建筑玻璃節(jié)能特性對(duì)比分析

 

　　中國(guó)是能耗大國(guó)，建筑能耗、工業(yè)能耗和交通能耗是目前能耗的主要來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)：建筑能耗占到總能耗的30％左右，這一比重在未來(lái)20年內(nèi)有可能達(dá)到35％；建筑能耗中，通過(guò)玻璃門和窗損失的能耗占到全部建筑能耗的2/3，其中傳熱損失為1/3。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，通過(guò)玻璃散失的能量占門窗能量損失的80％。因此，提高玻璃的節(jié)能性能，已經(jīng)成為真正實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能的關(guān)鍵所在。 

 

　　2 幾個(gè)術(shù)語(yǔ) 

 

　　2.1 太陽(yáng)光譜 

　　太陽(yáng)輻射出來(lái)能量的波長(zhǎng)范圍大約在0.15μm～4μm，在0.3μm～2.5μm 的波長(zhǎng)區(qū)間集中了約97％的能量，其中紫外線波長(zhǎng)區(qū)間為280nm～380nm，其輻射能量約占太陽(yáng)總輻射能量的7％；可見光波長(zhǎng)區(qū)間為380nm～780nm ，約占太陽(yáng)光總輻射能量的50％；近紅外光波長(zhǎng)區(qū)間為780nm～2500nm，約占太陽(yáng)光總輻射能量的43％。其中只有可見光對(duì)建筑采光有作用。 

 

　　2.2 可見光透射比Tvis 

　　可見光透射比是指在可見光譜（380nm～780nm）范圍內(nèi)，透過(guò)玻璃的光強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度比值的百分?jǐn)?shù)。在保持同樣低輻射性能的條件下，玻璃的可見光透射比越高，表明室內(nèi)的采光效果越好，但同時(shí)進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)光熱量也會(huì)相應(yīng)地增多。 

 

　　2.3 玻璃的遮蔽系數(shù)SC 

　　依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 2680-94《建筑玻璃可見光透射比、太陽(yáng)光直接透射比、太陽(yáng)能總透射比、紫外線透射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測(cè)定》，遮蔽系數(shù)被定義為：在法向入射條件下，通過(guò)透光系統(tǒng)的太陽(yáng)能總透射比與相同條件、相同面積的標(biāo)準(zhǔn)玻璃（3mm厚的普通透明平板玻璃）的太陽(yáng)能總透射比的比值。 

　　窗玻璃的遮蔽系數(shù)表明窗玻璃在無(wú)其他遮陽(yáng)措施的情況下，對(duì)太陽(yáng)輻射透射得熱的減弱程度。 

 

　　2.4 傳熱系數(shù)K 

　　傳熱系數(shù)K是衡量玻璃保溫隔熱性能的一個(gè)重要指標(biāo)，在歐美也稱U值。傳熱系數(shù)是在穩(wěn)定傳熱的條件下，玻璃兩側(cè)空氣溫度差為1℃時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)1m2中空玻璃的傳熱量，用單位W/（m2.K）表示。傳熱系數(shù)K值越低，說(shuō)明玻璃的保溫隔熱性能越好，熱損失越少，在使用時(shí)的節(jié)能效果越顯著。 

 

　　3 對(duì)比分析 

 

　　中空玻璃是由兩片或多片玻璃之間夾著空氣或惰性氣體（如氬氣（用A表示）、氪氣），以有效的支撐均勻隔開并粘接密封的制品。中空玻璃主要通過(guò)中間的氣體層降低傳熱系數(shù)，達(dá)到保溫節(jié)能的效果。常用的中空玻璃厚度為3mm、4mm、5mm、6mm、10mm、12mm等，中間氣體層厚度在6mm、9～12mm、12～20mm。 

　　我們知道，熱量損失是通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射實(shí)現(xiàn)的。目前使用的中空玻璃，可以有效地阻止熱量的傳導(dǎo)和對(duì)流，起到一定的節(jié)能保溫作用。通過(guò)使用Lambda950紫外/可見/近紅外分光光度計(jì)及傅里葉變換紅外光譜儀分別對(duì)普通單片透明玻璃、透明中空玻璃和低輻射（Low-E）鍍膜中空玻璃進(jìn)行分析，通過(guò)比較可見光透射比、遮蔽系數(shù)等參數(shù)，分析三種玻璃的節(jié)能性能。

