1 法律、法規
自1978年國家把保護環境和自然資源列入國家的根本大法以來,國家頒布了一系列保護環境的法律、法規、條例、意見。2005年5月31日,建設部發布《關于發展節能省地型住宅和公共建筑的指導意見》。《意見》提出:到2020年,我國住宅和公共建筑建造和使用的能源資源消耗水平要接近或達到現階段中等發達國家的水平。
2006年1月1日,建設部《民用建筑節能管理規定》開始施行。《規定》明確指出:民用建筑在規劃、設計、建造和使用過程中,通過采用新型墻體材料,執行建筑節能標準,加強建筑物用能設備的運行管理,合理設計建筑圍護結構的熱工性能,提高采暖、制冷、照明、通風、給排水和通道系統的運行效率,以及利用可再生能源,在保證建筑物使用功能和室內熱環境(詞條“室內熱環境”由行業大百科提供)質量的前提下,降低建筑能源消耗,合理、有效地利用能源的活動。建設行政主管部門負責全國民用建筑節能的監督管理工作。同年12月29日,建設部印發《建筑門窗節能性能標識試點工作管理辦法》。該辦法所稱的建筑門窗(詞條“門窗”由行業大百科提供)節能性能標識是指表示標準規格門窗的傳熱系數、遮陽系數、空氣滲透率、可見光透射比等節能性能指標的一種信息性標識。
2 試驗說明
光學數據通過分光光度計測量得到,輻射率通過紅外測試儀測量得到,所有數據組合通過勞倫斯伯克利實驗室的W7.0軟件計算得到。
3 影響節能效果的因素
窗玻璃的節能指標、有U值、SHGC、 SC遮陽系數等參數。U值也叫傳熱系數,指穩定傳熱條件下,玻璃兩側空氣溫差為1K時,單位時間內通過1m2,中空玻璃傳遞的熱量,單位為W/(m2. K)。SHGC即太陽熱獲得系數,在太陽輻照相同的條件下,太陽輻射能量透過窗玻璃進入室內與相同尺寸但無玻璃的開口進入室內的熱量的比率。SC為遮陽系數,指在太陽輻照相同的條件下,太陽輻射透過窗玻璃組件進入室內的量與通過相同尺寸的3mm的普通白玻進入室內的太陽輻射熱量之比。
3.1 玻璃組件為單片普通浮法玻璃時的節能系數
單片普通浮法玻璃的節能系數見表1。
從測量數據可以看出12mm時,傳熱系數、遮蔽系數 、太陽熱獲得系數 、相對熱增均有不同程度的降低。但是這些數值依然很大,故采用增加玻璃厚度作為降低熱傳遞的方法效果并不理想。
3.2 玻璃組件為單片普通浮法中空玻璃時的節能系數
6mm普通浮法玻璃組成的間隔層厚度不同的單腔中空玻璃的節能系數見表2。
從表2的數據可以看出,隨著間隔層的厚度的增加,玻璃組件的傳熱系數夏季依次減小,冬季先減后增,而遮蔽系數、太陽熱獲得系數、相對熱增幾乎不變。但由于間隔層厚度的增加到一定程度時,會導致熱對流的增加,通過空氣循環將熱量從溫度高的一邊,傳遞到溫度低的一邊,因此一味增加間隔層厚度來降低玻璃組件的熱傳導率并不可取。據檢測過程中得到的數據分析,遮陽系數、太陽熱獲得系數、相對熱增在中空玻璃組件中玻璃厚度一定的情況下,其主要影響因素是玻璃的光學數據,玻璃厚度不變其光學數據變化不大,因此上述參數改變不大。
3.3 充入惰性氣體對中空玻璃節能系數的影響
結構相同的中空玻璃組件充入隋性氣體后對節能系數的影響見表3。
