玻璃光热性能参数2014-5-20
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镀膜玻璃的节能特性及其参数一、概述现代建筑,不论是商厦还是住宅,都趋向于大面积采光。
但是,普通透明玻璃对太阳能辐射和远红外热辐射没有控制,其面积越大,夏季进入室内的热量越多,冬季室内散失的热量越多。
为此,必须对玻璃表面进行处理,于是产生了有节能功能的镀膜玻璃。
早期的镀膜玻璃主要是热反射镀膜玻璃(或称阳光控制膜玻璃),其作用是限制太阳能辐射直接进入室内。
用于建筑幕墙玻璃时,除具有亮丽的外观装饰效果外,还可降低冷气设备的运行费用。
但这种玻璃与普通玻璃一样,会吸收远红外热辐射而使其自身的温度升高,最终仍有相当部分的热能透过了玻璃,其隔热性能也受到了极大的限制。
选用什么材料?采用何种工艺镀膜才能有效地阻挡远红外热辐射?研究的结果诞生了低辐射镀膜玻璃(简称Low-E玻璃)。
这种玻璃的最大特点是将远红外热辐射反射出去,使其不能透过玻璃从而起到节能隔热的作用。
因此,目前世界上公认Low-E 玻璃是最理想的窗玻璃材料。
Low-E玻璃在国外已有近二十年的使用历史,我国因受到设备和生产工艺技术方面限制,同时也因节能观念的落后而起步较晚。
可喜的是,自南玻集团于1997年推出Low-E玻璃并在全国范围内大力推介后,目前已为众多设计师和用户所认同并采用。
规模化采用Low-E玻璃时代已经到来,这必将对我国的建筑节能材料应用产生影响并作出贡献。
关于镀膜玻璃,包括LOW-E玻璃的节能特性,已有许多文章或专著论述过,在大多数文章或企业的产品介绍中都列出了完整的参数,但理解这些参数须具备一定的专业知识。
对用户来说更关心的是:哪些参数与节能性直接相关?怎样才能区别不同玻璃之间节能性的优劣?如何根据这些参数选择适用的玻璃?本文拟深入浅出地回答这些问题。
二、热能的形式及窗玻璃组件的传热1、自然环境中的热能自然环境中的热能主要是太阳辐射能,其能量的98%分布在0.3至3µm波长之间。
除了太阳直接辐射的能量外(能量分布在),还存在着大量的远红外线热辐射能,其能量分布在3至40µm波长之间。
建筑玻璃现场光热参数测量仪校准规范Calibration Specification of Field Measuring Meters of Optical and Thermal Properties forBuilding Glass征求意见稿编制说明标准编制组2019年9月《建筑玻璃现场光热参数测量仪校准规范》编制说明一、工作简况(任务来源、项目的必要性和解决的主要问题、主要工作过程、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作等)1.1任务来源本标准于2018年获得中华人民共和国工业和信息化部立项,计划编号JJFZ(建材)002-2018,由中国建筑材料联合会归口。
1.2项目的必要性和解决的主要问题2015年,我国实施了制造强国战略第一个十年的行动纲领——《中国制造2025》,玻璃作为无机非金属材料中的最重要部分,在建筑、汽车、光伏新能源、家具、电器等行业应用广泛。
为响应国家供给侧改革和化解落后产能,建筑玻璃行业不断推出新型节能玻璃成品,并得到广泛应用。
建筑玻璃光热参数为评价建筑玻璃节能效果的关键指标,为了避免建筑工程所用玻璃以次充好,需现场检验玻璃光热特性是否达到设计要求,所以可以现场准确测量建筑玻璃光热参数的检测仪器必不可少。
目前已有光学参数及热工参数检测仪器相关校准规范只适用于实验室用检测仪器,不适用于能够无损测量玻璃制成品的现场光热参数检测仪器。
迫切需要根据建筑玻璃特点制定相应的校准规范。
对规范行业应用、避免使用方对劣质产品无据可查及光热参数检测数值的一致性比对具有重要意义。
