mm,SHGC值降低了16%;由綠玻(選用典型參數)+白玻組成中空時,降低了37%左右。不同廠商、不同顏色的吸熱玻璃影響程度將會有所不同,但同一類型中,玻璃厚度對SHGC值的影響都會比較大,同時對可見光透過率的影響也很大。所以,建筑上選用吸熱玻璃組成的中空玻璃時,應根據建筑物能耗的設計參數,在滿足結構要求的前提下,考慮玻璃厚度對室內獲得太陽能強度的影響程度。在鍍膜玻璃組成中空時,厚度會依基片的種類而產生不同程度的影響,但主要的因素將會是膜層的類型。

    2、玻璃的類型:
    組成中空的玻璃類型有白玻、吸熱玻璃、陽光控制鍍膜、Low-E玻璃等,以及由這些玻璃所產生的深加工產品。玻璃被熱彎、鋼化后的光學熱工特性會有微小的改變,但不會對中空系統產生明顯的變化,所以此處僅分析未進行深加工的玻璃原片。不同類型的玻璃,在單片使用時的節能特性就有很大的差別,當合成中空時,各種形式的組合也會呈現出不同的變化特性。
    吸熱玻璃是通過本體著色減小太陽光熱量的透過率、增大吸收率,由于室外玻璃表面的空氣流動速度會大于室內,所以能更多地帶走玻璃本身的熱量,從而減少了太陽輻射熱進入室內的程度。不同顏色類型、不同深淺程度的吸熱玻璃,都會使玻璃的SHGC值和可見光透過率發生很大的改變。但各種顏色系列的吸熱玻璃,其輻射率都與普通白玻相同,約為0.84。所以在相同厚度的情況下,組成中空玻璃時傳熱系數K值是相同的。選取不同廠商的幾種有代表性的6mm厚度吸熱玻璃,中空組合方式為吸熱玻璃+12mm空氣+6mm白玻,表1列出了各項節能特性參數。計算結果表明,吸熱玻璃僅能控制太陽輻射的熱量傳遞,不能改變由于溫度差引起的熱量傳遞。
表1  不同類型吸熱玻璃對中空節能特性的影響

    陽光控制鍍膜玻璃是在玻璃表面鍍上一層金屬或金屬化合物膜,膜層不僅使玻璃呈現豐富的色彩,而且更主要的作用就是降低玻璃的太陽得熱系數SHGC值,限制太陽熱輻射直接進入室內。不同類型的膜層會使玻璃的SHGC值和可見光透過率發生很大的變化,但對遠紅外熱輻射沒有明顯的反射作用,所以陽光控制鍍膜玻璃單片或中空使用時,K值與白玻相近。
    Low-E玻璃是一種對波長范圍4.5~25微米的遠紅外線有很高反射比的鍍膜玻璃。在我們周圍的環境中,由于溫度差引起的熱量傳遞主要集中在遠紅外波段上,白玻、吸熱玻璃、陽光控制鍍膜玻璃對遠紅外熱輻射的反射率很小,吸收率很高,吸收的熱量將會使玻璃自身的溫度提高,這樣就導致熱量再次向溫度低的一側傳遞。與之相反,Low-E玻璃可以將溫度高的一側傳遞過來的80%以上的遠紅外熱輻射反射回去,從而避免了由于自身溫度提高產生的二次熱傳遞,所以Low-E玻璃具有很低的傳熱系數。
表2 不同類型玻璃節能特性的對比

    3、Low-E玻璃的輻射率:
    Low-E玻璃的傳熱系數與其膜面的輻射率有著直接的聯系。輻射率越小時,對遠紅外線的反射率越高,玻璃的傳熱系數也會越低。例如,當6mm單片Low-E玻璃的膜面輻射率為0.2時,傳熱系數為3.80 W/m2K;輻射率為0.1時,傳熱系數為3.45 W/m2K。單片玻璃K值的變化必然會引起中空玻璃K值的變化,所以Low-E中空玻璃的傳熱系數會隨著低輻射膜層輻射率的變化而改變。圖3所示的數據為白玻與Low-E玻璃采用6+12+6的組合時,中空K值受膜面輻射率變化的情況。可以看出,當輻射率從0.2降低到0.1時,K值僅降低了0.17 W/m2K。這說明與單片Low-E的變化相比,Low-E中空的K值變化受輻射率的影響不是非常顯著。

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