写字楼采用LowE玻璃窗的能耗与经济性分析

LOW-E 玻璃的节能特性现代建筑设计倾向于使用大面积玻璃自然采光, 然而普通的单片玻璃夏季无法阻挡阳光中的热能向室内传递,冬季也无法阻挡室内热能的外泄,保持室内适宜的温度的代价只能是大量消耗能源,例如:空调、暖气等。

由此导致的直接后果是整个建筑的节能性的极大损失。

如何在保证室内采光良好的前提下,将玻璃能量损失减至最低。

由此,低辐射镀膜玻璃 (即 Low-E 玻璃,为 Low Emissivity Glass 的简称应上述功能而开发使用,并取得了良好的效果,成为当今玻璃市场上的主要发展的产品之一。

就我国情况而论,我国纬度跨度较大,北方地区冬天气候严寒,南方地区夏热冬暖。

我国建筑能耗占总体能耗的 35%,建筑节能滞后,能耗高,污染重,成为制约我国经济可持续发展的突出问题。

中国建筑外墙热损失是加拿大和北美同类建筑的 3-5倍,窗的热损失在 2倍以上;门窗面积占建筑面积的 20%-30%,玻璃占门窗面积 70%-80%;建筑能耗的 70%是通过门窗流失的,其中 1/3是通过玻璃流失的; 辐射传热是热传导的主要方式,占 60%低辐射镀膜玻璃根据用途主要分为以下类型 :①高透型低辐射镀膜玻璃这种玻璃具有传热系数低和反射远红外热辐射的特点 , 它可将冬季室内暖气、家用电器和人体发出的热量反射在室内 , 并降低玻璃的热传导 , 从而获得极佳的保温效果。

适用于北方寒冷地区使用的这种玻璃还具有较高的太阳能透过率 , 可使太阳中近红外热辐射进入室内而增加室内的热量 , 从而有效地降低暖气的能耗。

②遮阳型低辐射镀膜玻璃这种玻璃除具有传热系数低和反射远红外热辐射的特点外 , 还具有反射太阳中近红外热辐射的特性。

这种玻璃只允许太阳光中的可见光进入室内而阻挡其中的热辐射 , 因而特别适合于南方地区和过渡地区使用。

使用这种玻璃后 , 即使有太阳照射也不会有热感 , 它既能保证冬季室内的热能不外泄 , 又可保证阻挡夏季阳光中的热能进入室内。

北京天恒大厦采用真空玻璃节能经济效益分析Economic Analysis on the Energy-saving profit of BeiJing Tian Heng Plaza using Vacuum Glazing李成安﹡忻崧义中国建筑科学研究院建筑物理研究所北京西城区车公庄大街19号邮编：100044﹡北京新立基真空玻璃技术有限公司北京市海淀区阜石路玉海园五里20号楼一层邮编：100039摘要：本文以天恒大厦为例，假设该大厦分别采用白玻、普通中空玻璃、热反射玻璃、热反射中空玻璃、Low-E中空玻璃、标准真空玻璃组合双中空六种情况，进行耗能比较，并对真空玻璃节能经济效益作估算。

Abstract:The paper described the results of an analysis of energy consumption based on a hypothesis that float glass,insulated glass,reflectireglass,reflective insulated glass ,Low-E insulated glass and usedrespectively in Tian Heng plaza,So as to estimate the energy-savingprofit attributed by using Vacuum glazing.关键词：天恒大厦真空玻璃节能经济效益Key Words: Tian Heng Plaza Vacuum glass Energy-saving Econonic profit1,概述天恒大厦位于北京东直门，总建筑面积57238平方米，地下四层，地上二十二层。

该楼西、北立面采用半隐框真空玻璃幕墙七千平方米。

东、南立面采用真空玻璃铝合金断热窗二千五百平方米。

该楼真空玻璃全部由北京新立基真空玻璃技术有限公司提供。

低辐射LOW-E镀膜玻璃的节能特性及其参数现代建筑，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呢？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、热能的形式及幕墙玻璃组件的传热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0.3至3μm波长之间。

