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《节能技术与市场》登载我公司论文“浅谈既有建筑如何实施玻璃节能改造”

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人气:-发表时间:2007-09-05 16:45【

《节能技术与市场》是深圳市节能专家委员会和深圳市节能专家联合会共同主办的一份专业性杂志,该刊在2007年第3期登载了我公司总经理陈欣撰写的论文“浅谈既有建筑如何实施玻璃节能改造”,全文如下:

我国建筑能耗(包括建造能耗和使用能耗)约占全国能源消耗总量的1/4,建筑使用能耗占建筑能耗1/2以上,而采暖、空调能耗又占建筑使用能耗1/2左右。玻璃门窗在建筑围护结构中占据了相当的比例,它不仅要满足人们采光、日照、通风、视野等基本要求,还要具有优良的保温、隔热、隔声性能。但玻璃门窗是薄壁的轻质构件,一直是建筑保温、隔热、隔声的薄弱环节。尤其在既有建筑中,由于大多采用普通单层玻璃,其能量损失约占建筑物冬季保温或夏季降温能耗的一半以上,故此,如何对既有建筑门窗进行节能改造,是我们值得关注的问题。

玻璃门窗的节能改造,首先考核的是隔热效果。目前市面上一些流行的隔热术语和解释,如隔红外线率,红外线反射率,热量阻隔率,隔热率等于红外线阻隔率等,给人们传递了一个似是非是的概念,隔热只是隔红外线。

事实上,我们所要隔的热,其热源是太阳辐射而来的。太阳辐射能量随波长的分布称为太阳辐射光谱。太阳辐射的波长范围很广,但其能量的绝大部分集中在0.17—4微米之间,其中,可见光区占50%,红外区占43%, 紫外区占7%。在红外区中,绝大部分集中在1.8微米以下,只有3%--5%分布于1.8—4 微米之间。观测表明,太阳辐射光谱不是严格的连续光谱,除了不同波段所挟带的能量比例不同外,波长依次从短到长所挟带的能量比例也极不规则。如在1.8微米以下的红外区,各个不同波段所挟带的能量相差极大。因此,如简单的计算出红外线的平均透射比,根本无法看出阻隔了多少太阳热能,就连阻隔了多少红外线热能也反映不出来。玻璃能否隔热,必须能同时阻隔可见光、红外线,效果才明显,毕竟可见光占了太阳热能的大头。

根据《公共建筑节能设计标准》的要求,考核隔热效果的物理指标是遮阳系数,即SC。外窗的遮阳系数必须在0.35—0.6之间。遮阳系数越低,隔热效果越好。当具备隔热功能的单片玻璃遮阳系数为0.6时,若其太阳光直接反射比为6%左右,玻璃的太阳光{0.35—1.8微米}直接透射比大约在40%左右,也就是在没有计算二次热传递的情况下,玻璃只透过约40%的太阳热能,挡住了约60%的太阳热能。

除了遮阳系数外,还应比较可见光透射比。因为,建筑使用能耗中,照明能耗为 20—30%,在考虑隔热时,还要尽可能满足采光要求,否则,可见光透射比太低将导致自然采光不足,连白天都要开灯,增加了照明能耗,而照明放热又造成室内的热,加大了空调冷负荷,增加了空调能耗。

在满足以上遮阳系数时,理想的选择是尽可能提高可见光的透射比,像以上所举例子,遮阳系数越低,相应地可见光透射比也低。当单片玻璃遮阳系数在0.6时,可见光透射比能够有45%就相当不错了;若可见光透射比能够提高到50%-55%,.那就证明隔热玻璃对红外线热能阻隔比例极高,又能大部分透过可见光,隔热和透光功能均相当理想。

目前,我国国家标准规定了遮阳系数,但没有规定可见光透射比,可以解读为给出一个标准难度不少,有点隔热和透光不能兼顾的味道。问题也在于此,太阳热能毕竟在可见光这一段占了大头;但如若隔热效果很好,遮阳系数达到 0.35,而可见光透射比却只有15%或者10%,甚至更低,比着色玻璃还低,这将有可能使玻璃失去其透光功能。

所以,在进行玻璃节能改造时,设计采用的材料其可见光透射比应同其遮阳系数一并考量,遮阳系数高,相应地可见光透射比应高;遮阳系数低,可见光透射比也低; 但最低应不得低于着色玻璃18—25%的标准。切不可遮阳系数高,而可见光透射比低。

