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節(jié)能玻璃在被動(dòng)建筑設(shè)計(jì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上的運(yùn)用分析

來(lái)源:中國(guó)建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會(huì)  作者:*  日期:2014-9-22
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  被動(dòng)房對(duì)建筑材料性能的要求較高,傳統(tǒng)的單片玻璃、普通雙層中空玻璃,由于其傳熱系數(shù)偏高、隔熱保溫效果不佳,一直是能源散失和能源消耗的重點(diǎn)部位。
  

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  被動(dòng)房對(duì)建筑材料(詞條“建筑材料”由行業(yè)大百科提供)性能的要求較高,傳統(tǒng)的單片玻璃、普通雙層中空玻璃,由于其傳熱系數(shù)偏高、隔熱保溫效果不佳,一直是能源散失和能源消耗的重點(diǎn)部位;另外,片面增加玻璃制品厚度或間距等,既影響其通透美觀,又增加了材料消耗和建筑物承重。因此,玻璃成為被動(dòng)房設(shè)計(jì)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(詞條“節(jié)點(diǎn)”由行業(yè)大百科提供)之一。以Low-E中空玻璃、真空玻璃為代表的節(jié)能玻璃的出現(xiàn),已成為解決這一問題的理想方案。

  1、被動(dòng)房對(duì)配套門窗玻璃的基本要求

  在德國(guó),被動(dòng)房建筑認(rèn)證必須滿足2條標(biāo)準(zhǔn):1) 建筑每年的采暖能耗不超過15kwh/m2;2) 建筑每年總能耗(采暖、空調(diào)、生活熱水、照明、家電等)不超過120kwh/m2。目前的被動(dòng)房項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)和建造被動(dòng)房建筑時(shí)主要致力于解決冬季的采暖問題,其設(shè)計(jì)理念的核心思想在于最大限度地減少建筑的熱量損失,而采用高效節(jié)能玻璃就是其加強(qiáng)建筑圍護(hù)體系的保溫性能的主要技術(shù)措施。

  根據(jù)歐盟在被動(dòng)房設(shè)計(jì)建造中的經(jīng)驗(yàn),作為建筑圍護(hù)體系的主要組成部分,整傳熱系數(shù)需要低于0.8W/(m2.K),其中占窗面積70%以上的玻璃,在滿足自然采光、降低照明能耗的同時(shí),玻璃的傳熱系數(shù)需要低于0.6W/(m2.K),還要將造成室內(nèi)冷負(fù)荷的紅外線隔絕在室外,以此保證有效降低窗體的傳熱量,進(jìn)而提高整個(gè)建筑物的保溫、隔熱(詞條“隔熱”由行業(yè)大百科提供)性能。

  2、國(guó)內(nèi)滿足被動(dòng)房配套節(jié)能玻璃簡(jiǎn)介

  2.1 Low-E 中空(詞條“中空”由行業(yè)大百科提供)玻璃

  2.1.1節(jié)能原理

  從物理學(xué)角度看,能耗損失的途徑主要有三類:輻射熱、空氣對(duì)流熱損失熱傳導(dǎo)。中空玻璃腹腔內(nèi)的空氣層是等壓密封的,不產(chǎn)生對(duì)流傳熱(詞條“對(duì)流傳熱”由行業(yè)大百科提供)。熱量在中空層間的傳遞是通過平行玻璃板間的長(zhǎng)波熱輻射和以空氣為介質(zhì)的熱傳導(dǎo)兩種方式進(jìn)行,其中輻射傳熱占據(jù)重要位置。低輻射(Low-E)玻璃是由普通玻璃表面鍍低輻射(Low-E)膜制成,對(duì)遠(yuǎn)紅外輻射具有高反射率,同時(shí)保持良好透光性能的玻璃。降低玻璃的表面輻射率,使用Low-E玻璃,可以減少輻射傳熱量,增加傳熱熱阻,降低中空玻璃的傳熱系數(shù),比普通雙層中空玻璃隔熱性能提高50%,起到良好的節(jié)能功效。

  2.1.2技術(shù)特點(diǎn)和作用

  冬季保溫方面,太陽(yáng)發(fā)出的近紅外熱輻射和可見光可以大量地透過膜層進(jìn)入室內(nèi);同時(shí),室內(nèi)的物體、墻體、空調(diào),暖氣和人體發(fā)出長(zhǎng)波熱能被Low-E膜層反射回室內(nèi),能有效隔絕室內(nèi)熱量通過玻璃向寒冷的室外散失,較好的保持室內(nèi)溫度,降低采暖能耗。夏季隔熱方面,Lo w-E膜層可以放進(jìn)可見光,同時(shí)把太陽(yáng)輻射、路面和建筑物釋放出的長(zhǎng)波熱能阻擋在外,降低空調(diào)制冷的能耗。此外還能阻擋紫外線透射,防止室內(nèi)的物品褪色。

  2.1.3行業(yè)優(yōu)勢(shì)

