中空玻璃节能性能影响因素分析
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中空玻璃绝热性能分析研究中空玻璃是一种常见的建筑材料,它的特点是在两块玻璃之间留有一定的空气层,起到隔热保温的作用。
在现代建筑中,中空玻璃得到了广泛的应用,特别是在高层建筑中,中空玻璃的热性能更是受到了广泛的关注和研究。
本文将从中空玻璃的热传导、热辐射和热对流三个方面,分析中空玻璃的绝热性能。
1. 热传导中空玻璃的热传导是指热在材料中的传递过程。
在中空玻璃中,热的传导主要通过玻璃表面进行。
而玻璃的热导率是不同的,所以不同类型的玻璃具有不同的绝热性能。
除了玻璃本身的热导率差异外,中空层的厚度也是影响热传导性能的关键因素。
当中空层的厚度增加时,热传导的能力也随之减弱,绝热性能得到增强。
因此,中空玻璃的绝热性能与中空层的厚度是息息相关的。
2. 热辐射热辐射是指热量在材料内部的辐射过程。
在中空玻璃中,玻璃外表面接触外界环境,因此会有一部分热通过辐射的方式向外界散发。
热辐射是一种非常重要的散热方式,对于提高中空玻璃的绝热性能具有很大的作用。
在现代中空玻璃中,一种常见的加工方式就是在玻璃表面涂敷一层红外线辐射涂料。
这种涂料可以增强中空玻璃的热辐射能力,进而提升绝热性能。
3. 热对流热对流是指热在材料中的对流过程。
在中空玻璃中,热的对流主要是指空气在中空层内的流动。
空气的流动可以通过一些设计来进行控制,从而达到减少热对流的效果。
例如,在中空层的两端安装一些透明塑料条,可以有效地防止空气的流动。
在现代建筑中,这种设计已经得到了广泛的应用。
综上所述,中空玻璃的绝热性能是由热传导、热辐射和热对流三个方面综合作用的结果。
在实际应用中,需要根据建筑的实际情况和要求进行选择。
面对日益加剧的气候变化和能源危机,发展低碳、节能的建筑已成为当代建筑事业的重要任务。
中空玻璃作为一种低碳、节能的材料,在当前的建筑实践中必将有着广泛的应用前景。
所谓K值就是材料的传热系数,用以表示材料的热绝缘性能的大小,K值越大,传递的热量愈多,热绝缘性能愈差。
反之,K值愈小,传递的热量愈少,热绝缘性能愈好。
就像我们穿同样厚薄纯棉衣服和化纤衣服,前者因传热系数小就感到暖和而后者因传热系数大就感到冷一样。
在实践中,在具体测试影响中空玻璃节能性能的指标即传热系数K 值时,有的认为中空玻璃的K值应该是中央部位玻璃的值,有的认为中空玻璃K值应该是中空玻璃上几处不同点的平均值。
结果对同一中空玻璃,采用不同方法测试所得到的K值却是不同的。
目前我国采用计算方法得到建筑门窗传热系数K的机构很少,主要通过测试。
中空玻璃具有突出的保温隔热性能,是提高门窗节能水平的重要材料,近些年已经在建筑上得到了极其广泛的使用。
但随着节能标准的不断提高和一些用户的特殊要求,普通的中空玻璃已不能完全满足。
所以我们应该了解中空玻璃节能性能的各个影响因素,从玻璃原片、间隔组成和使用环境等方面保证中空玻璃能够发挥它最佳的节能性能使其K值减少。
从目前的情况看,对中空玻璃节能的改进不外乎采用Low-E玻璃、充填惰性气体、暖边密封技术及热隔断等技术的使用。
一、不同配片的中空玻璃的K值比较:表一二、不同间隔气体对中空玻璃K值的影响:表二中空玻璃的导热系数比单片玻璃低1半左右,这主要是气体间隔层的作用。
中空玻璃内部充填的气体除空气以外,还有氩气、氪气等惰性气体。
由于气体的导热系数很低(空气0.024W/mK;氩气0.016W/mK),因此也提高了中空玻璃的热阻性能。
