在確定了本次改造的目標及要點后,首要的任務就是將這些敘訴文字要求體現(xiàn)在技術(shù)指標要求上。
3.技術(shù)標準的制定
減少熱積累的可能方案的初始評估程序包括分析熱負荷產(chǎn)生的所有來源及相應的解決方案。由于玻璃已經(jīng)構(gòu)成整個建筑物外圍結(jié)構(gòu)的一大區(qū)域,這一基本因素導致玻璃性能的改善成為此項目第一要解決的問題。
可能方案包括增加
遮陽板到其它各朝向;更換成較高性能的窗玻璃,如
著色玻璃或
中空玻璃;以及采用
薄膜鍍層提高玻璃性能。
然而很快就發(fā)現(xiàn)一些解決方案不是很理想。 增加
遮陽板只能解決高角度照射時的太陽熱,而且它會改變建筑物的整體外觀,導致它失去明亮清晰,內(nèi)外和諧的設計理念。
更換玻璃系統(tǒng), 當然是可能的。但它要整體重新裝修,包括除去現(xiàn)有的玻璃系統(tǒng)然后安裝新的玻璃窗戶。這是一個耗時費錢的工程,而且會干擾建筑物中的員工正常工作。頻繁的接待任務也不允許長時的重新裝修。而且這也會產(chǎn)生大量垃圾,把仍然可用的狀態(tài)良好的現(xiàn)有
門窗棄置。
因此最適當?shù)慕鉀Q方案被確定為采用
薄膜鍍層。在工業(yè)上,這些即是太陽控制膜或窗膜。 他們是一種
聚酯膠片,在其上鍍有
金屬材料或被染色。將它們粘在玻璃上以防止
眩光或起到太陽控制作用。
在采用建筑窗膜作為此次改造的方案確定之后,重要的就是技術(shù)指標的確定。這是關系到本次改造能否達到目的,以及工程造價,施工期限等一系列相關課題的確定落實。
3.1建筑外觀與玻璃的光學特性
玻璃建筑的外觀取決于玻璃的顏色、
透光率及
可見光反射率。為了良好遮陽,又不形成鏡面效應引起
光污染,研發(fā)大樓上層玻璃采用了
鍍膜著色玻璃。而底層大廳采用的是透明白玻。這樣選用的窗膜必須為中性色。一般透明玻璃透光率在90%左右。5%以上透光率的玻璃窗仍具有良好透視效果。40%以上透光率是建筑上采光要求極限值。30%以下玻璃在北方考慮到冬季取暖及室內(nèi)照明能耗增加是不被推薦使用的,在南方,也由于影響室內(nèi)采光產(chǎn)生額外能耗而需要慎用。
普通玻璃
可見光發(fā)射率在8%左右。國標GB/T 18091-2000指出16%以上玻璃
反射率會引起強烈光污染,不宜在道路兩側(cè)使用。一般
建筑玻璃幕墻反射率不得超過30%。為使改造工程不改變現(xiàn)有建筑外觀,所用窗膜反射率應低于16%。
GB50189-2005中規(guī)定窗玻璃系統(tǒng)
遮陽系數(shù)應小于等于0.5,可見光傳輸應大于40%。然而,對本項目,要求更高的可見光傳輸以保持原有玻璃的清晰度,可見光
透射率被定為55%以上。清晰度的任何明顯改變都會改變整個建筑物外觀。為了保持大廳明亮通透的視覺觀感,我們確定了所用窗膜的光學技術(shù)指標:透光率和反光率均高于要求指標。
3.2隔熱效率的理論值與玻璃的
熱工特性
太陽
輻射以三部分照射到地球上,其能量分配為3%紫外,44%可見光,53%紅外熱。可見光是建筑采光所必需的。本案設計改造后的玻璃透光率應為50-70%。依此,理論上無用的紫外,紅外輻射全部排除,太陽輻射能將有22-31%以可見光形式進入室內(nèi)。也就是說
太陽能阻隔率極限值為69-78%。考慮到紅外輻射不可能全部排除,部分太陽能被玻璃吸收后的二次發(fā)射總會存在,選擇紅外輻射阻隔率在90%以上,太陽能總阻隔率在40%以上,也就是說更低的遮陽效果必須以降低透光率為代價了。
3.3光效系數(shù)與節(jié)能效率
在阻擋紅外輻射良好的情況下,降低可見光透過可以實現(xiàn)更低的遮陽系數(shù),也即更好的遮陽效果。兩者的平衡就要取決于建筑的設計與制冷照明的選擇上了。原則上說,我們希望按照設計的采光要求,實現(xiàn)最好的遮陽。也就是說在制冷用電與照明用電上取得最好的平衡。技術(shù)上他是用光效系數(shù)來表示的。它定義為可見光透射率與遮陽系數(shù)之比。它反映了一個薄膜鍍層在降低太陽熱傳輸時犧牲了多少采光為代價。這個參數(shù)是建筑窗膜太陽特性的一個重要指標。它標志著一個薄膜鍍層在阻隔熱而不是光上效率有多高。由于遮陽系數(shù)無法區(qū)別光與熱。一個透光低的玻璃由于它吸收了大量可見光,從而也降低了太陽能的進入,而表現(xiàn)出低的遮陽系數(shù)。采用這種玻璃減少的空調(diào)用電卻被照明用電的增加而抵消。因此,這個綜合性的節(jié)能指標參量,光效系數(shù)被引進。所謂
節(jié)能玻璃光效系數(shù)應大于1。
3.4玻璃的熱吸收與安全性
玻璃的受熱不均,或短時間的大幅度溫差變化會造成鋼化玻璃自爆率提高。玻璃
熱應力的計算是個很復雜的工作。工程上要求盡可能采用低吸熱率的材料。這無論從隔熱效果上看,還是從安全角度上看都是必要的。
玻璃行業(yè)規(guī)定,40%以上吸熱率的玻璃或窗膜應該慎用。60%以上的不被推薦使用。本案面對的是22mm幕墻玻璃,這對所貼窗膜吸熱性提出更高的要求。應采用低吸熱窗膜。也就是說,必須采用熱反射型窗膜。更低透光率的窗膜雖可實現(xiàn)更好的遮陽,但也帶來更高的吸收。這也是本案將透光率指標提升到55%以上的另一個原因所在。
綜上所述,所需薄膜鍍層的指標要求綜合列于表1中:
表 1: 窗膜技術(shù)指標要求
參數(shù) 技術(shù)要求
可見光透射率 大于等于55%
可見光反射率 小于16%
熱吸收率 小于40%
4.評估程序: 技術(shù)搜尋
基于上述選澤標準,尋找一個滿足這些指標的窗膜的程序就開始。眾所周知,一般窗膜都是染色的或富有
金屬化鍍層,或者兩者混合的。這些膜都是以降低眩光和提高私密性的遮光為目的,因此不是很暗就是反光很強。阻隔熱量也達不到上述設定指標。
考察結(jié)果表明滿足設定技術(shù)指標的唯一選擇就是采用光譜選擇性薄膜鍍層的和高透光金屬反
射窗膜。無論從隔熱效率來看,還是從安全角度決定。紅外反射窗膜是本案的最佳選擇。這類產(chǎn)品采用光學干涉多層鍍膜實現(xiàn)在整個太陽輻射紅外區(qū)段具有高的反射值,從而可達到高清晰度和高的熱反射。這其中我們知道IQue73 FG和IQue58 AG建筑窗膜是符合表 1 所清楚列明指標的產(chǎn)品。
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