一、引言 自七十年代發生石油危機以來,建筑節能產品的應用成為國際建筑行業的主流,許多發達國家從產品技術開發、技術指導、應用推廣到立法等多方面引導、鼓勵和規范建筑、建材市場,節能型建材產品的應用有了廣闊的空間。在美國,中空玻璃門窗的使用量占所有玻璃窗用量的82%,而德國政府自七十年代后期即立法,明確規定不使用中空玻璃的新建樓房不批準建設。我國自八十年代開始重視建筑節能工作,并相繼出臺了《建筑法》《能源法》《建筑節能九五計劃和2010年規劃》《民用建筑節能設計標準管理規定》等相關法律法規,1996年7月,經修改后的《民用建筑節能設計標準(采暖居住部分)》(JCJ26-95)中明確規定,新設計的建筑節能標準要在1980-1981年的基礎上節能50%。同時各省市相繼頒布了相應的標準實施細則和相關的標準。如北京市頒布了《關于我市道路兩側新建筑采用隔聲窗的通知》《提高建筑門窗使用功能的若干技術要求》等多項法規,明確規定了各類住宅的隔聲標準,又如1999年重慶市出臺了建筑節能設計標準,要 求外窗的傳熱系數K≤3.0wm2k,節能產品的使用進入了一個新的時期。
對于整幢建筑來說,門窗的面積占建筑面積的比例超過20%,玻璃在其約占70%以上,而從節能角度來講,整個建筑的能量損失中,約50%是在門窗上的能量損失。據有關部門預計,我國在2000年社會總能耗約20億噸標準煤,其中建筑能耗在社會總能耗中,約占35%-40%,達7-8億噸標準煤,而建筑門窗、外墻的能耗約占建筑總能耗的50%,達3.5-4億噸標準煤,建筑門窗、外墻的能耗占社會總能耗的17%-20%,比例是相當大的。根據發達國家的經驗,經濟越發達,生活水平越高,民用能源消費越多。隨著我國經濟的發展,目前的這一比例仍會擴大。因而,降低建筑門窗、外墻的能耗,提高建筑門窗、外墻的隔熱性、氣密性是我們面臨的緊迫問題,這就為中空玻璃產品的開發和推廣應用提供了政策基礎。
二、中空玻璃的性能 在最近修改的中空玻璃標準中,中空玻璃的定義為:兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘接密封,使玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品。因中空玻璃內部的氣體是干燥的,使中空玻璃具有隔音、隔熱、防結露、降低冷輻射及增強玻璃的安全性等功能。
1、中空玻璃的隔熱、隔音原理
眾所周知,能量的傳遞有三種方式:即輻射傳遞、對流傳遞和傳導傳遞。
輻射傳遞是能量通過射線以輻射的形式進行的傳遞,這種射線包括可見光、紅外線和紫外線等的輻射,就象太陽光線的傳遞一樣。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃間隔層厚度,可以最大限度的降低能量通過輻射形式的傳遞,從而降低能量的損失。
對流傳遞是由于在玻璃的兩側具有溫度差,造成空氣在 冷的一面下降而在熱的一面上升,產生空氣的對流,而造成能量的流失。造成這種現象的原因有幾個:一是玻璃與周邊的框架系統的密封不良,造成窗框內外的氣體能夠直接進行交換產生對流,導致能量的損失;二是中空玻璃的內部空間結構設計的不合理,導致中空玻璃內部的氣體因溫度差的作用產生對流,帶動能量進行交換,從而產生能量的流失;三是構成整個系統的窗的內外溫度差較大,致使中空玻璃內外的溫度差也較大,空氣借助冷輻射和熱傳導的作用,首先在中空玻璃的兩側產生對流,然后通過中空玻璃整體傳遞過去,形成能量的流失。合理的中空玻璃設計,可以降低氣體的對流,從而降低能量的對流損失。
傳導傳遞是通過物體分子的運動,帶動能量進行運動,而達到傳遞的目的,就象用鐵鍋作飯和用電烙鐵焊東西一樣,而中空玻璃對能量的傳導傳遞是通過玻璃和其內部的空氣來完成的。我們知道,玻璃的導熱系數是0.77W/m2k。而空氣的導熱系數是0.028W/m2k,由此可見,玻璃的熱傳導率是空氣的27倍,而空氣中的水分子等活性分子的存在,是影響中空玻璃能量的傳導傳遞和對流傳遞性能的主要因素,因而提高中空玻璃的密封性能,是提高中空玻璃隔熱性能的重要因素。
2、中空玻璃的防結露、降低冷輻射和安全性能 由于中空玻璃內部存在著可以吸附水分子的干燥劑,氣體是干燥的,在溫度降低時,中空玻璃的內部也不會產生凝露的現象,同時,在中空玻璃的外表面結露點也會升高。如當室外風速為5ms,室內溫度20℃,相對濕度為60%時,5mm玻璃在室外溫度為8℃時開始結露,而16mm(5+6+5)中空玻璃在同樣條件下,室外溫度為-2℃時才上結露,27mm(5+6+5+6+5)三層中空玻璃在室外溫度為-11℃時才開始結露。
由于中空玻璃的隔熱性能較好,玻璃兩側的溫度差較大,還可以降低冷輻射的作用;當室外溫度為-10℃
標簽: 中空玻璃