除了太阳直接辐射的能量外，还存在着大量的远红外线热辐射能，其能量分布在3至103μm波长之间。

建筑施工中的节能玻璃技术及其经济性评价随着社会的发展和环境保护意识的增强，节能技术在建筑领域中扮演着越来越重要的角色。

作为建筑材料中的重要组成部分，玻璃在节能方面的应用备受关注。

本文将介绍建筑施工中的节能玻璃技术，分析其经济性评价。

一、节能玻璃技术的应用1.1 针对建筑外立面的节能玻璃技术建筑外立面是建筑中最容易受到气候影响的部分，因此，在外立面上应用节能玻璃技术可以有效地降低建筑能耗。

例如，智能玻璃可以通过控制光透通率，实现隔热降温、保温保湿等功能。

此外，太阳能玻璃通过吸收和利用太阳能，可以减少室内的能源消耗。

1.2 针对建筑屋顶、墙体的节能玻璃技术建筑屋顶和墙体的节能性直接影响到建筑的整体能耗。

以屋顶为例，应用太阳能带来的热能进行夜间供暖，可以大大减少建筑的取暖能耗。

而对于墙体来说，采用空气间隙、导热层等技术，可以实现墙体的隔热保温，提高建筑的节能效果。

二、节能玻璃技术的经济性评价2.1 初始投资成本评价采用节能玻璃技术需要一定的初始投资成本，包括材料采购、设计和施工等。

因此，对于建筑业主来说，需要进行初始投资成本评价，分析其可行性。

如果初始投资成本过高，可能会对建筑项目的经济效益产生一定的影响。

2.2 节能效果评价采用节能玻璃技术的建筑在节能效果上能够得到明显的提升，减少能源消耗。

根据不同的节能技术应用方式，可以对其节能效果进行定量分析。

通过建筑能耗监测数据和对比分析，可以评估所采用节能玻璃技术的实际节能效果。

2.3 经济效益评价节能玻璃技术在降低建筑能耗的同时，也能够带来一定的经济效益。

例如，减少能源消耗、降低电力费用等。

通过对建筑项目的整体经济效益进行评价，分析采用节能玻璃技术后的投资回报周期和收益情况，可以进行经济性评价。

2.4 环境效益评价与传统建筑材料相比，采用节能玻璃技术可以减少对环境的负面影响。

对于建筑行业而言，减少能耗、降低碳排放等环境效益已成为人们关注的焦点。

因此，在经济性评价中，也需要对节能玻璃技术的环境效益进行综合评估。

玻璃幕墙使用中空low-e玻璃的好处【中空low-e玻璃】低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

符合现在人们对于生活的要求，而节能玻璃的节能环保效果正符合低碳经济和低碳社会的要求。

一、安全性钢化玻璃有一个缺点是会发生自爆，目前整个行业承诺的钢化玻璃自爆率为0.3%。

超高层建筑幕墙下玻璃雨砸伤人的事件时有发生，就是因为以往有些超高层建筑幕墙采用普通中空钢化玻璃，钢化玻璃一旦发生自爆，高空风速较快，风压较大，把破碎的玻璃吹落下来而造成的。

若使用LOW-E夹层中空玻璃，夹层玻璃即使碎裂，碎片也会被粘在薄膜上，破碎的玻璃表面仍保持整洁光滑，这就有效防止了碎片扎伤和穿透坠落事件的发生，其安全防范程度极高。

二、减少玻璃幕墙的映像变形引起玻璃幕墙影像变形的因素如下：玻璃面板的挠度：在风载荷作用下,建筑外维护结构玻璃面板会内凹或外凸出现形变，是产生影象扭曲变形的主要原因。

玻璃面板刚度越大挠度越小。

玻璃面板厚度越大刚性越好。

玻璃在热处理过程中的变形：钢化、半钢化玻璃是将普通玻璃加热至一定温度后急冷处理，使玻璃表面具有较强的压应力，在使用中压应力能够抵消破坏玻璃的拉应力，从而增加玻璃的使用强度。