校准规范中给出了建筑玻璃现场光热参数测量仪校准的术语和定义、校准仪器的用途、仪器原理、仪器结构、计量特性、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果表达方式和复校时间间隔。
在附录中给出了建筑玻璃光热参数测量仪校准记录参考格式、校准证书(内页)参考格式和可见光透射比示值误差不确定度分析实例。
1.3主要工作过程本标准的编制经历了以下阶段:(1)资料的收集(2018年10月至2018年12月)接受标准编制任务后,牵头单位及时与国内主要建筑玻璃生产企业、检测机构进行了沟通和联系,并进行了资料的收集工作。
关于中空玻璃的节能2011年3月31日据统计,在整个建筑围护结构能量损失的分布中,通过门窗的能量损失约占50%,其中通过玻璃的损失又在整个门窗中占到了75%。
而在能源日益紧张的今天,兼有节能和环保功能的中空玻璃受到越来越多的关注。
中空玻璃的节能性能包括保温性能和隔热性能,保温性能反映的是中空玻璃降低传导传热及对流传热的特性,以U值表示,指在稳定传热条件下,玻璃两侧空气温度差为1°C时,单位时间内通过1 m2中空玻璃的传热量,以W/m2K 表示。
隔热性能反映的是中空玻璃对太阳热能辐射的遮蔽特性,控制的是辐射传热,一般以Sc值表示。
Sc称为遮阳系数,其含义是透过玻璃的太阳辐射总透射比与3mm厚无色透明浮法玻璃的太阳辐射总透射比的比值。
U值主要衡量的是由于温度差而产生的传热过程,Sc值主要衡量的是由太阳辐射产生的热量传递,因此我们可以将两者结合起来综合考察中空玻璃的保温隔热性能,定量计算节能效果的公式为:RHG=Q T+Qe分析过程将采用Window5.2软件对各种类型玻璃的U值和SHGC值等相关参数进行模拟计算,采用NFRC 100-2001 Summer标准的环境条件设置数据。
从中空玻璃结构角度考虑,影响中空玻璃节能性能的主要因素有:玻璃、间隔条和气体。
下面以SYP生产的实际产品(没有特殊说明的情况下,以下使用的白玻(也称无色透明浮法玻璃)、吸热玻璃(也称本体着色玻璃)、镀膜玻璃、中空玻璃均使用SYP产品)为例分析各种因素对中空玻璃节能指标的影响。
2.1玻璃的厚度中空玻璃的传热系数与玻璃的热阻(玻璃的热阻为1m·K/W)和玻璃厚度的乘积有着直接的联系。
当玻璃厚度增加时,必然会增大其对热传递的阻挡能力,从而降低整个中空玻璃系统的传热系数。
当对4C(白片)+12+4C(白片)中空玻璃,采用NFRC 100-2001 Summer标准进行计算时,玻璃中部U=2.873W/m2K;当使用SYP的15mm白玻时,U=2.697 W/m2K,降低了6.1%。
玻璃幕墙光热性能1 范围本标准规定了玻璃幕墙光热性能的术语和定义、一般规定、要求与检验。
本标准适用于玻璃幕墙光热性能的分级和检验。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 11942 彩色建筑材料色度测量方法GB/T 11976 建筑外窗采光性能分级及检测方法GB/T 18915.1 镀膜玻璃第1部分:阳光控制镀膜玻璃GB/T 18915.2 镀膜玻璃第2部分:低辐射镀膜玻璃GB/T 21086 建筑幕墙JGJ/T 151 建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程3 术语和定义以下术语和定义适用于本文件。
3.1玻璃幕墙光热性能 optical and thermal performance of glass curtain walls与太阳辐射有关的玻璃幕墙光学及热工性能。
以可见光透射比、透光折减系数、太阳能总透射比、遮阳系数、光热比、色差及颜色透射指数表征。
