全面解析节能玻璃在被动房关键节点的作用

      被动房对建筑材料性能的要求较高,传统的单片玻璃、普通双层中空玻璃,由于其传热系数偏高、隔热保温效果不佳,一直是能源散失和能源消耗的重点部位;另外,片面增加玻璃制品厚度或间距等,既影响其通透美观,又增加了材料消耗和建筑物承重。因此,玻璃成为被动房设计的关键节点之一。以Low-E中空玻璃、真空玻璃为代表的节能玻璃的出现,已成为解决这一问题的理想方案。
      1、被动房对配套门窗玻璃的基本要求
      在德国,被动房建筑认证必须满足2条标准:1) 建筑每年的采暖能耗不超过15kwh/m2;2) 建筑每年总能耗(采暖、空调、生活热水、照明、家电等)不超过120kwh/m2。目前的被动房项目中,设计和建造被动房建筑时主要致力于解决冬季的采暖问题,其设计理念的核心思想在于最大限度地减少建筑的热量损失,而采用高效节能玻璃就是其加强建筑围护体系的保温性能的主要技术措施。根据欧盟在被动房设计建造中的经验,作为建筑围护体系的主要组成部分,整窗传热系数需要低于0.8W/(m2.K),其中占门窗面积70%以上的玻璃,在满足自然采光、降低照明能耗的同时,玻璃的传热系数需要低于0.6W/(m2.K),还要将造成室内冷负荷的红外线隔绝在室外,以此保证有效降低窗体的传热量,进而提高整个建筑物的保温、隔热性能。
      2、国内满足被动房配套节能玻璃简介
      2.1 Low-E 中空玻璃
      2.1.1节能原理
      从物理学角度看,能耗损失的途径主要有三类:辐射热、空气对流热损失和热传导。中空玻璃腹腔内的空气层是等压密封的,不产生对流传热。热量在中空层间的传递是通过平行玻璃板间的长波热辐射和以空气为介质的热传导两种方式进行,其中辐射传热占据重要位置。低辐射(Low-E)玻璃是由普通玻璃表面镀低辐射(Low-E)膜制成,对远红外辐射具有高反射率,同时保持良好透光性能的玻璃。降低玻璃的表面辐射率,使用Low-E玻璃,可以减少辐射传热量,增加传热热阻,降低中空玻璃的传热系数,比普通双层中空玻璃隔热性能提高50%,起到良好的节能功效。
      2.1.2技术特点和作用
      冬季保温方面,太阳发出的近红外热辐射和可见光可以大量地透过膜层进入室内;同时,室内的物体、墙体、空调,暖气和人体发出长波热能被Low-E膜层反射回室内,能有效隔绝室内热量通过玻璃向寒冷的室外散失,较好的保持室内温度,降低采暖能耗。夏季隔热方面,Low-E膜层可以放进可见光,同时把太阳辐射、路面和建筑物释放出的长波热能阻挡在外,降低空调制冷的能耗。此外还能阻挡紫外线透射,防止室内的物品褪色。
      2.1.3行业优势
      目前我国Low-E 玻璃生产线已有100 多条,产能约3 亿m2/ 年,位居世界第一。拥有相关的知识产权,其装备、工艺、管理均已成型,价格合理,产能完全可以满足市场需求。产品标准GB/T18915.2-2002 已于2002 年实施,达到同期国际通用水平,产品检测能力覆盖全国所有发达地区,质量稳定可控,玻璃行业协会还建有Low-E玻璃性能数据库,方便用户根据不同节能指标进行筛选。
      2.1.4现有配置情况
      6L+16A 暖边充氩气+6C+16A暖边充氩气+6L,即“三玻两腔”双中空的结构,首先将一片6mm的Low-E玻璃与一片6mm的浮法玻璃组合成中空,中空层的间距为16mm,内部填充氩气后采用暖边技术密封;再将其与另一片6mm的Low-E 玻璃组合,中空层的间距仍为16mm,内部填充氩气后再次采用暖边技术密封;最后为增强产品的气密性、水密性和抗风压能力,在玻璃与窗框间还敷设可靠的密封胶条,增加了保温夹层。玻璃达标性能:传热系数U 值≤0.6(W/m2K);Sc值≤0.4;隔音量≥38dB。