  目前我國(guó)Low-E 玻璃生產(chǎn)線已有100 多條,產(chǎn)能約3億m2/ 年,位居世界第一。擁有相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán),其裝備、工藝、管理均已成型,價(jià)格合理,產(chǎn)能完全可以滿足市場(chǎng)需求。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18915.2-2002 已于2002 年實(shí)施,達(dá)到同期國(guó)際通用水平,產(chǎn)品檢測(cè)能力覆蓋全國(guó)所有發(fā)達(dá)地區(qū),質(zhì)量穩(wěn)定可控,玻璃行業(yè)協(xié)會(huì)還建有Low-E 玻璃性能數(shù)據(jù)庫(kù),方便用戶根據(jù)不同節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行篩選。

  2.1.4現(xiàn)有配置情況

  6L+16A 暖邊充氬氣+6C+16A 暖邊充氬氣+6L,即“三玻兩腔”雙中空的結(jié)構(gòu),首先將一片6mm的Low-E玻璃與一片6mm的浮法玻璃組合成中空,中空層的間距為16mm,內(nèi)部填充氬氣后采用暖邊技術(shù)密封;再將其與另一片6mm的Low-E 玻璃組合,中空層的間距仍為16mm,內(nèi)部填充氬氣后再次采用暖邊技術(shù)密封;最后為增強(qiáng)產(chǎn)品的氣密性(詞條“氣密性”由行業(yè)大百科提供)、水密性和抗風(fēng)壓(詞條“風(fēng)壓”由行業(yè)大百科提供)能力,在玻璃與窗框間還敷設(shè)可靠的密封膠條,增加了保溫夾層。玻璃達(dá)標(biāo)性能:傳熱系數(shù)U 值≤0.6(W/m2K);Sc值≤0.4;隔音(詞條“隔音”由行業(yè)大百科提供)量≥38dB。

  2.2真空玻璃

  2.2.1節(jié)能原理

  采用保溫瓶原理。由于真空腔體內(nèi)的真空度達(dá)到10-2Pa以上,空氣介質(zhì)可以忽略不計(jì),基本上隔絕了空氣對(duì)流熱損失和熱傳導(dǎo)。玻璃原片同樣使用了低輻射(Low-E)玻璃,又減少了輻射傳熱量,保溫隔熱性能得到全面提升,其傳熱系數(shù)比采用同等玻璃原片的Low-E中空玻璃降低了50%以上,節(jié)能隔音效果更加突出。

  2.2.2技術(shù)特點(diǎn)和作用

  除擁有Low-E中空玻璃所具有的技術(shù)特點(diǎn)和作用外,真空玻璃由于在邊部采用玻璃粉熔封,因此氣密性和水密性更好,使用壽命更長(zhǎng)。由于不存在對(duì)流傳熱,從熱端玻璃到冷端玻璃的對(duì)流傳熱路程沒有影響,因此用于房頂、采光頂等傾斜的地方時(shí)傳熱系數(shù)也不會(huì)改變。

  2.2.3行業(yè)優(yōu)勢(shì)

  目前世界上只有三家企業(yè)完全實(shí)現(xiàn)了真空玻璃的工業(yè)化生產(chǎn),其中兩家在中國(guó),產(chǎn)能約50萬(wàn)m2/年,在安全真空玻璃研發(fā)、生產(chǎn)方面具有國(guó)際領(lǐng)先地位。擁有從裝備、工藝、產(chǎn)品等全方位的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),價(jià)格也日趨合理,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)JC/T 1079-2008也是世界上唯一的一部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),玻璃行業(yè)協(xié)會(huì)為引領(lǐng)行業(yè)高端發(fā)展,也適時(shí)籌建了真空玻璃專業(yè)委員會(huì)。

  2.2.4現(xiàn)有配置情況

  5L+16A暖邊充氬氣+5L+0.15V+5C,即“真空復(fù)合中空”的結(jié)構(gòu),首先將一片5mm的Low-E 玻璃與一片5mm的浮法玻璃組合成真空,真空層的間距為0.15mm,四邊經(jīng)玻璃粉熔封并抽制真空后;再將其與另一片5mm的Low-E 玻璃復(fù)合成中空,中空層的間距為16mm,內(nèi)部填充氬氣后采用暖邊技術(shù)密封;最后同樣為增強(qiáng)產(chǎn)品的氣密性、水密性和抗風(fēng)壓能力,在玻璃與窗框間敷設(shè)可靠的密封膠條,增加了保溫夾層。玻璃達(dá)標(biāo)性能:傳熱系數(shù)U 值≤ 0.6(W/m2K);Sc 值≤ 0.4;隔音量≥ 38dB。

  在國(guó)內(nèi)首個(gè)中德合作被動(dòng)式低能耗建筑——秦皇島“在水一方“被動(dòng)式住宅工程一期的四座樓上,除一座全部采用德國(guó)原裝進(jìn)口的雙中空Low-E 玻璃外,一座采用國(guó)產(chǎn)的雙中空Low-E 玻璃,兩座采用青島亨達(dá)玻璃科技有限公司生產(chǎn)的真空復(fù)合中空Low-E 玻璃,全部達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)�!就辍�

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