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真空玻璃在綠色建筑中的應(yīng)用

2015-03-20 來源:建筑玻璃與工業(yè)玻璃

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中玻網(wǎng)】現(xiàn)代建筑,無論居住還是辦公,人們追求形式多樣化、時(shí)尚化,要求寬敞、明亮、通透、舒適。建筑形式也越來越多地選用大面積采光玻璃窗和玻璃幕墻。但由于環(huán)境及氣候的影響,室內(nèi)環(huán)境要做到舒適,通常需要消耗更多的能量。如何解決建筑需求與建筑節(jié)能的矛盾?關(guān)鍵是技術(shù)。只有開發(fā)應(yīng)用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能材料,才能提升建筑品質(zhì),降低建筑能耗,實(shí)現(xiàn)綠色建筑目標(biāo)。
  
  1建筑節(jié)能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分析
  
  圍護(hù)結(jié)構(gòu)是建筑節(jié)能的關(guān)鍵部位。由于建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱保溫性能差,導(dǎo)致冬季采暖、夏季空調(diào)制冷能耗高。大面積使用玻璃幕墻的公共建筑能耗更高。因此,國家和地方關(guān)于建筑節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn)中都硬性規(guī)定了各個(gè)朝向的窗墻面積比,這實(shí)在是為了限制建筑能耗而采取的不得已辦法。玻璃對(duì)現(xiàn)代建筑的作用十分重要,不可或缺?,F(xiàn)代建筑對(duì)節(jié)能玻璃的需求日趨緊迫。

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  表1是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ75夏熱冬暖地區(qū)、JGJ134夏熱冬冷地區(qū)和JGJ26寒冷和嚴(yán)寒地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要部位熱工性能的規(guī)定。從表中數(shù)據(jù)不難看出,外窗的熱工性能比外墻和屋頂差了3~4倍,這使得占比建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)總面積不大的外窗,能耗占比很高。造成這種現(xiàn)象的原因,一方面是節(jié)能觀念問題,常用的窗框型材隔熱保溫性能不佳,而在窗戶面積中占多數(shù)的玻璃的節(jié)能作用往往被人們忽略。許多高等住宅甚至高等別墅,玻璃也僅選用熱工性能較差的雙白中空玻璃,使得玻璃窗與墻體的隔熱保溫性能相差甚遠(yuǎn);另一方面,占外窗主要面積的玻璃材料熱工性能較差,無法達(dá)到墻體材料的熱工水平,使得外窗成為建筑節(jié)能的一大短板。
  
  降低玻璃外窗(或玻璃幕墻)能耗的關(guān)鍵在于提高玻璃的熱工性能。因此,需要開發(fā)一種具有優(yōu)異隔熱保溫性能的節(jié)能玻璃,使其構(gòu)成的玻璃窗系統(tǒng)和玻璃幕墻系統(tǒng)具有與墻體相媲美的熱工性能,做到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)各部分能耗均衡,清理短板。
  
  2真空玻璃性能參數(shù)
  
  真空玻璃是一種新型節(jié)能玻璃。它基于保溫瓶原理,將兩片玻璃四周密封,之間形成0.1~0.2mm的薄真空層。由于沒有氣體傳熱,內(nèi)表面又有起保溫瓶銀膜作用的透明低輻射膜,使真空玻璃的保溫隔熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于目前已廣泛使用的中空玻璃。真空玻璃的傳熱系數(shù)K值可以低至0.6W/(m2•K)以下,與保溫墻體的熱工性能相近。隔熱保溫的同時(shí),還具有隔聲降噪、防結(jié)露、提高舒適度等特性。

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  真空玻璃中空玻璃的區(qū)別如表2所示。真空玻璃可以選擇由不同厚度、不同品種或不同功能的玻璃構(gòu)成。真空玻璃也因此具有不同的傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù),以滿足不同氣候地區(qū)的熱工要求。真空玻璃的主要性能參數(shù)見表3。
  
  構(gòu)成真空玻璃的兩片玻璃在大氣壓的作用下,緊密結(jié)合成一個(gè)整體,不可以切割,但可以通過夾膠或合中空等工藝手段與其他玻璃組合,形成復(fù)合型真空玻璃,以滿足窗和幕墻等不同工程的需求。
  
  3真空玻璃提升節(jié)能指標(biāo)
  
  2006年我國開始實(shí)施《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》,真空玻璃技術(shù)和產(chǎn)品也正是由此而得以快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。真空玻璃的應(yīng)用,可以使建筑在《綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定主題策劃ThemePlanning的以下幾個(gè)性能指標(biāo)得到顯著提升,使建筑物的品質(zhì)得以改善。
  
  3.1節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)
  
 ?。?)真空玻璃的保溫隔熱性能與墻體接近,與普通中空玻璃窗或Low-E中空玻璃窗相比,真空玻璃窗的保溫性能占有明顯優(yōu)勢。經(jīng)國家建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心實(shí)際檢驗(yàn),真空玻璃窗在北京等寒冷地區(qū)使用,冬季節(jié)能可達(dá)50%以上。因此,無論是玻璃窗還是玻璃幕墻,透光圍護(hù)結(jié)構(gòu)不再是建筑節(jié)能的短板,整體建筑的能耗可以顯著降低,達(dá)到綠色建筑規(guī)定的指標(biāo)。
  
  (2)由于建筑功能的需要,當(dāng)窗墻面積比超出規(guī)范要求而需要權(quán)衡判斷計(jì)算時(shí),真空玻璃窗的熱工指標(biāo)可以滿足權(quán)衡判斷的要求。
  
 ?。?)出于建筑外觀設(shè)計(jì)的需求,當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的某一部分不能達(dá)到規(guī)范要求而需要權(quán)衡判斷計(jì)算時(shí),真空玻璃幕墻的熱工指標(biāo)可以滿足權(quán)衡判斷的要求。
  
  3.2室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量
  
  (1)噪聲:真空玻璃的計(jì)權(quán)隔聲量在36dB以上,復(fù)合真空玻璃更可達(dá)40dB以上。使用真空玻璃窗或幕墻,可以有效隔絕室外噪聲,改善室內(nèi)聲環(huán)境。
  
 ?。?)防結(jié)露:真空玻璃的超強(qiáng)保溫隔熱性能,可以完全隔絕室內(nèi)外環(huán)境溫度,抗結(jié)露因子>75。即使在室外零下20℃的寒冷冬季,玻璃室內(nèi)表面的溫度與室內(nèi)空氣的溫差,也不會(huì)超過5℃,遠(yuǎn)高于結(jié)露溫度。
  
 ?。?)舒適度:真空玻璃超強(qiáng)的隔熱保溫性能易于維持室內(nèi)的恒溫和恒濕。玻璃室內(nèi)表面溫度與室溫相差小于3~5℃,杜絕了嚴(yán)重的冷熱輻射現(xiàn)象,減小了窗前溫度梯度,顯著提高了室內(nèi)環(huán)境舒適度。
  
  真空玻璃傳熱系數(shù)和遮陽系數(shù)可根據(jù)需求設(shè)計(jì)和選取。不同氣候地區(qū)的建筑,可根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕ㄖ?jié)能要求選用不同熱工性能的真空玻璃。北方寒冷地區(qū)注重保溫,盡量減少室內(nèi)熱量的散失;南方夏熱冬冷地區(qū)不僅要注重冬季保溫,更要注重夏季隔熱,減少夏季太陽輻射熱的進(jìn)入。同一建筑不同朝向的采光面,選用真空玻璃的熱工性能也要有所差別。只有注重了細(xì)節(jié),才能保證較佳的節(jié)能效果。

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