3.2太阳辐射 solar radiation来自太阳的波长范围为300nm~2500nm的电磁辐射。
3.3色差colour difference△E以定量表示的两种不同颜色差异知觉,即色调、明度和彩度这三种颜色属性的综合差异。
3.4一般显色指数general colour rendering indexRa光源对国际照明委员会(CIE)规定的第1~8号标准颜色样品显色指数的平均值。
3.5颜色透射指数 transmitting colour rendering indexTRa太阳辐射透过玻璃后的一般显色指数。
3.6透光折减系数 transmitting rebate factorT r可见光通过玻璃幕墙后减弱的系数。
3.7有害反射光 harmful reflected light玻璃幕墙对人造成视觉累积损害或干扰的反射光。
6.3 典型建筑门窗、幕墙的热工性能参数★★来源:全国民用建筑工程设计技术措施——节能专篇/建筑
6.3.1 典型玻璃的光学、热工性能参数见表6.3.1
6.3.2 典型外窗、玻璃幕墙的遮阳系数可根据表6.3.1,采用下式计算
f g
f f
g
g
w A
A A
SC
A
SC
SC
+•
+
•
=(6.3.2)
式中SC w——窗的遮阳系数;
SC g——玻璃或玻璃系统的遮阳系数;
SC f——框的遮阳系数,不隔热的金属型材可近似取0.15,其他可取0;
A g——窗玻璃面积(m2);
A f——窗框的投射面积(m2);
6.3.3 采用典型玻璃、配合不同窗框,在典型窗框面积比的情况下,整窗的传热系数见表 6.3.3-1和表6.3.3-2。
表6.3.3-1 典型玻璃配合不同窗框的整窗传热系数
以上部分数据为摘自书中。
以下数据为根据书中资料推导。
书中只给出了典型窗的传热系数。
根据(6.3.2)公式,计算出窗户的遮阳系数。
计算过程如下,
取窗面积为1平方米。
然后根据各自占的比例,按公式进行计例。
例如,普通窗的SC
查玻璃的遮阳系数为sc=1.0
由窗的遮阳系数为
SC(窗)=(0.15*0.15+1*0.85)/1=0.8725
隔热金属型材(大多指铝合金型材)多腔密封(指开启扇完全关闭后与窗框形成2个以上空腔的密封方式,最常见是2腔、3腔)
具体各个类典型门窗计算结果见EXCEL附表。
一、技术背景发展绿色建筑和推进建筑节能工作是我国城市建设工作中的重要内容,建筑玻璃的光学热工性能是关乎建筑节能实效的最重要因素之一。
在实际工程中,建筑门窗、玻璃幕墙的光学性能和热工性能的数据大多是通过实验室检测而获得的。
实验室检测的样品通常需要单独制作样品,这无法保证与工程实际使用产品的状况一致,难以反映工程上门窗、玻璃幕墙的真实情况。
为了更准确地掌握工程的真实情况,需要更加科学、便捷的检测方法,以方便工程现场检测,并且确保检测结果的可靠性。
伴随着现代检测技术的进步,已经出现了便携式的检测仪器,可以在建筑工程现场对建筑门窗和玻璃幕墙的光学性能和热工性能进行检测,不必将样品送回到实验室去检测,大部分参数可以通过现场检测的方式就能获得,大大方便了产品性能的检验。
采用现场直接测量方法评价建筑节能玻璃光热性能,具有方法简单、快速,适用面广,评价客观等特点,可以为防止建筑工程项目中使用不合格建筑门窗、玻璃幕墙产品提供有利保障,增强企业产品的竞争力和品牌影响力。
同时,对于增强中国制造的品牌影响力、建设资源节约型社会、推动建筑节能和绿色发展,也将产生积极的影响。
为了让大家了解建筑玻璃现场光热参数测量方法的基本原理,小编整理了以下介绍内容供大家参考。
