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嘉峪檢測網(wǎng) 2015-12-24 00:31
1前言
隨著國家環(huán)保型社會建設(shè)逐步推進(jìn)和國家低碳策略的實(shí)施,居民對生活質(zhì)量要求和環(huán)保意識的提高,關(guān)系到國計(jì)民生的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的消耗逐年增大。建筑物(包括公共建筑和民用建筑)的運(yùn)行能耗巨大占全部發(fā)電量的22~24%,已經(jīng)是節(jié)能減排不可忽視的一環(huán),據(jù)報(bào)道到2020年前我國城鎮(zhèn)新建建筑的總量將持續(xù)維持在年增加10億平米左右的水平,目前普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最直接的有效方式。建筑造型直接的影響包括建筑物與外環(huán)境的換熱量、自然通風(fēng)狀況和自然采光水平等。而這三方面涉及的內(nèi)容將構(gòu)成70%以上的建筑供暖通風(fēng)空調(diào)能耗。不同的建筑設(shè)計(jì)形式會造成能耗的巨大差別。例如加大外窗面積可改善自然采光,在冬季還可多獲得太陽熱量,但在冬季的夜間卻會增大熱量消耗,而在夏季由于太陽輻射從窗戶進(jìn)入使空調(diào)能耗增加.
據(jù)統(tǒng)計(jì)估算目前國內(nèi)建筑物窗戶的能耗損失已經(jīng)達(dá)到整個(gè)建筑物能耗的28%左右,窗戶能耗主要體現(xiàn)在夏季空調(diào)和冬季采暖在窗戶上的能耗損失。目前我國建筑節(jié)能工作和發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距,建筑外墻我國已經(jīng)制定出了有關(guān)節(jié)能方面的標(biāo)準(zhǔn),但對建筑窗戶還未制訂強(qiáng)制性節(jié)能措施和法規(guī)。因此,建筑節(jié)能應(yīng)從以外墻為重點(diǎn)轉(zhuǎn)向以提高建筑窗戶為重點(diǎn)的研究開發(fā)和應(yīng)用工作。
建筑窗戶的能源損耗主要產(chǎn)生在窗戶玻璃的熱交換,做為玻璃節(jié)能產(chǎn)品,市場上種類較多,節(jié)能程度高低不同。目前,市場上使用較多的玻璃節(jié)能產(chǎn)品主要有:鍍膜玻璃、LOW-E玻璃、玻璃隔熱貼膜以及用這些特殊玻璃產(chǎn)品制作的中空玻璃。這些玻璃產(chǎn)品作為窗戶玻璃應(yīng)用在遮蔽紫外線、阻擋可見光和紅外線的程度有較大差異,節(jié)能效果不同。本文通過對市場上使用的上述幾種玻璃節(jié)能產(chǎn)品的隔熱性能測試并對其進(jìn)行了評價(jià),通過測試結(jié)果對其應(yīng)用起到指導(dǎo)作用。
2試驗(yàn)方法
2.1測試樣品
市售low-e玻璃(在線、離線)及low-e中空玻璃、鍍膜玻璃及鍍膜中空玻璃、中空玻璃(普通玻璃 自制)、隔熱貼膜玻璃(自制、納米涂布隔熱膜)、普通玻璃等。
2.2測試儀器
LS103光學(xué)透過率測試儀(深圳市林上科技有限公司)、輻照溫度測試箱(自制)
2.3測試方法
2.3.1光學(xué)透過率測試
參照GB/T2680方法進(jìn)行測試。隔熱計(jì)算公式:
隔熱率=紅外線阻隔率×53%+紫外線阻隔率×3%+可見光阻隔率×44%
2.3.2隔熱性能測試
通過自制的薄膜隔熱溫度測試箱,測試了幾種樣品在500W碘鎢燈照射下,不同時(shí)間箱內(nèi)溫度變化情況
3結(jié)果與討論
目前,在建筑市場上提高窗戶的遮陽性能,減少陽光輻射熱進(jìn)入室內(nèi)而造成室內(nèi)溫度升高,進(jìn)而減少室內(nèi)制冷的電能消耗是建筑窗戶節(jié)能的主要措施。這些措施主要是對窗戶玻璃材料進(jìn)行深加工,不同窗戶玻璃材料的隔熱性能測試和評價(jià)如下。