在此加工过程中，不可避免的会因为玻璃自重、冷却速率等影响到钢化、半钢化玻璃的平整度。

钢化玻璃的平整度包括弯曲度(也称弓形度)和波形度，其值越低代表平整度越好。

国家标准《钢化玻璃》规定弯曲度为0.5%，波形度为0.3%，国家标准《幕墙用钢化、半钢化玻璃》规定弯曲度为0.3%，波形度为0.2%。

玻璃的安装绕度：必须在安装施工现场采取严格的现场质量管理控制措施，将其降低到尽可能低的范围内，否则会对玻璃面板造成附加的翘曲变形，产生影像畸变。

增加玻璃的厚度可以有效降低玻璃的安装绕度。

环境气温气压变化的影响：环境温度和压力的变化会引起中空玻璃封闭空腔中气体的膨胀或收缩，中空玻璃出现外凸或内凹现象，产生10%左右的附加变形。

Low-E玻璃工程案例实际能耗分析玻璃作为幕墙的主要围护材料之一，直接决定了建筑节能性能。

据统计，建筑物中通过门窗散失的热量约占整个建筑采暖或制冷能耗的50%,而通过玻璃流失的热量就占整个窗户的80%左右。

建筑玻璃越来越大量的使用，使得玻璃节能成为了建筑节能的最难点。

因此，不断提高建筑玻璃的热工性能至关重要。

建筑玻璃热工性用K值和SC两个指标衡量，K值即保温性能，主要由玻璃结构决定;SC即隔热能力，主要由玻璃材料表面性能（是否有Low-E膜、是何种LoW-E膜）决定。

经过多年升级换代，LoW-E膜性能已有很大提升，SC已不能准确衡量玻璃节能性能，更甚至在一定程度上限制了建筑节能玻璃的选用，造成了制冷/采暖成本浪费。

本文以实际项目案例，就玻璃“透热量”与建筑节能展开讨论，通过数据对比，阐述在建筑节能设计中用gIR取代SC的合理性和必要性。

1关于遮阳系数SC的定义及节能设计说明遮阳系数SC是在给定条件下，玻璃、门窗或玻璃幕墙的太阳光总透射比，与相同条件下相同面积的标准玻璃（3mm厚透明玻璃）的太阳光总透射比的比值。

根据JGJ/T151-2008《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》中对遮阳系数SC的定义可知，遮阳系数包涵了全部太阳光能量，即2%的紫外光、47%的可见光和51%的近红外光，如图1所不O 图1.中空玻璃可见光反射比示意图事实上，太阳光能量即太阳辐射能，但不同于太阳辐射热能。

太阳光能中的热能绝大多数是波长大于780nm的红外辐射热能。

380nm波长内紫外线不直接产生热量，380~780nm波长的可见光能只有极少量能够转变为人体可感知的“热能”，相关研究给出的可见光能量转化为热能的比例约5%,最多不超过10%,也就是说多达47%的可见光能基本不产生热能，不需要制冷消耗，而遮阳系数SC包含了太多“非热量”。

对于整个建筑，透过玻璃窗进入的太阳辐射得热形成的逐时冷负荷(CLC)按式⑴计算：CLc=CcIC*CZ*DJmax*FC(1)式中：CLc——透过玻璃窗进入的太阳辐射形成的逐时冷负荷，W；CcIC——透过无遮阳标准太阳辐射冷负荷系数；CZ——外窗综合遮阳系数，CZ=Cw*Cn*Cs;Cw——外遮阳修正系数；Cn——内遮阳修正系数；Cs——玻璃修正系数；DJmax——夏季日射得热因数最大值；FC——窗玻璃净面积，m2o式⑴外窗综合遮阳系数系Z),即GB50189-2015《公共建筑节能设计标准》外窗综合遮阳系数(SD)。