二、建筑玻璃的光热参数及定义建筑玻璃现场测量光热性能主要包括以下参数:1)可见光透射比;2)可见光反射比;3)太阳光直接透射比;4)太阳光直接反射比;5)玻璃色差;6)太阳能总透射比(g);7)遮阳系数(Sc);8)太阳红外热能总透射比(g IR);9)传热系数(U或K);10)光热比(LSG)。
有不清楚定义的小伙伴们,可以查看下面的定义解释,已熟悉参数概念的可以直接跳过本部分。
1)可见光透射比(visible light transmittance):在可见光(380nm~780nm)范围内,透过被测物体的光通量与入射光通量之比。
2)可见光反射比(visible light reflectance):在可见光(380nm~780nm)范围内,经被测物体反射后的反射光通量与入射光通量之比。
玻璃幕墙光热性能1 范围本标准规定了玻璃幕墙光热性能的术语和定义、一般规定、要求与检验。
本标准适用于玻璃幕墙光热性能的分级和检验。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 11942 彩色建筑材料色度测量方法GB/T 11976 建筑外窗采光性能分级及检测方法GB/T 18915.1 镀膜玻璃第1部分:阳光控制镀膜玻璃GB/T 18915.2 镀膜玻璃第2部分:低辐射镀膜玻璃GB/T 21086 建筑幕墙JGJ/T 151 建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程3 术语和定义以下术语和定义适用于本文件。
3.1玻璃幕墙光热性能 optical and thermal performance of glass curtain walls与太阳辐射有关的玻璃幕墙光学及热工性能。
以可见光透射比、透光折减系数、太阳能总透射比、遮阳系数、光热比、色差及颜色透射指数表征。
3.2太阳辐射 solar radiation来自太阳的波长范围为300nm~2500nm的电磁辐射。
3.3色差colour difference△E以定量表示的两种不同颜色差异知觉,即色调、明度和彩度这三种颜色属性的综合差异。
3.4一般显色指数general colour rendering indexRa光源对国际照明委员会(CIE)规定的第1~8号标准颜色样品显色指数的平均值。
3.5颜色透射指数 transmitting colour rendering indexTRa太阳辐射透过玻璃后的一般显色指数。
3.6透光折减系数 transmitting rebate factorT r可见光通过玻璃幕墙后减弱的系数。
3.7有害反射光 harmful reflected light玻璃幕墙对人造成视觉累积损害或干扰的反射光。
玻璃应用中的光学热工参数玻璃表面辐射率玻璃表面辐射率:也称为E值。
它是指为玻璃表面单位面积辐射的热量同单位面积黑体在相同温度、相同条件下辐射热量之比,数据范围为0~1,辐射率越低,玻璃吸收热量的能力越低,反射热量能力越强。
可见光反射比主要用于限制玻璃幕墙的反射“光污染”现象。
《玻璃幕墙光学性能》标准中做了如下限定:“玻璃幕墙应采用反射比不大于0.30的幕墙玻璃”,“主干道、立交桥、高架路两侧建筑物高20m以下部分,其余路段高10m以下部分如使用玻璃幕墙,应采用反射比不大于0.16的玻璃”。
太阳光直接透射比是指在太阳光谱(300nm~2500nm)范围内,直接透过玻璃的太阳能强度对入射太阳能强度的比值。
它包括了紫外、可见和近红外能量的透射程度,但不包括玻璃吸收直接入射的太阳光能量后向外界的二次传递的能量部分。
太阳光直接反射比是指在太阳光谱(300nm~2500nm)范围内,玻璃反射的太阳能强度对入射太阳能强度的比值。
在实际使用中,此项指标控制的是玻璃幕墙所形成的反射“热污染”,因为太阳光中的可见光和近红外光都能形成热量,尤其是在外形具有凹面结构的玻璃幕墙止,会形成一个“太阳灶”的效果,将热量汇集于一小块区域,该区域及附近的环境就会受到严重的加热影响。