3.1玻璃材料的光學(xué)透過率
表1 單層玻璃的光學(xué)透過率 (%)
|
種類 |
紫外透過率 |
紅外透過率 |
可見光透過率 |
|
普通4mm玻璃(單層) |
83 |
78 |
90 |
|
鍍膜玻璃(單層) |
33 |
27 |
34 |
|
在線low-e(單層) |
74 |
64 |
71 |
|
貼膜玻璃(單層) |
0.1 |
33 |
70 |
表1可見,鍍膜玻璃和貼膜玻璃的紅外透過率較低,可以明顯地降低陽光中紅外線的穿透,降低照射進(jìn)入室內(nèi)的紅外線產(chǎn)生的熱量,具有良好的隔熱效果,其中鍍膜玻璃優(yōu)于貼膜玻璃。單層low-e玻璃與單層普通玻璃相比紅外線阻隔率沒有明顯降低,隔熱效果不佳。這是因?yàn)殄兡げAв捎诓AП砻娴慕饘賹渝兡び休^高的反射率,對大部分可見光和紅外線發(fā)生反射,因此透過率較低,這種現(xiàn)象雖然阻擋了紅外線的進(jìn)入,但由于對光線反射率高造成室內(nèi)光線較暗,同時(shí)高的反射率對外界易造成光污染。單層low-e玻璃的紅外線反射率低,可能是由于玻璃表面的低輻射層由于暴露在空氣中氧化,喪失了表面的紅外線反射能力所致。
由表中還可看到,在可見光透過率方面貼膜玻璃最高,達(dá)到70%的透過率由于其它兩種玻璃產(chǎn)品,在降低紅外線透過的同時(shí),可以保證可見光的進(jìn)入,保持室內(nèi)光線明亮,這是由于貼附了隔熱膜的玻璃,由于隔熱膜上的隔熱材料選擇反射較長坡長的紅外線,對可見光的反射率較低,因此可見光透過率高,不影響室內(nèi)采光。。在紫外防護(hù)方面貼膜玻璃可以阻擋99%以上的紫外線透過,有利于降低紫外線對室內(nèi)存放的物品的損害。
表2 中空玻璃的透光率 (%)
|
種類 |
紫外透過率 |
紅外透過率 |
可見光透過率 |
|
中空玻璃(8+9+8) |
77 |
48 |
88 |
|
鍍膜中空 |
5.0 |
17 |
21 |
|
離線low-e中空 |
55 |
53 |
72 |
|
在線low-e中空 |
54 |
35 |
67 |
|
貼膜中空 |
0 |
29 |
66 |
表2是由不同節(jié)能隔熱玻璃制成的中空玻璃,也是近年來建筑市場采用較多的隔熱節(jié)能措施。測試結(jié)果與單層玻璃相似,與普通中空玻璃相比在紅紅外線透過率方面鍍膜中空玻璃最低,其次是貼隔熱膜的中空玻璃,再次是low-e玻璃制成的中空玻璃(在線low-e中空玻璃比離線low-e中空玻璃阻隔紅外線效果好)。
在可見光透過率方面離線low-e中空玻璃最高,達(dá)到70%的透過率鍍膜中空玻璃最低只有20%左右,在一定程度上影響室內(nèi)采光,不利于采光節(jié)能。
在紫外線透過率方面中空玻璃內(nèi)測貼隔熱膜幾乎可以阻擋全部紫外線的透過,有利于保護(hù)室內(nèi)的物品和紫外線對人體的損害,當(dāng)然市場上隔熱玻璃貼膜魚目混珠,有些低檔次隔熱膜對紫外線屏蔽較差。
3.2玻璃材料的隔熱率
表3 節(jié)能玻璃材料的隔熱率
| 玻璃種類 | 普通玻璃 | 鍍膜玻璃 | 在線Low-e | 單層貼膜玻璃 | 普通中空玻璃 | 鍍膜中控玻璃 | 離線Low-e中空玻璃 | 在線Low-e中空玻璃 | 普通中控玻璃貼隔熱膜 |
| 隔熱率 | 16.5 | 69.7 | 32.6 | 51.7 | 33.5 | 81.6 | 35.1 | 47.7 | 55.6 |
表3中的隔熱率是根據(jù)表1表2材料光學(xué)透過率測試結(jié)果計(jì)算得到,從這些計(jì)算數(shù)據(jù)可見,鍍膜玻璃和由其制成的中空玻璃的隔熱率最好分別達(dá)到近70%和80%,其次是普通玻璃貼隔熱膜和尤其制成的中空玻璃,隔熱率達(dá)到50%以上。而low-e玻璃及其制成的中空玻璃隔熱率接近50%,具備了一定的隔熱節(jié)能性能。