三、不同间隔条对中空玻璃K值的影响:表三注:A为6+12+6普通白玻中空玻璃由上表可以看出,无论采用何种隔条材料,其中空玻璃的中部的K 值都是一样的,但是在玻璃边缘和边缘密封处的K值差别还是较大的,大多数间隔使用铝条法,虽然加工简单,但其导热系数大,导致中空玻璃的边部热阻降低。
在室外气温特别寒冷时,室内的玻璃边部会产生结霜现象。
采用暖边的隔条可以改善玻璃边缘的热传递效果,进而不同程度地减少或消除边缘处的冷凝现象。
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%。
节能中空玻璃生产的质量控制摘要:随着中空玻璃的应用越来越多,产中的质量问题逐渐得到了重视。
综合起来看,影响中空玻璃质量的因素主要分为二个方面:一是材料的选择,二是在生产过程中工艺及质量的控制。
本文将对其质量的控制进行详细的探讨。
关键词:中空玻璃、质量控制、工艺中图分类号:tq171 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2013)02(b)-0104-01随着国家对节能问题的要求越来越高,传统的单片玻璃已经无法达到要求,必须采用低辐射的中空玻璃。
因此中空玻璃生产中的质量问题逐渐得到了重视。
综合起来看,影响中空玻璃质量的因素主要分为二个方面:一是材料的选择,二是在生产过程中工艺及质量的控制。
1 中空玻璃原料的质量控制所谓中空玻璃就是指多片玻璃以有效的支撑均匀的隔开并粘结密封,在夹层之间形成有干燥气体空间的制品。
其原料主要包括:玻璃、铝条、插角、密封胶、干燥剂、密封条等,其质量的好坏则直接影响着中空玻璃的质量和使用寿命。
玻璃的选择:玻璃的选择范围比较宽,可以采用浮法玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃压花玻璃等等,但是不管选择哪一种玻璃,都应符合一定的要求,比如浮法玻璃必须符合gb11614的规定,钢化玻璃必须符合gb/t9963的规定。
密封胶的选择:常用的密封胶主要有丁基胶、聚硫胶、硅酮密封胶三种。
丁基胶是一种热融性胶,具有很低的水汽透过率和较高的粘性,是阻挡水汽的最有效屏障。
当期市场上丁基胶的种类也较多,在使用时一定要更具实际条件进行细致的选择;聚硫胶有着良好的耐油性、耐溶性及密封性,也是密封胶中用量最大的一种,其质量的选用这几决定了中空玻璃质量的好坏;硅酮密封胶具有较好的耐老性和抗紫外线性能,但水汽透过率较高,在选择时一定要符合jc486-2001行业标准的规定。
铝条、插角的选择:铝条在选择是厚度一定要均匀一致,透气孔均匀分布,因为铝条在加工的过程中需要进行氧化或去污处理,所有在选用时还要注意产品本身的质量;对于插角而言主要是要注意尺寸的精确度。
窗玻璃对建筑能耗的影响分析【摘要】窗玻璃在建筑中起着重要作用,对建筑能耗有着显著影响。
本文从窗户材料的热传导系数、玻璃类型、窗户面积、朝向以及遮阳隔热措施等方面进行分析。
窗户材料的热传导系数和玻璃类型直接影响建筑的保温性能,选择合适的材料和玻璃类型能降低能耗。
窗户面积与朝向也对能耗有影响,合理设计可以减少能耗。
最后结论指出,窗玻璃对建筑能耗是重要因素,选择合适的材料和玻璃类型、合理设计窗户面积和朝向可有效降低能耗,提高建筑能效。
在建筑设计和改造过程中应重视窗玻璃的选择和设计,以实现节能减排的目标。
