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《建筑節(jié)能玻璃膜的應(yīng)用與建筑節(jié)能效果分析》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。
1、第九屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)論文集建筑節(jié)能玻璃膜的應(yīng)用與建筑節(jié)能效果分析122陳建峰孫劍波馬高峰(1.北京化工大學(xué),北京100029;2.池州英派科技有限公司,安徽247100)摘要:隨著建筑外墻節(jié)能產(chǎn)品及方式的不斷應(yīng)用,門窗玻璃及玻璃幕墻的節(jié)能顯得更加突出,國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50411-2007)也把玻璃的節(jié)能作為門窗、幕墻節(jié)能工程驗(yàn)收的重要指標(biāo)之一。根據(jù)我國建筑玻璃的節(jié)能現(xiàn)狀,對(duì)建筑玻璃節(jié)能膜的節(jié)能效果進(jìn)行分析,以期給新建建筑及既有建筑的節(jié)能改造設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞:建筑節(jié)能玻璃膜;現(xiàn)有建筑節(jié)能改造;遮陽系數(shù);傳熱系數(shù)1
2、應(yīng)用背景目前,在國家節(jié)能減排政策的大力推動(dòng)下,我國對(duì)新建建筑的節(jié)能材料應(yīng)用和既有建筑節(jié)能改造的力度進(jìn)一步加大,其中,玻璃門窗作為建筑中的薄壁圍護(hù)結(jié)構(gòu),起到采光和通風(fēng)的動(dòng)能。但是,正因?yàn)椴Aн@種材料的特殊性,使之成為建筑使用上最大的能源薄弱環(huán)節(jié)。經(jīng)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)論證,通過玻璃門窗損失的能量在建筑使用能耗中達(dá)到40%的比例,因此,對(duì)玻璃采取節(jié)能措施正成為迫在眉捷的任務(wù),研發(fā)和應(yīng)用玻璃節(jié)能新技術(shù)具有重大意義。2玻璃耗能的成因及計(jì)算2.1玻璃耗能的成因眾所周知,普通玻璃對(duì)太陽光的輻射是沒有任何阻隔作用的。太陽光中的紫外線、可見光、紅外線波段均可毫無阻隔地透過玻璃。由
3、于可見光的高比例透過,使玻璃具有了采光功能。同時(shí)由于大量紅外熱量的直接透過,給室內(nèi)夏季空調(diào)制冷帶來了額外的負(fù)荷,而造成新的制冷能耗(太陽光中能量在每個(gè)波段的分布是,紫外線占3%,可見光占44%,紅外線占53%)。玻璃作為一種薄壁的輕質(zhì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料,它的導(dǎo)熱率相對(duì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料,如混凝土、磚塊等。這使得冬季在室內(nèi)采暖時(shí)會(huì)有更多的熱量通過玻璃傳至室外而造成采暖能量過多的損耗。1綠色建材與外墻保溫2.2玻璃在夏季及冬季耗能的計(jì)算玻璃在夏季因太陽輻射而進(jìn)入室內(nèi)的每平米每小時(shí)的熱量Q=△t*k+630Sc(△t為室內(nèi)外的溫差,K為玻璃的傳熱系數(shù),Sc為玻
4、璃的遮陽系數(shù),630為夏季的太陽常數(shù))。那么以南方地區(qū)既有建筑的6mm單玻(K=5.8w∕㎡·hSc=0.93)為例,室溫空調(diào)制冷控制在26℃,室外氣溫在36℃的情況下,透過玻璃進(jìn)入室內(nèi)的熱量:Q單玻=643.9w∕㎡·h透過(6+12A+6)的中空玻璃(K=3.0w∕㎡·hSc=0.83)的熱量Q中空=10*3+630*0.83=552.9w∕㎡h玻璃在冬季采暖所損失的熱量Q=△t*K,同樣以6mm單玻為例,采暖室溫控制在20℃。夏熱冬冷地區(qū)的溫差△t設(shè)定在20℃.Q單玻=20*5.8=116w∕㎡·h寒冷地區(qū)的溫差△t設(shè)定在30℃。Q單玻=30*5.8
5、=174w∕㎡·h嚴(yán)寒地區(qū)的溫差△t設(shè)定在40℃Q單玻=40*5.8=232w∕㎡·h6+12A+6的中空玻璃采暖所損失的熱量。夏熱冬冷地區(qū):Q=20*3.0=60w∕㎡·h寒冷地區(qū):Q=30*3.0=90w∕㎡·h嚴(yán)寒地區(qū):Q=40*3.0=120w∕㎡·h3玻璃節(jié)能的方法從上面的計(jì)算公式可以看出,影響玻璃耗能,拋開外界環(huán)境因素造成的溫差不談,主要因素是玻璃的遮陽系數(shù)和傳熱系數(shù)。尤其是夏季,降低傳熱系數(shù)對(duì)室內(nèi)空調(diào)制冷的負(fù)荷影響很小,主要取決于玻璃的遮陽系數(shù)。而冬季,降低傳熱系數(shù)是有效控制室內(nèi)熱量流失的有效措施。因此,降低Sc和K值就可以達(dá)到玻璃節(jié)能的效果
6、了。我們先從降低玻璃的Sc值說起。目前傳統(tǒng)的方法有降低可見光進(jìn)入而阻隔部分可見光所帶有的熱量(如茶色玻璃等),雖然這種玻璃是在一定程度上降低了Sc,但由于未能有效的阻隔太陽光中含有的熱能比例最高的紅外線,進(jìn)入室內(nèi)的熱量必然很多,而且由于阻隔了大部分的可見光,使玻璃的采光性能降低而使室內(nèi)產(chǎn)生新的采光電能;另外一種減少玻璃Sc值的傳統(tǒng)方法是在玻璃上鍍上一層陽光控制金屬膜,可以有效地阻隔各波段的太陽光,高端的產(chǎn)品也可以達(dá)到較高的可見光透過率,這是目前最常用的方法。2第九屆國際綠色建筑與建筑節(jié)能大會(huì)論文集那么有沒有一種新的技術(shù)來使玻璃既能保持很好的采光性能,又能最
7、大限度地阻隔太陽光中的紅外、紫外波段,同時(shí)又要兼顧經(jīng)濟(jì)適用性呢?答案是肯定的,北京化工大學(xué)和池州英派科技有限公司聯(lián)合承擔(dān)的“863”計(jì)劃項(xiàng)目——建筑節(jié)能玻璃膜是一種新型的建筑門窗玻璃及玻璃幕墻節(jié)能的有效材料。該技術(shù)采用納米金屬氧化物為材料和用材料的納米效應(yīng),讓太陽光中的可見光波段達(dá)81.5%的透過率,同時(shí)對(duì)紫外線有99%以上的阻隔率,對(duì)紅外線有90%的阻隔率,這樣在室內(nèi)采光不受影響的前提下,最大程度地阻隔了影響空調(diào)致冷負(fù)荷的紅外線的熱量進(jìn)入室內(nèi),從而大大提高了空調(diào)效率。由于該材料對(duì)中、遠(yuǎn)紅外均有極高的阻隔作用,也可以起到冬季采暖時(shí)的中、遠(yuǎn)紅外熱量的向室外流
8、失,實(shí)現(xiàn)保溫功能。根據(jù)“國家安全玻璃及石英玻璃質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心”及