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《玻璃對(duì)空調(diào)負(fù)荷及建筑能耗影響分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、玻璃對(duì)空調(diào)負(fù)荷及建筑能耗影響分析1.概述 中國(guó)的建筑師們?cè)谠絹碓蕉嗟拿裼媒ㄖ写竺娣e采用玻璃或玻璃幕墻。對(duì)于普通透明玻璃來說，玻璃窗面積越大，室內(nèi)自然采光面積大，但是夏季通過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的熱量就越多，冬季室內(nèi)通過玻璃散發(fā)出去的熱量也越大。為了滿足建筑師的創(chuàng)意和節(jié)能的需求，出現(xiàn)了低輻射鍍膜玻璃（Low-EmissivityCoatedGlass，簡(jiǎn)稱Low-E玻璃）。近年來在國(guó)內(nèi)外都有大量使用，Low-E玻璃在冬季能有效地阻擋遠(yuǎn)紅外熱輻射，防止室內(nèi)熱量的散失，夏季能阻止太陽直接輻射，減少室內(nèi)的日射得
2、熱，同時(shí)又不影響室內(nèi)采光。從理論上基本解決了這個(gè)問題。但是實(shí)際的情況怎么樣，Low-E玻璃可以適用于哪些地區(qū)？本文通過計(jì)算和模擬結(jié)果來討論這個(gè)問題。2.Low-E玻璃的光學(xué)性能 大部分情況下，太陽輻射是引起室內(nèi)冷負(fù)荷的主要因素。太陽光譜按波長(zhǎng)可分為三大部分：紫外光，可見光，紅外光。其中，紫外光的輻射能占太陽輻射能的13%，可見光占43%，紅外光占41%，其余的占3%。即97%的太陽輻射能，集中在0.3~2.5μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，這部分輻射能透過大氣層到達(dá)地面，形成夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱和輻射得熱量。圖1
3、 圖1所示為波長(zhǎng)從0.3μm到40μm的太陽輻射和熱輻射的強(qiáng)度曲線。A區(qū)是紫外波段，波長(zhǎng)為0.3~0.4μm；B區(qū)是可見光波段，波長(zhǎng)為0.4~0.7μm；玻璃的可見光透過率越高，室內(nèi)的采光效果越好；C區(qū)是近紅外波段，波長(zhǎng)為0.7~2.5μm；近紅外輻射照射到物體（如建筑物、室內(nèi)家具、散熱器等）上時(shí)，將會(huì)轉(zhuǎn)換成中紅外波再次輻射出來；D區(qū)是22℃黑體的中紅外輻射強(qiáng)度，波長(zhǎng)在2.5~40μm，中紅外輻射也正是人們感覺到熱的原因。所以，在寒冷季節(jié)，我們希望室內(nèi)的中紅外波段熱能盡量少地向室外發(fā)射，同時(shí)提高可見
4、光和近紅外的獲得量。對(duì)于炎熱季節(jié)，應(yīng)將外部的近紅外、中紅外輻射阻擋在室外，而讓可見光透過?！ ∥覀円訧表示照射到玻璃外表面太陽光的輻射強(qiáng)度，以Iρ表示被玻璃外表面反射出去的那一部分強(qiáng)度，ρ為反射率，；Iτ表示透過玻璃直接進(jìn)入室內(nèi)的那一部分強(qiáng)度，τ為透過率，Iα表示玻璃的吸收太陽的輻射強(qiáng)度α為吸收率。 則有： 因?yàn)镮=Iρ+Iτ+Iα則ρ+τ+α=1 對(duì)于非透明材料τ=0， 物體吸收太陽能后溫度升高，通過與周圍環(huán)境的對(duì)流和輻射而散失能量溫度家降低。因此，被吸收的能量最終仍有約50%透過了物體，
5、以對(duì)流傳導(dǎo)的形式傳遞的?！ ≈屑t外熱輻射，也能透過物體或被物體所吸收。一般工程材料，例如，普通平板玻璃，不能透過中紅外熱輻射，只能反射它或吸收它。反射和吸收能力因材料而不同，吸收率低的物體，則必然反射率高，這種物體不易吸收熱輻射能量，其隔熱性能就越好。輻射率高的物體吸收的熱輻射多，它再次向外輻射的熱量也多，相當(dāng)于透過該物體的熱量。因此，中紅外熱輻射透過物體的傳熱，是通過對(duì)流傳導(dǎo)體現(xiàn)的。Low-E玻璃正好限制了這一部分的傳熱?！ D2表示在不同波長(zhǎng)下，Low-E玻璃的透過率、吸收率、反射率，從中我們發(fā)
6、現(xiàn)，Low-E玻璃在可見光譜波段具有高透過率，低反射率、低吸收性的特點(diǎn)。即是說它允許可見光較好地透過玻璃傳入室內(nèi)，提高室內(nèi)采光效果，杜絕對(duì)外界的光污染。而Low-E玻璃在紅外波段具有高反射率、低吸收性的特點(diǎn)。表明在冬季Low-E玻璃能有效地阻止室內(nèi)的熱能通過玻璃向室外輻射和傳導(dǎo)，而在夏季能阻擋外部熱能進(jìn)入室內(nèi)。圖3和圖4形象地表示了不同玻璃的對(duì)于太陽能和室內(nèi)熱輻射的透過率、反射率、吸收率。 從以上定性分析我們似乎得出了Low-E玻璃確實(shí)是很好地解決了玻璃的透光、隔熱的問題。實(shí)際情況到底怎么樣，我們
7、通過下面的兩個(gè)例子來說明。3．Low-E玻璃對(duì)空調(diào)負(fù)荷及全年能耗的影響 玻璃對(duì)于輻射的阻隔性能用遮蔽系數(shù)SC表示，SC高則表示進(jìn)入室內(nèi)的太陽輻射能就多，反之則少?？刂撇ＡC的方法是在玻璃表面鍍膜。現(xiàn)在技術(shù)發(fā)展到可以在線鍍膜，成本也很低。著色玻璃SC較低，但是其吸收率偏高，因而其K值也高，它是以增大對(duì)流傳導(dǎo)熱為代價(jià)來降低太陽能直接透過的。最主要的是它可見光透過率太低，只有Low-E玻璃的一半。下面一個(gè)具體的例子來計(jì)算各種玻璃對(duì)空調(diào)負(fù)荷和全年能耗的影響，并與Low-E玻璃進(jìn)行比較。3.1玻璃對(duì)空調(diào)負(fù)
8、荷的影響 深圳大學(xué)城圖書館工程外形非常獨(dú)特，整個(gè)建筑的兩個(gè)主立面一個(gè)偏西、一個(gè)偏東，而且又是采用大面積的玻璃幕墻，造價(jià)受限。建筑師和我們研究了10多種玻璃的熱工性能、價(jià)格、顏色，以及不同玻璃引起的室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷，制定優(yōu)化方案，并最終根據(jù)尋優(yōu)結(jié)果，確定合適的玻璃。表1為該工程其中6種玻璃對(duì)應(yīng)的空調(diào)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果。深圳冬季不采暖，因此冬季的負(fù)荷計(jì)算僅供參考。選擇遮陽系數(shù)為0.6的Low-E玻璃，主要考慮到這種玻璃的可見光透過率高達(dá)71％，對(duì)于圖書館這樣的建筑比較合適，而沒有