紫外线透射比是指在紫外线光谱(280nm~380nm)范围内,透过玻璃的紫外线光强度对入射光强度的百分比。
由于太阳光中的紫外线对皮肤和家具油漆表面有损害,所以在设计大面积窗户和采光顶时,对此指标要予以限制,普通6mm白玻的紫外线透过率在60%多,降低紫外线透过率的最好办法是用PVB胶片做夹胶玻璃,用两片3mm白玻中间加上PVB胶片能够把Tuv降低到5%。
太阳能总透射比也称为太阳得热系数,是通过门窗或幕墙构件成为室内得热量的太阳辐射与投射到门窗或幕墙构件上的太阳辐射的比值。
这一指标是建筑节能计算中的重要参考因素,直接影响着室内的采暖能耗和制冷能耗。
但是人们在选购玻璃时习惯上使用遮阳系数数据来体现太阳光总透射比的高低。
常规镀膜玻璃的节能特性和参数一、概述现代建筑,不论是商厦还是住宅,都趋向于大面积采光。
但是,普通透明玻璃对太阳能辐射和远红外热辐射没有控制,其面积越大,夏季进入室内的热量越多,冬季室内散失的热量越多。
为此,必须对玻璃表面进行处理,于是产生了有节能功能的镀膜玻璃。
早期的镀膜玻璃主要是热反射镀膜玻璃(或称阳光控制膜玻璃,其作用是限制太阳能辐射直接进入室内。
用于建筑幕墙玻璃时,除具有亮丽的外观装饰效果外,还可降低冷气设备的运行费用。
但这种玻璃与普通玻璃一样,会吸收远红外热辐射而使其自身的温度升高,最终仍有相当部分的热能透过了玻璃,其隔热性能也受到了极大的限制。
选用什么材料?采用何种工艺镀膜才能有效地阻挡远红外热辐射?研究的结果诞生了低辐射镀膜玻璃(简称Low-E玻璃。
这种玻璃的最大特点是将远红外热辐射反射出去,使其不能透过玻璃从而起到节能隔热的作用。
因此,目前世界上公认Low-E 玻璃是最理想的窗玻璃材料。
Low-E玻璃在国外已有近二十年的使用历史,我国因受到设备和生产工艺技术方面限制,同时也因节能观念的落后而起步较晚。
可喜的是,自南玻集团于1997年推出Low-E玻璃并在全国范围内大力推介后,目前已为众多设计师和用户所认同并采用。
规模化采用Low-E玻璃时代已经到来,这必将对我国的建筑节能材料应用产生影响并作出贡献。
关于镀膜玻璃,包括LOW-E玻璃的节能特性,已有许多文章或专著论述过,在大多数文章或企业的产品介绍中都列出了完整的参数,但理解这些参数须具备一定的专业知识。
对用户来说更关心的是:哪些参数与节能性直接相关?怎样才能区别不同玻璃之间节能性的优劣?如何根据这些参数选择适用的玻璃?本文拟深入浅出地回答这些问题。
二、热能的形式及窗玻璃组件的传热1、自然环境中的热能自然环境中的热能主要是太阳辐射能,其能量的98%分布在0.3至3µm波长之间。
除了太阳直接辐射的能量外(能量分布在,还存在着大量的远红外线热辐射能,其能量分布在3至40µm 波长之间。
各种类型玻璃的K值、g值等光热参数汇总表(收藏版)
许海凤北京奥博泰科技有限公司
之前本公众号发布了传热系数K值的汇总表,应广大读者的要求,在原有表格的基础上,扩充了玻璃类型,增加了更多光热参数的参考值,请大家参阅并提出宝贵意见。
版本说明
1.增加了在线Low-E产品的性能参数;
2.增加了太阳能总透射比g、可见光透射比Tv的参考值,由于不同的Low-E对这2个参数值影响很大,本表格提供的数据仅供参考,实际产品应另行计算;
3.若计算遮阳系数SC,用g值除以0.87即可;
4.多种单银、双银和三银Low-E玻璃参数的举例比较,详见结构:单片玻璃、双玻单Low-E 中空玻璃(氩气)6Low-E(2#)+12Ar+6、三玻两腔单Low-E(氩气)Low-E(2#)+12Ar+6+12Ar+6、真空复合中空6+12A+6Low-E(4#)+V+6;