【关键词】窗玻璃、建筑能耗、热传导系数、玻璃类型、窗户面积、窗户朝向、遮阳、隔热措施、窗户材料、减少能耗、合理设计。
1. 引言1.1 窗玻璃对建筑能耗的影响分析窗户在建筑中扮演着重要的角色,不仅可以为室内引入自然光线,改善室内环境,还可以影响建筑的能耗。
窗玻璃作为窗户的主要构成材料,其性能直接影响着建筑的能耗情况。
分析窗玻璃对建筑能耗的影响具有重要意义。
窗户材料的热传导系数是影响建筑能耗的重要因素之一。
不同材料的热传导能力不同,导致窗户对室内热量的传递也不同,从而影响建筑的保温性能和能耗情况。
玻璃类型的选择也会对建筑能耗产生影响。
一些高隔热的玻璃类型可以有效减少室内外热量交换,降低空调和供暖的能耗。
窗户面积和朝向也会直接影响建筑的能耗。
大面积的窗户可使室内更容易受到阳光直射而提高供暖或降低空调的需要。
而窗户朝向的选择也会直接影响室内受到的太阳光照以及外部温度影响。
窗玻璃对建筑能耗有着重要的影响。
选择合适的窗户材料和玻璃类型,合理设计窗户面积和朝向,可以有效降低建筑的能耗,提高建筑的节能性能。
在建筑设计和改造过程中,窗玻璃的选择和设计至关重要。
2. 正文2.1 窗户材料的热传导系数对建筑能耗的影响窗户材料的热传导系数对建筑能耗的影响是建筑能源效率中一个非常重要的因素。
热传导系数是衡量材料导热性能的指标,也就是材料对热的传导能力。
三层中空夹胶玻璃的导热系数导热系数是衡量材料导热性能的重要指标之一。
对于中空夹胶玻璃这样的建筑材料而言,其导热系数的大小直接影响着其保温性能。
本文将探讨三层中空夹胶玻璃的导热系数,并分析其对建筑节能的影响。
我们需要了解中空夹胶玻璃的基本结构。
中空夹胶玻璃是由两层玻璃板之间夹着一层密封的空气或稀有气体而组成的。
这种结构使得中空夹胶玻璃具有较低的导热系数,从而提高了其保温性能。
三层中空夹胶玻璃相比于单层或双层中空夹胶玻璃而言,在保温性能上有了更进一步的提升。
其导热系数通常介于0.5~1.0 W/(m·K)之间,具体数值取决于玻璃板的厚度、中空层的宽度以及夹胶材料的导热性能等因素。
这个范围的导热系数可以有效地减少外界热量对室内的传递,保持室内温度的稳定性,降低空调和供暖的能耗。
三层中空夹胶玻璃的导热系数之所以较低,主要是由于中空层的存在。
中空层一般由气体或稀有气体组成,其热导率较低,从而减少了热量的传递。
此外,夹胶材料在玻璃板之间形成了一个密封的空间,阻止了空气和湿气的进入,进一步减少了热量的传导。
这些因素共同作用,使得三层中空夹胶玻璃具有较好的保温性能。
三层中空夹胶玻璃的导热系数对建筑节能有着重要的影响。
建筑物的外墙通常是由大面积的玻璃幕墙构成,而玻璃的导热系数直接影响着室内外热量的交换。
如果使用传统的单层玻璃幕墙,由于其导热系数较高,容易导致室内热量的损失,增加了供暖和空调的能耗。
而采用三层中空夹胶玻璃,其导热系数较低,可以有效地减少热量的传递,降低了建筑物的能耗。
三层中空夹胶玻璃还具有良好的隔音性能。
中空层的存在可以有效地隔离外界的噪音,提供一个安静的室内环境。
在城市中,噪音污染是一个普遍存在的问题,而使用三层中空夹胶玻璃可以有效地减少噪音对室内的干扰,提高居住和工作的质量。
三层中空夹胶玻璃具有较低的导热系数,可以提高建筑物的保温性能,降低能耗。
其在建筑节能和隔音方面的优势使得其在现代建筑中得到了广泛应用。
中空玻璃节能性能影响因素分析
摘要:本文通过对各种类型中空玻璃的传热系数的研究,分析了原片组合、间隔类型、使用环境等各方面的相关因素对中空玻璃节能指标的影响趋势及程度。