 

　　3.1 普通單片透明玻璃、透明中空玻璃節(jié)能檢測(cè)與對(duì)比分析 

　　對(duì)6mm普通單片白玻璃和6mm+12Amm+6mm的中空玻璃使用分光光度計(jì)及紅外光譜儀在太陽(yáng)光譜280nm～2500nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，得到的參數(shù)見圖1和圖2。 

　　由圖1可見，6mm普通白玻璃的可見光透射比Tvis的數(shù)值為0.8797，約為88.0％；遮蔽系數(shù)SC的數(shù)值為0.955；傳熱系數(shù)U值（即K值）為5.816；可見光反射比為8.24％；太陽(yáng)光直接透射比為79.2％。 

　　由圖2可見，兩片厚度均為6mm的普通白玻璃，中間夾12mm的氬氣，得到的中空玻璃可見光透射比Tvis的數(shù)值為0.7663，即76.6％；遮蔽系數(shù)SC的數(shù)值為0.815；傳熱系數(shù)U值（即K值）為2.538；可見光反射比為14.6％；太陽(yáng)光直接透射比為62.6％。 

　　中空玻璃與普通白玻璃相比，由于兩片或者多片玻璃之間的空氣或者惰性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)比玻璃小得多，從而提高了熱阻，降低了傳熱系數(shù)。由圖1和圖2可見，傳熱系數(shù)由5.816降低為2.538，中空玻璃傳熱系數(shù)僅為單層玻璃的44％，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱量傳導(dǎo)和對(duì)流方式的有效阻隔，獲得了良好的隔熱保溫效果。但是普通中空玻璃由于熱輻射高，對(duì)輻射的阻止效果不好。由圖2可見，普通中空玻璃的遮蔽系數(shù)高達(dá)0.815，在建筑節(jié)能隔熱方面的效果不太突出。 

 

　　3.2 低輻射（Low-E）鍍膜中空玻璃節(jié)能檢測(cè)與分析 

　　使用分光光度計(jì)及紅外光譜儀對(duì)6mmLow-E+12Amm+6mm的中空玻璃在太陽(yáng)光譜280nm～2500nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，得到的參數(shù)見圖3。 

　　由圖3可見，一片厚度為6mm的Low-E玻璃和一片6mm的普通白玻璃，中間夾12mm的氬氣，得到的中空玻璃可見光透射比Tvis的數(shù)值為0.5043，即50.4％；遮蔽系數(shù)SC的數(shù)值為0.548；傳熱系數(shù)U值（即K值）為1.842；可見光反射比為23.2％；太陽(yáng)光直接透射比為31.0％，屬于遮陽(yáng)型Low-E玻璃。 相比普通中空玻璃，傳熱系數(shù)U值由2.538降低為1.842，獲得了更好的隔熱保溫效果。遮蔽系數(shù)SC由0.815降低為0.548，有效地阻止了太陽(yáng)熱輻射進(jìn)入室內(nèi)，從而減少了熱損失，發(fā)揮了建筑節(jié)能的效果。 

　　另外，相比普通中空玻璃，Low-E中空玻璃的太陽(yáng)光反射比由12.9％增加為22.9％，因此，Low-E玻璃對(duì)長(zhǎng)波輻射有很強(qiáng)的反射作用。 

 

　　4 結(jié)論 

 

　?。?）普通中空玻璃與普通白玻璃相比，更有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱量傳導(dǎo)和對(duì)流方式的阻隔，獲得了良好的隔熱保溫效果。但是其遮蔽系數(shù)較高，在建筑節(jié)能隔熱方面的效果不太突出。 

　?。?）低輻射（Low-E）鍍膜中空玻璃相比普通中空玻璃，獲得了更好的隔熱保溫效果。并且遮蔽系數(shù)降低，太陽(yáng)光反射比增加，有效地阻止了太陽(yáng)熱輻射進(jìn)入室內(nèi)，從而減少了熱損失，發(fā)揮了建筑節(jié)能的效果。 

　　（3）充分認(rèn)識(shí)現(xiàn)有的節(jié)能玻璃產(chǎn)品，不斷研究開發(fā)新的性能優(yōu)越的玻璃，對(duì)建筑能耗最大限度地節(jié)能具有重要意義。