從表3數據可以看出,同一規格的玻璃充入氫氣后氣體的傳熱系數降低,遮蔽系數、太陽熱獲得系數、相對熱增幾乎不變。中空玻璃充入氫氣可以改善傳熱系數,即保溫(詞條“保溫”由行業大百科提供)性能,而對提高中空玻璃的隔熱(詞條“隔熱”由行業大百科提供)性能作用不大。氫氣作為惰性氣體的一種,分子量為39.95比空氣分子量29大,密度也比空氣的密度大,中空玻璃少氣體的導熱性,起到節能的效果。
3.4 不同厚度的普通浮法玻璃組件的節能系數
不同厚度的普通浮法玻璃組件的節能系數見表4。
3.5 輻射率不同的玻璃組成中空玻璃時的節能系數
輻射率不同的玻璃組成中空玻璃時的節能系數見表5
使用Low-E玻璃可以顯著降低玻璃的傳熱系數。從表5系數可以看出,以6mm +12A+6mm(內充空氣)玻璃為例,兩塊玻璃都為白玻時,冬夏季的傳熱系數分別為2.500 W/(m2.K)和2.717 W/ (m2.K),當一塊玻璃使用輻射率為0.141的低輻射鍍膜玻璃時,冬夏季的傳熱系數分別為1.858 W/(m2.K)和1.868 W/(m2.K),兩者相比傳熱系數下降了約25%.同一輻射率的Low-E玻璃組成中空玻璃組件內充90%(V/V )的氫氣時,傳熱系數比充空氣時又下降了10%。當輻射率從0.141降低到0.030時,傳熱系數的降低在20%左右。可見輻射率的降低是傳熱系數降低的有效因素,另外,充入惰性氣體,相比于白玻中空玻璃組件來說對Law-E中空玻璃是一種行之有效的降低傳熱系數的方法,同種結構玻璃(詞條“結構玻璃”由行業大百科提供)組件相比,充氨氣的比充空氣的傳熱系數降低10%以上。目前,國內常用的惰性氣體氬氣,充入量在90%(V/V)左右,就可以達到很好的節能效果.和空氣相比較,這些惰性氣體性能穩定,具有惰性和熱傳導率低的特點。空氣的熱傳導(詞條“傳導”由行業大百科提供)率為0.0150,氬氣的熱傳導率為0.0100,氫氣的熱傳導率為0.0053,氙氣的熱傳導率為0.00320在上述3種惰性氣體中,氬氣的含量在空氣中是最大的,約占空氣質量的1%,是最經濟的一種氣體。另外由于惰性氣體的化學穩定性,不容易與Low-E鍍膜玻璃的膜層中的銀發生反應。
3.6 多腔中空玻璃的節能系數
多腔中空玻璃U值的變化見表6。
使用多腔中空玻璃組件時,在Low-E玻璃輻射率相同及充入的氣體均為氫氣的情況下,增加中空玻璃的層數,傳熱系數顯著降低,兩腔中空玻璃Low-E膜面在第2面和第3面時經計算得到傳Low-系數相同,Low-E膜面在第4面和第5面時,傳熱系數相同,遮陽系數因Low-E面所處位置不同而不同。用戶可以根據不同的用途自行決定Low-E膜在第幾面。
4結語
玻璃門窗在建筑上所占的面積較大,通過門窗散發出去或進來的熱量占建筑能耗(詞條“建筑能耗”由行業大百科提供)相當大的比例,門窗節能效果好,在節能上具有很大的意義。現在建筑門窗節能通常采用在Low-E鍍膜中空玻璃充入氬氣作為節能的方法。使用Low-E玻璃和充入氦氣在很大程度上降低門窗的能耗,Low-E玻璃和惰性氣休的使用將是現在和未來一個時期內門窗節能的重要乎段,包括新型的節能建筑被動房仍是采用充入惰性氣體的多腔Low-E中空玻璃來降低熱傳導系數,目前,采用雙腔中空玻璃,3片玻璃均為Low-E玻璃。隨著經濟的發展,節能環保越來越受到重視,門窗的節能技術會得到更大的發展。
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