在此基础上,探讨了建筑和生产设计中,应正确选用的、能达到最佳节能效果的中空玻璃组合方式及使用条件。
[关键词] 中空玻璃传热系数建筑节能
一、建筑节能对玻璃性能的要求
在影响建筑能耗的门窗、墙体、屋面、地面四大围护部件中,门窗的绝热性能最差,是影响室内热环境质量和建筑节能的主要因素之一。
据统计,在采暖或空调的条件下,冬季单玻窗所损失的热量约占供热负荷的30%~50%,夏季因太阳辐射热透过单玻窗射入室内而消耗的冷量约占空调负荷的20%~30%。
因此,增强门窗的保温隔热性能,是改善室内热环境质量和提高建筑节能水平的重要环节。
二、中空玻璃节能特性的基本指标
在建筑用中空玻璃诸多的性能指标中,能够用来判别其节能特性的主要有传热系数K和太阳得热系数SHGC。
中空玻璃的传热系数K是指在稳定传热条件下,玻璃两侧空气温度差为1℃时,单位时间内通过1平方米中空玻璃的传热量,以W/m2K 表示。
K值越低,说明中空玻璃的保温隔热性能越好,在使用时的节能效果越显著。
太阳得热系数SHGC是指在太阳辐射相同的条件下,太阳辐射能量透过窗玻璃进入室内的量与通过相同尺寸但无玻璃的开口进入室内的太阳热量的比率。
玻璃的SHGC值增大时,意味着可以有更多的太阳直射热量进入室内,减小时则将更多的太阳直射热量阻挡在室外。
SHGC值对节能效果的影响是与建筑物所处的不同气候条件相联系的,通常温带地区的使用的建筑中空玻璃的节能指标主要考虑传热系数K,在这里我们主要探讨K值对中空玻璃节能的影响。
三、节能指标的影响因素分析
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1mK/W)和玻璃厚度的乘积有着直接的联系。
当增加玻璃厚度时,必然会增大该片玻璃对热量传递的阻挡能力,从而降低整个中空玻璃系统的传热系数。
对具有12 mm空气间隔层的普通中空玻璃进行计算,当两片玻璃都为3mm白玻时,K=2.745W/m2K,都为10mm白玻时,K=2.64 W/m2K,降低了3.8%左右,且K
值的变化与玻璃厚度的变化基本为直线关系。
从计算结果也可以看出,增加玻璃厚度对降低中空玻璃K值的作用不是很大,8+12+8的组合方式比常用的6+12+6组合K值仅降低0.03 W/m2K,对建筑能耗的影响甚微。
由吸热玻璃或镀膜玻璃组成的中空系统,其变化情况与白玻相近,所以在下面的其它因素分析中将以常用的6mm玻璃为主。
2、玻璃的类型:
组成中空的玻璃类型有白玻、吸热玻璃、阳光控制镀膜、Low-E玻璃等,玻璃被热弯、钢化后的光学热工特性会有微小的改变,但不会对中空系统产生明显的变化,所以此处仅分析未进行深加工的玻璃原片。
不同类型的玻璃,在单片使用时的节能特性就有很大的差别,当合成中空时,各种形式的组合也会呈现出不同的变化特性。
但在相同厚度的情况下,组成中空玻璃时传热系数K值是相同的。
Low-E玻璃是一种对波长范围4.5~25微米的远红外线有很高反射比的镀膜玻璃。
在我们周围的环境中,由于温度差引起的热量传递主要集中在远红外波段上,白玻、吸热玻璃、阳光控制镀膜玻璃对远红外热辐射的反射率很小,吸收率很高,吸收的热量将会使玻璃自身的温度提高,这样就导致热量再次向温度低的一侧传递。
与之相反,Low-E玻璃可以将温度高的一侧传递过来的80%以上的远红外热辐射反射回去,从而避免了由于自身温度提高产生的二次热传递,所以Low-E玻璃具有很低的传热系数。
各种类型玻璃节能特性对比见表1.