第28卷第2期2012年2月建筑科学BUILDING SCIENCEVol.28，No.2Feb．2012［文章编号］1002-8528（2012）02-0066-04南京地区办公楼低辐射玻璃外窗节能研究胡文，魏玲，刘金祥，陈定艺（南京工业大学城市建设与安全工程学院，南京210009）［摘要］本文采用南京地区典型气象年逐时数据，运用eQUEST 能耗模拟软件分析了南京地区办公楼采用低辐射玻璃外窗对建筑能耗的影响。

研究表明该地区采用遮阳型低辐射玻璃外窗要优于高透型低辐射玻璃外窗；采用可翻转窗技术可改变外窗的光热性能，降低建筑供暖能耗，从而进一步提高低辐射玻璃外窗的全年节能效果；由遮阳型和高透型低辐射玻璃外窗的分析比较可知，Low-E 面置于室内侧的遮阳型低辐射玻璃外窗更适用于南京地区。

［关键词］eQUEST ；Low-E 玻璃；可翻转窗；可变围护结构［中图分类号］TU111.19+5；TU243［文献标识码］AStudy on Energy Efficiency of Low-E Windows for Office Buildings in NanjingHU Wen ，WEI Ling ，LIU Jin-xiang ，CHEN Ding-yi（College of Urban Construction and Safety Engineering ，Nanjing University of Technology ，Nanjing 210009，China ）［Abstract ］In this paper ，according to the hourly data of typical meteorological year in Nanjing ，the effect of Low-E window on office building energy consumption was studied using the software of eQUEST．The simulation results indicated that the energy-saving effect of shading Low-E window was better than that of high light transmission Low-E window．Furthermore ，the optical and thermal performance of Low-E window could be improved by applying the reversible window technology ，and therefore the heating energy consumption would be reduced．In addition ，based on the comparison of these two kinds of Low-E window ，it was concluded that the shading Low-E window with the Low-E surface facing the indoor side was more suitable for Nanjing．［Keywords ］eQUEST ，Low-E glass ，reversible window ，alterable building envelope［收稿日期］2011-09-08［修回日期］2011-09-20［作者简介］胡文（1987-），男，在读硕士研究生［联系方式］huwen1987@0引言窗户作为围护结构中的薄弱环节，一方面其能耗大，另一方面是太阳得热的重要构件，在建筑节能中有着特殊的意义［1］。

Low-E玻璃的节能特性介绍目前，中国能源的30%都消耗在形形色色的建筑上面，而建筑整体能耗的80%在电气系统上。

其中空调、暖通的能耗在公共建筑能耗中占了60%，空调能耗中大约20%～50%由玻璃门窗等外围护结构消耗。

因此选用高效节能玻璃及提高现有玻璃的效率成为建筑设计的重要工作之一。

普通玻璃幕墙在夏季难挡强烈的紫外线，严冬又挡不住寒冷，摩天大楼不得不加大功率开空调，冬天要早于其他建筑供暖，能源消耗触目惊心。

1 m2太阳辐射通过玻璃幕墙照射到屋内的热量大约为600W～700 W，在北京一栋3 万m2的玻璃建筑接收到的太阳辐射，相当于 1.5～2 万个电炉子的热量。

夏季需要消耗大量的电能来降温，冬季需要大量的热能来维持舒适的温度，这些都是能源的巨大浪费。

太阳控制窗膜(Solar Contral Window Film)的使用则成为现有建筑玻璃门窗、幕墙节能改造的良好方法。

特别是高透光率的玻璃，采用太阳控制窗膜几乎是绝热改造的唯一方法。

其中LOW-E 玻璃的透光率及节能效果尤为突出。

一、LOW-E 玻璃简介LOW-E 玻璃也叫低辐射镀膜玻璃，是我国目前推荐使用的新型节能产品。

我司生产的Low-E玻璃对可见光有较高的透射率，对红外线（尤其是中远红外线）有很高的反射率，因此具有良好的隔热性能，夏季可以防止过多热量进入室内，而冬季又可以阻挡室内热量的外溢，起到了节能降耗的作用。

