中空LOW-E节能玻璃在建筑幕墙中的选用
时间：2020-12-29 20:04:52 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要:中空玻璃是一种深加工玻璃制品,也是一种用途广泛的节能材料。近年来,中空玻璃行业得到了快速发展。2001年全国中空玻璃的使用量逾900万平方米,达到了近几年市场需求的顶峰。我国平板玻璃再加工率到2002年以后将上升到25%～30%,其中中空玻璃到2005年5年内市场需求量将上升到4500万平方米。
我国各地区对建筑幕墙的节能要求越来越重视,新建、扩建、改造的公共建筑不仅需要满足《公共建筑节能设计标准》的要求,同时各省、市纷纷颁布相应节能设计标准,对建筑幕墙的节能提到了更高的一个层次。本文意在通过对中空LOW-E玻璃在建筑幕墙节能性能给以分析,并对不同区域玻璃的选用提出合理的建议。
关键词:LOW-E;K值;节能
对于普通的浮法玻璃,由热传递而产生的能量损失是关键的因素,与单层玻璃相比,中空玻璃可以减少50%的热损失。
中空玻璃包括两片或更多玻璃板,在两块玻璃板间的边缘处使用间隔材料将空腔密封,间隔材料具有剪切阻力。6~20mm的空腔起着热阻尼的作用,并可以填充惰性气体来进一步增加中空玻璃的保温性能。
1 中空玻璃的热量传递方式
热量以4种不同的方式从温度较高的一面传递到温度较低的一面:空腔中的对流;相邻两块玻璃之间的辐射;通过填充气体和边缘密封胶条产生的传导。由于存在着压力、拉力和剪切力,因此通过间隔物进行传导,热量并没有太大的损失。因此可以通过改变其它三个参数来降低热损失。在玻璃表面采用低辐射镀膜处理,可以玻璃表面发射率从0.85降低到0.10或更低。6mm透明+12mm空气+6mm透明的中空玻璃,K值为3.0W/m2k,而采用低辐射LOW-E玻璃的中空玻璃K值可低于1.8W/m2k。
中空玻璃空腔若使用惰性气体,如氩、氪或氙气,热传导值会更低。选择哪种气体主要依赖经济条件。氩气的造价比较低廉,它占空气的1%,氪气占0.0001%,氙气仅占0.000009%,后两者的造价要相应昂贵。6mm LOW-E+12mm氩气+6mm透明的中空玻璃的K值可以达到1.43.0W/m2k。
2 玻璃镀膜
玻璃的太阳能控制属性及辐射率的大小取决于光传播的程度。添加金属或金属氧化物薄层可以在很大程度上改变这一特性。目前镀膜玻璃分在线及离线两种方式。
(1)通过热解方法在线使用硬镀膜
将基本材料以液体或粉末的形式浇铸在加热到600℃的浮法玻璃上,然后进行煅烧。通过这种方法,可以在玻璃板上形成100-400nm 厚的防腐蚀、耐久的镀膜层。具有硬镀膜层的玻璃板可用于单层玻璃,在使用单层镀膜玻璃时应使镀膜面朝向室内。
(2)通过将玻璃板进入化学溶液或真空中进行离线镀膜
用这种方法在多数情况下可以生成软镀膜,其优点是可以通过规定镀膜的成分和厚度更加灵活地控制光传输和全部太阳能传输。在浸渍过程中,将玻璃浸入化学溶剂内,缓慢取出然后对其进行煅烧。在两面产生氧化钛镀膜层,它们对于近红外线的反射大于吸收。由于软镀膜易受污染和机械压力的影响,因此需要将其外侧再涂上一层保护膜,或者将其涂于中空玻璃的空腔内。
(3)LOW-E膜
为了减小反射所导致的热损失,使用金、银、钢和铝等传导性金属低辐射镀膜层。近年来,银越来越受欢迎,由于它不仅可以提供最适宜的中性颜色,而且还具有较高的透光性。
低辐射镀膜的工作原理是一个干扰的过程,是由金属及金属氧化物层不同厚度产生的。由于低辐射镀膜可以根据反射和吸收反射来改变光学属性,因此吸收太阳能和辐射产生的热损失这两项功能通常是结合在一起的。这种软镀膜层可以控制发射率、反射、吸收和透光率,还能够确定透光和反射的颜色。
3 中空玻璃空气层厚度对保温性能的影响
中空玻璃空气层具有良好的保温性能,密闭的空气层具有一定的热阻R(m2•K/W),它随空气层厚度改变而变化,如图下图所示。
图1 中空玻璃空气层厚度δ与热阻R的关系
由图1看出:δ=0~20mm,R随δ增加几乎成直线变化;在厚度为0～20mm时变化非常显著,在25～70mm时变化较为缓慢,且在20mm左右出现一个峰值。合理选择空气层厚度,可以获得良好的保温性能和经济效果。一般来说,不宜小于10mm,偏小会降低保温性能,但也不宜过大,太大既不经济,保温效果增加也不明显。
因此在工程实际设计时尽量把空气层厚度控制在20mm以内,这样才能有利于发挥空气层热阻的作用。
4 中空LOW-E玻璃LOW-E膜位置的设计
中空LOW-E玻璃的镀膜面在第二层还是在第三层对热传导系数几乎没有影响,主要影响玻璃的遮阳系数(SC)。下面两附图以6+12A+6中空LOW-E玻璃为例。
LOW-E玻璃的镀膜面在第二层参数值(window 5.2软件计算)
LOW-E玻璃的镀膜面在第三层参数值(window 5.2软件计算)
可从上图看出中空LOW-E玻璃的镀膜面在第二层时,U值为1.746(W/m2•K),SC值为0.256,而在第三层时SC值变成0.393。根据上述玻璃选值原则,一般在南方地区选择LOW-E层在室外玻璃的内侧的玻璃,北方地区选择LOW-E层在室内玻璃的外侧的玻璃。
5 结束语
中空玻璃和LOW-E中空玻璃的出现时为了解决建筑玻璃的保温和隔热问题。只要正确地设计和选择玻璃,是完全能够满足《公共建筑节能设计标准》GB50189的要求。并且《公共建筑节能设计标准》GB50189的实施,也推动和促进节能玻璃的研究与开发,以满足不断提高的建筑节能设计标准需要。