表1
3、间隔气体的类型
中空玻璃的导热系数比单片玻璃低1半左右,这主要是气体间隔层的作用。
中空玻璃内部充填的气体除空气以外,还有氩气、氪气等惰性气体。
由于气体的导热系数很低(空气0.024W/mK;氩气0.016W/mK),因此极大地提高了中空玻璃的热阻性能。
6+12+6的白玻中空组合,当充填空气时K值约为2.7 W/m2K,充填90%氩气时K值约为2.55 W/m2K,充填100%氩气时约为2.53 W/m2K,充填100%氪气时K值约为2.47 W/m2K。
两种惰性气体相比,氩气在空气中的含量丰富,提取比较容易,使用成本低,所以应用较为广泛。
4、气体间隔层的厚度:
常用的中空玻璃间隔层厚度为6mm、9mm、12mm等。
气体间隔层的厚薄与传热阻的大小有着直接的联系。
在玻璃材质、密封构造相同的情况下,气体间隔层越大,传热阻越大。
但气体层的厚度达到一定程度后,传热阻的增长率就
很小了。
因为当气体层厚度增达到一定程度后,气体在玻璃之间温差的作用下就会产生一定的对流过程,从而减低了气体层增厚的作用。
如图2所示,气体层从1mm增加到9mm时,白玻中空充填空气时K值下降37%,Low-E中空玻璃充填空气时K值下降53%,充填氩气时下降59%。
从9mm增加到13mm时,下降速度都开始变缓。
13mm以后,K值反而有轻微的回升。
所以,对于6mm厚度玻璃中空组合,超过13mm的气体间隔层厚度再增大不会产生明显的节能效果。
从图2中我们也可以看出,气体间隔层增加时,Low-E中空玻璃K值的下降速度比普通中空玻璃要快。
这种特性使得在组成三玻中空玻璃时,如果必须采用两个气体层不一样厚度的特殊组合时,Low-E部位的间隔层厚度应不小于白玻部位的间隔层厚度。
例如,6mm玻璃中空组合时,白玻+6mm+白玻+12mm+Low-E的K值为1.48 W/m2K;白玻+9mm+白玻+9mm+Low-E的K值为1.54W/m2K;白玻+12mm+白玻+6mm+Low-E的K值为1.70W/m2K。
5、间隔条的类型:
中空玻璃边部密封材料的性能对中空玻璃的K值有一定影响。
通常情况下,大多数间隔使用铝条法,虽然重量轻,加工简单,但其导热系数大,导致中空玻璃的边部热阻降低。
在室外气温特别寒冷时,室内的玻璃边部会产生结霜现象。
以胶条为代表的暖边密封系统具有更优异的隔热性能,大大降低了中空玻璃边部的传热系数,有效地较少了边部结霜现象,同时可以将白玻中空的中央K 值降低5%以上,Low-E中空的中央K值降低9%以上。
各种边部密封材料的导热系数见表2.
表2
6、中空玻璃的安装角度:
一般情况下,中空玻璃都是垂直放置使用,但目前中空玻璃的应用范围越来越广泛,如果应用于温室或斜坡屋顶时,其角度将会发生改变。
当角度变化时,内部气体的对流状态也会随之而改变,这必将影响气体对热量的传递效果,最终导致中空玻璃的传热系数发生变化。
以常用的6+12+6白玻空气填充组合形式为例,图3显示了不同角度的中空玻璃K值变化情况(注:受不同角度范围采用不同的计算公式影响,图中数据仅供分析参考),常用的垂直放置(90°)状态K值为2.70W/m2K,水平放置(0°)时K值为3.26 W/m2K,增加了21%。
所以,当中空玻璃被水平放置使用时,必须考虑K值变大对建筑节能效果的影响。
但应注意图3中的K值变化趋势是指在室内温度大于室外温度的环境条件下,相反条件时变化并不明显。
四、结束语
中空玻璃的广泛应用大大促进了建筑节能的发展步伐,同时建筑节能标准要求的逐步提高也必将促使中空玻璃不断实现更加优良的节能特性。
通过以上对中空玻璃的原片组合、间隔类型、使用环境的详细数据分析可以得出,影响中空玻璃节能特性的重要因素是玻璃原片的类型和间隔层的厚度及种类。
其中,Low-E玻璃以其优异的光学热工特性使中空玻璃的节能效果得到了很大提高。
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。