LOW-E 玻璃的适用地域较广，适用于我国大部分地区。

采用Low-E玻璃将给您带来最高的性价比，以及专利性质的全新节能概念。

Low-E玻璃的使用不仅不会增加总投资，相反会降低总体成本。

因为空调系统在使用过程中节约的费用随着时间的推移将远远超过由普通中空玻璃改进为Low-E 中空玻璃的费用。

下面是Low-E玻璃与普通中空玻璃的能量传输示意图及有关专业数据，可以帮助您直观的了解Low-E玻璃的性能特质之所在。

各种不同玻璃、不同结构玻璃的节能效果玻璃种类、结构夏季传入室内的热量冬季传出室内的热量6mm单片透明玻璃710 W/m2154 W/m2普通透明中空玻璃594 W/m269 W/m2单片热反射玻璃368 W/m2137 W/m2热反射中空玻璃242 W/m284 W/m2 Low-E中空玻璃215 W/m241 W/m2不同品种玻璃太阳光谱透过曲线实例国外某专业机构测试，一座窗玻璃面积为50m2的建筑物在采暖期间，如果采用双层中空玻璃，其热量损失为12600kw·h，与单层玻璃窗相比，节能48.28%，而使用Low-E玻璃制作的中空玻璃窗，损失仅为6720kw·h，比单层玻璃窗节能72.4%。

Low-E节能玻璃性能分析及应用蔡法清，信义玻璃工程（东莞）有限公司技术经理关键词：气候区、节能玻璃、隔热系数、遮阳系数1 气候区域划分根据GB50176-93《居用建筑热工设计规范》，我国气候分五个区域：严寒地区，寒冷地区，夏热冬冷地区，夏热冬暖地区，温和地区。

1.1 严寒地区和寒冷地区严寒地区一月份平均气温低于-10℃，寒冷地区一月份平均气温在-10℃，累年日平均温度低于或等于5℃的天数，一般都在90天以上，部分地区最低温度可达-20℃以下。

我国严寒和寒冷地区主要包括东北、华北和西北地区。

典型的城市有齐齐哈尔、哈尔滨、沈阳、北京、天津、长春、呼和浩特、太原、石家庄、银川、乌鲁木齐，本文中详细论述沈阳及北京的情况。

1.2 夏热冬冷地区夏热冬冷地区一月份平均温度小于10℃，最低也能达到-5℃，七月份平均温度高达28℃，最高温度可达38℃，冬夏两季漫长，春秋两季过渡不明显，日照充足。

大致范围分布在陇海线以南，南岭以北，四川盆地以东的长江中下游地区。

典型的城市有上海、杭州、武汉、长沙、南昌，本文具体论述上海的情况。

1.3 夏热冬暖地区夏热冬暖地区一月份平均气温在10℃，七月份平均气温25~29℃，最高温度可达40℃，年平均温度高达20℃，夏长冬短，春秋季不明显，全年日照充足。

主要分布在南岭以南的华南地区，典型城市有广州、深圳、厦门、海口，本文将详细论述广州的情况。

1.4 温和地区温和地区一月份平均气温0~13℃，七月份平均气温18~25℃，全年平均温度在15℃左右，夏天很少超过30℃，四季如春，分布在云南贵州一带，典型的城市：昆明。

2 节能玻璃无论商用大厦还是民用住宅，大面积的玻璃幕墙应用已经成为现代建筑的一个时尚。

这大大增加了制冷制热的费用，中国建筑能耗已经达到全社会总能耗的27%。

针对我国复杂的气候情况，我们开发了多种不同的节能玻璃可以有效地减低制冷制热费用，同时提供一个良好居住的环境。

2.1 节能玻璃参数及其意义在使用节能玻璃的同时，面对一大堆的参数，而又不知道其中意义，或对这些概念有一定的误解，单方面地注重某一个特定参数。