5.不同气体含量时K值的举例比较,详见结构:双白中空、三玻两腔单Low-E中空。
未特别指出氩气含量的,按氩气含量90%计算;
6.在表格末尾,增加了一些规律的总结;
7.计算方法及依据标准:表格数据为WINDOW7.3和GlasSmart10003.3计算所得,边界条件依据中国标准JGJ/T151;
8.符号说明:A-空气,Ar-氩气,V-真空。
单片玻璃
双玻中空玻璃
三玻两腔单Low-E中空玻璃
三玻两腔双Low-E中空玻璃
真空复合中空玻璃
来源:建筑光学公众号。
附件3
典型玻璃的光学、热工性能参数取值
注:5mm玻璃的遮阳系数取值参照6mm玻璃的遮阳系数选用。
1
附件4
典型玻璃配合不同窗框的整窗传热系数取值
注:1 窗的传热系数应按法定检测机构提供的测定值采用,测定值优于标准值时按标准值选用;
2 表中窗包括一般窗、天窗和阳台门上部带玻璃部分;
3 阳台门下部门肚板部分的传热系数,当下部不作保温处理时,应按表中值采用;当作保温处理时,应按计算确定;
4 表中未提到的其它门窗类型、新型产品,其整窗传热系数应按实测值采用,并符合《重庆市建筑材料热物理性能指标取值管理办法(试行)》规定;
5 双层中空玻璃的气体层厚度宜选定在9~20mm之间;
6 由5mm玻璃组成的不同品种及规格的整窗传热系数可参照6mm玻璃组成的不同品种及规格的整窗传热系数选用;
7 隔热铝合金型材多腔密封是指门窗框、扇型材采用隔热铝合金多腔型材,并在框、扇之间设置等压胶条而形成的多腔密封的门窗构造;(隔热铝合金多腔型材是指在热流方向由铝合金型材和隔热材料组成的具有独立封闭的腔室数不少于3层的隔热铝合金门窗框、扇型材。
)
8 多腔塑料型材是指在热流方向具有独立封闭的腔室数不少于3层的塑料门窗框、扇型材。
3。
常用外窗及幕墙热工性能参数附录D 常用外窗及幕墙热工性能参数D.0.1常用外窗的传热系数和遮阳系数见表D.0.1。
表D.0.1 常用外窗的传热系数和遮阳系数窗框材质窗户类型空气层厚度(mm)玻璃厚度(mm)窗框窗洞面积比(%)传热系数K(W/m2.K)遮阳系数钢、铝单框单层玻璃单层玻璃—5/615~206.4 0.93双层窗100~140 5/6 3.5 0.70单框中空玻璃6 5/6 4.2/4.1 0.849 5/6 4.0/3.9 0.7812 5/6 3.7/3.6 0.75单框Low-E中空玻璃6 5/6 3.4/3.3 0.489 5/6 3.0/3.1 0.4512 5/6 2.8/2.7 0.43隔热型材单框中空玻璃6 5/6 3.6/3.55 0.849 5/6 3.5/3.45 0.7812 5/6 3.4/3.3 0.75隔热型材单框Low-E中空玻璃6 5/6 3.0/2.8 0.489 5/6 2.7/2.5 0.4512 5/6 2.4/2.3 0.43塑料、木单框单层玻璃单层玻璃—5/625~304.7 0.93双层窗100~140 5/6 2.5 0.60单框中空玻璃6 5/6 3.1/3.0 0.849 5/6 2.85/2.8 0.7812 5/6 2.75/2.7 0.75单框Low-E中空玻璃6 5/6 2.7/2.6 0.489 5/6 2.5/2.4 0.4512 5/6 2.3/2.2 0.43注:1 本表中的窗户包括一般窗户、天窗和门上部带玻璃部分;2 阳台门下部门肚板部位的传热系数,当下部不作保温处理时,应按表中值采用,当作保温处理时,应按计算确定;3 贴Low-E膜的玻璃等效Low-E玻璃;5表中热工参数为各种窗型中较有代表性的数据,不同厂家、玻璃种类以及型材系列品种都有可能有较大浮动,具体数值应以法定检测机构的检测值或模拟计算报告为准。
D.0.2典型玻璃的光学、热工性能参数见表D.0.2。