      2.2 真空玻璃
      2.2.1节能原理采用保温瓶原理。
      由于真空腔体内的真空度达到10 -2Pa以上,空气介质可以忽略不计,基本上隔绝了空气对流热损失和热传导。玻璃原片同样使用了低辐射(Low-E)玻璃,又减少了辐射传热量,保温隔热性能得到全面提升,其传热系数比采用同等玻璃原片的Low-E中空玻璃降低了50%以上,节能隔音效果更加突出。
      2.2.2技术特点和作用
      除拥有Low - E 中空玻璃所具有的技术特点和作用外,真空玻璃由于在边部采用玻璃粉熔封,因此气密性和水密性更好,使用寿命更长。由于不存在对流传热,从热端玻璃到冷端玻璃的对流传热路程没有影响,因此用于房顶、采光顶等倾斜的地方时传热系数也不会改变。
      2.2.3行业优势
      目前世界上只有三家企业完全实现了真空玻璃的工业化生产,其中两家在中国,产能约50万m2/年,在安全真空玻璃研发、生产方面具有国际领先地位。拥有从装备、工艺、产品等全方位的自主知识产权,价格也日趋合理,产品标准JC/T1079-2008也是世界上唯一的一部行业标准,玻璃行业协会为引领行业高端发展,也适时筹建了真空玻璃专业委员会。
      2.2.4现有配置情况
      5L+16A暖边充氩气+5L+0.15V+5C,即“真空复合中空”的结构,首先将一片5mm的Low-E 玻璃与一片5mm的浮法玻璃组合成真空,真空层的间距为0.15mm,四边经玻璃粉熔封并抽制真空后;再将其与另一片5mm的Low-E 玻璃复合成中空,中空层的间距为16mm,内部填充氩气后采用暖边技术密封;最后同样为增强产品的气密性、水密性和抗风压能力,在玻璃与窗框间敷设可靠的密封胶条,增加了保温夹层。玻璃达标性能:传热系数U 值≤ 0.6(W/m2K);Sc 值≤ 0.4;隔音量≥ 38dB。
      在国内首个中德合作被动式低能耗建筑——秦皇岛“在水一方“被动式住宅工程一期的四座楼上,除一座全部采用德国原装进口的双中空Low-E玻璃外,一座采用国产的双中空Low-E玻璃,两座采用青岛亨达玻璃科技有限公司生产的真空复合中空Low-E玻璃,全部达到验收标准。
      3、玻璃行业协会在推动被动
      房材料配套及节能玻璃发展上的特殊作用通过行业倡导、资源整合,促进中国企业生产更多满足被动房要求的玻璃。按照国内现行建筑节能65% 的要求,寒冷地区采用传热系数达到2.3的Low-E 中空玻璃即可,而我们却完全有能力将Low-E中空玻璃的传热系数降到0.6,达到相当于建筑节能90%的被动房要求。中国每年新建房屋占全球新建房屋的1/3,对国际建材供应商的聚集作用显著。因此,我们将引导大量的会员企业,进一步优化产品结构,生产最具性价比、费效比的节能玻璃,不仅满足国内建筑节能及被动房的需求,还将提高中国厂商的国际竞争力。
      此外,我们将进一步凝聚行业力量,在推广被动房成熟的技术材料在中国生产的同时,结合国内不同气候带的特点,通过技术革新或研发更先进的替代技术,使被动房更加适合中国的水土,最终实现中国玻璃行业整体水平的提升,为全社会建筑达到被动房乃至更高节能标准提供可靠保障。

    中华玻璃网www.glass.cn)新闻编辑部

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