在了解了以上情况后,我们很容易就既有建筑的玻璃节能改造措施进行综合分析。

目前,既有建筑的玻璃节能改造措施主要有:安装着色玻璃或镀膜玻璃、安装中空玻璃和进行贴膜处理。

着色玻璃,顾名思义就是有颜色的玻璃,包括茶色,金色,绿色,蓝色,灰色等系列,这类玻璃透光低,按国家标准,其可见光透射比最低值允许在18%—25%,所以能挡住太阳可见光中的部分热能。

镀膜玻璃,分为阳光控制镀膜玻璃和低辐射镀膜玻璃。由于在玻璃表面上镀上一层金属物,对波长范围0.35微米---1.8微米的太阳光具有一定控制作用。也就是说,镀膜玻璃能在这个波长范围内降低太阳光的透射比,所以能隔热。

拿几个品种的着色玻璃用遮阳系数和可见光透射比这两个指标进行比较,结论就很容易出来。在同等遮阳系数的情况下,可见光透射比越高,其隔热玻璃的综合功能就越佳。就隔热效果论,着色玻璃最差,单片玻璃的遮阳系数没办法达到0.6。而镀膜玻璃其遮阳系数可以达到0.6,但其光反射比太高,易造成光污染;耐磨性能差;对施工工艺依赖性大,施工不当会影响使用寿命和成品外观。

除了以上的单片玻璃能隔热之外,几片玻璃的合理组合也能隔热,这就是中空玻璃。普通中空玻璃,其单片玻璃本身不能隔热,但通过两片单层或者三片双层的组合之后,并抽空夹层的空气,注入惰性气体,也有一定的隔热作用。中空玻璃的隔热机理是利用抽空的夹层减少外层玻璃吸热后向室内的二次热传递,现阶段看来,加工成中空玻璃能克服原来隔热玻璃的一些缺陷,综合提高功能。因为,中空玻璃能克服耐磨性能差的弱点,但它更明显的作用还是隔音。在既有建筑玻璃节能改造中,值得注意的是,安装中空玻璃会增加墙体的厚度,除了窗框成本增加之外,还会增加建筑物负荷。

贴隔热膜是目前一种简易可行的节能改造措施,它通过在聚脂塑料膜表面形成的金属物来减少太阳光对玻璃的透射而起到隔热效果,即可在透明玻璃上施工,也可在着色玻璃、镀膜玻璃或中空玻璃上施工,由于其本身具备的物理指标,在既有玻璃上可以达到良好的节能效果。但目前市场上隔热膜品种多,牌子多,产地多,暂时还没有国家标准,导致各种牌子的隔热膜在功能的宣传上五花八门,各种术语似是非是,有的价格相差几百元,致使消费者如堕云里雾中。

除以上之外,现在有一种玻璃隔热涂料开始被广泛应用。

玻璃隔热涂料是专门针对既有建筑玻璃节能改造而研制的最有效的产品,它以金属氧化纳米材料和先进的有机无机复合技术合成的一种浅蓝色的无毒、无刺激、耐酸碱的水性液体。通过对原有玻璃的简单涂饰,在玻璃表面形成一层8-10微米的浅蓝色涂膜,达到节能改造之功效。与其他玻璃隔热产品比较,玻璃隔热涂料的遮蔽系数和可见光透射比达到理想的平衡(遮蔽系数:0.58,可见光透射比70%),近红外线的阻隔率达到75%,短波紫外线的阻隔率达到91%,而且属于水性产品,无毒无味,试验证明,使用前后的室内温度可降低5℃左右,可节省电能20-30%。

玻璃隔热涂料的施工相对于其他隔热产品而言,可能是最简单的了。在室内对原玻璃进行清洁后,采用喷淋方式,喷淋到玻璃上自动形成自流平涂膜,施工时间短,施工期内不影响正常的办公和生活,其造价低于目前常用的几种隔热产品,自推出后受到专业人士的一致推崇。V玻璃隔热对建筑节能所起作用是相当明显的,在冬暖夏热的代表性城市—广州,曾经做过模拟测算,一公共建筑物南立面窗墙比为0.42,当窗玻璃遮阳系数为0.46时,夏季节省空调制冷用电37.45%。面对能源短缺,环境污染,如何能在2015年达到建筑节能65%的要求,全社会应该为减少窗玻璃的能耗做出共同努力。

 

 

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