3.3玻璃材料的隔熱性
下圖為碘鎢燈透過玻璃材料照射測試箱體,不同照射時(shí)間時(shí)箱體內(nèi)的溫度情況(光源為500W碘鎢燈),從而測試各種玻璃材料的隔熱性能。

圖 1 單層玻璃產(chǎn)品溫度測試圖
圖1、圖2分別是在相同條件下用碘鎢燈照射單層玻璃材料和中空玻璃覆蓋的箱體內(nèi)溫度情況,包括單層玻璃產(chǎn)品和中空玻璃產(chǎn)品,在溫度測試中,經(jīng)過120分鐘后,基本都趨于平衡狀態(tài)。從圖1可看到單層玻璃產(chǎn)品的溫度測試和表1中的透過率測試趨勢一致,測試箱體內(nèi)溫度越低玻璃材料的隔熱性能越好。測試中產(chǎn)生的溫度差異則是由于紅外和可見光透過玻璃材料后在箱體內(nèi)產(chǎn)生熱量的綜合表現(xiàn)。

圖 2 中空玻璃產(chǎn)品溫度測試圖
由圖2可知其溫度測試同透過率測試大致相同,但有著細(xì)微的差別,其隔熱表現(xiàn)最好的是在線low-e玻璃和貼膜玻璃(據(jù)資料顯示,離線low-e玻璃節(jié)能效果要好于在線low-e玻璃,但由于其生產(chǎn)、制作過程中可能氧化或密封不好的情況,low-e層易于氧化而失去隔熱功能),隔熱性能優(yōu)于鍍膜玻璃和貼膜玻璃。這可能是因?yàn)橛?/span>low-e玻璃制成的中空玻璃,玻璃上的低反射層在兩層玻璃中間,由于密封較好,使得低反射層不被氧化,有效的保證了其反射紅外線的能力尤其是長坡紅外線(如2500um以上長波紅外線),因而隔熱效果好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示貼膜玻璃與low-e玻璃的隔熱性能基本相當(dāng)。
4結(jié)論
鍍膜玻璃、在線low-e玻璃、離線low-e玻璃、貼膜玻璃等與單層普通玻璃相比用于建筑窗戶,均有較明顯的隔熱功能。鍍膜玻璃由于光反射性更強(qiáng),可見光、紅外線被大量反射使得隔太陽能(熱能)效果最好,但會造成同樣條件下,將需要室內(nèi)照明來獲得光線,會增加照明消耗能源,不利于節(jié)能,中空low-e玻璃具有較好的紅外線反射和可見光透射能力,隔熱性能較好。貼膜玻璃與在線low-e玻璃節(jié)能效果基本相當(dāng)(新生產(chǎn)的low-e玻璃可能比貼膜玻璃更好一些),并有較高的可見光透射性能。low-e玻璃的應(yīng)用由于必須制作成雙層玻璃才能保證一定的節(jié)能效果使用壽命,因?yàn)?/span>low-e玻璃的低反射層是濺射金屬層獲得,該層暴露空氣很容易發(fā)生氧化而失去節(jié)能作用,這樣造成low-e玻璃的成本較高。
在紫外屏蔽方面,貼膜玻璃紫外屏蔽效果最好達(dá)到99%以上,而low-e玻璃只能達(dá)到50%左右的紫外屏蔽效果,不能完全解決紫外線的穿透問題,防紫外照射效果不如貼膜玻璃。綜合所述,玻璃貼附隔熱膜(優(yōu)質(zhì)隔熱膜)無論在可見光透過率、紫外線阻隔率還是紅外線阻隔率方面表現(xiàn)最好,同時(shí)單層貼膜玻璃就可達(dá)到50%以上的隔熱率,是值得推廣的建筑窗戶節(jié)能產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)
[1].江億. 我國建筑耗能狀況及有效的節(jié)能途徑[J]. 暖通空調(diào),2005,35(5):30~40
[2].涂逢祥.節(jié)能窗技術(shù)[M].北京,中國建筑工業(yè)出版社,2003
[3].張向榮,劉斐. 國內(nèi)外建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化比較及其對我國的啟示[J]. 中國科技論壇,2008,7:140~144
[4].高超,秦長喜,牛娟妮等. 隔熱膜的性能測試及評價(jià)[J].信息記錄材料,2012,13(6):22~25
[5]. low-e玻璃特性.百度文庫
來源:中國建筑金屬結(jié)構(gòu)