建筑外窗指向節(jié)能技術(shù)運(yùn)用
建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)主要包括外墻節(jié)能技術(shù)、窗戶節(jié)能技術(shù)、屋頂節(jié)能技術(shù)及遮陽節(jié)能技術(shù)4個(gè)部分?,F(xiàn)代民用建筑大都采用大面積玻璃門窗,而門窗又是房屋保溫隔熱最薄弱的環(huán)節(jié),采暖和制冷的能量大量是從門窗流失的。就我國目前典型的圍護(hù)部件而言,門窗的能耗約占建筑圍護(hù)部件總能耗的40%~50%。近年來,隨著技術(shù)的發(fā)展和材料的更新,門窗節(jié)能技術(shù)已取得了很大的進(jìn)步,外窗的保溫、隔熱性能得到顯著改善,降低了建筑物的能耗。本文主要從國內(nèi)當(dāng)前窗戶節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用情況著手,對(duì)窗戶節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能效率、適用性等指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)析。
1建筑窗戶節(jié)能技術(shù)分類
當(dāng)前,我國建筑節(jié)能中的窗戶節(jié)能技術(shù)主要包括復(fù)合材料節(jié)能窗、中空玻璃窗、玻璃節(jié)能貼膜和透明隔熱涂料。其中,復(fù)合材料節(jié)能窗包括熱反射玻璃及吸熱玻璃等;中空玻璃窗包括中空(真空)玻璃窗、多層中空玻璃窗、Low-E中空玻璃窗等;玻璃節(jié)能貼膜有熱反射膜和低輻射膜的做法。
2建筑窗戶節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
2.1熱反射玻璃
熱反射玻璃是在普通平板玻璃、浮法玻璃、吸熱玻璃等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型建筑玻璃,此技術(shù)不僅在建筑和裝潢等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛,也是各種交通工具和電器設(shè)備的優(yōu)質(zhì)材料。采用噴涂、濺射、真空沉積、氣相沉積等方法,在平板玻璃表面形成氧化物涂層。這種涂層能將陽光輻射熱的30%~60%反射掉。其優(yōu)點(diǎn)是反射率高、遮蔽系數(shù)小、價(jià)格便宜;缺點(diǎn)是可見光透過率低,室內(nèi)采光受到一定影響,用于玻璃幕墻,有可能帶來光污染。熱反射玻璃的節(jié)能效率較低,該節(jié)能技術(shù)可減少原有建筑的空調(diào)能耗,但會(huì)增加由于室內(nèi)自然采光減弱的照明能耗。熱反射玻璃(紅外反射)的一次性投入成本小,且在全生命周期內(nèi)無運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,施工工藝較簡單,施工速度較快,對(duì)既有建筑的改造施工影響小。
2.2中空(真空)玻璃窗
中空玻璃內(nèi)部的氣體是干燥的,使中空玻璃具有隔聲、隔熱、防結(jié)露、降低冷輻射及增強(qiáng)玻璃的安全性等功能。真空玻璃是將2層玻璃之間抽成“真空”狀態(tài),基本上真空玻璃的隔熱性能比中空玻璃好1倍。其優(yōu)點(diǎn)是傳熱系數(shù)小,保溫節(jié)能效果較好,具備較佳的防結(jié)露效果、隔聲效果、隔熱效果和降低冷輻射,還可增強(qiáng)玻璃的安全性。缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程比較復(fù)雜,特別對(duì)真空度要求高,倘若玻璃間真空度不高,或未密封好都會(huì)影響其節(jié)能效果;水或者蒸汽滲入玻璃的中空層會(huì)影響建筑的采光,且損毀后不易更換。真空玻璃的密封好壞至關(guān)重要,它決定了真空玻璃的使用壽命。中空(真空)玻璃門窗的節(jié)能效率較好,對(duì)建筑外窗的保溫、隔聲、隔熱、防結(jié)露等性能有改善和提高,該技術(shù)的一次性投入成本較大,但在全生命周期運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用較低。
2.3多層中空玻璃門窗
多層中空玻璃門窗比雙層中空玻璃具有更好的節(jié)能效果。復(fù)合中空玻璃的節(jié)能效果除受玻璃類型、厚度、中空層氣體的影響外,還與玻璃擺放位置有關(guān),如6mmLow-E+12mm中空+6mm白玻的中空玻璃組合,低輻射膜面放置在室外層玻璃的內(nèi)側(cè)則遮蔽系數(shù)比較低,比較適合用于夏季的隔熱;低輻射膜放置在室內(nèi)層玻璃的外側(cè)則遮蔽系數(shù)略高些,有利于冬季的采暖。多層中空玻璃門窗的缺點(diǎn)和雙層中空玻璃類似,制作工藝復(fù)雜、成本更高,一次性投入成本大,內(nèi)置百葉的中空玻璃造價(jià)約650元/m2。多層中空玻璃門窗由于施工工藝復(fù)雜,施工速度較慢。
2.4Low-E玻璃窗
Low-E玻璃之所以節(jié)能,是因?yàn)樗腥缦碌奶匦裕阂皇羌t外線反射率高,可以直接反射遠(yuǎn)紅外輻射;二是表面輻射率低(E≤0.15),吸收外來能量的能力小,從而再輻射出的熱能少;三是遮陽系數(shù)范圍廣,可根據(jù)需要控制太陽能的透過量,適應(yīng)不同地區(qū)的需要。Low-E玻璃根據(jù)生產(chǎn)工藝不同分為在線Low-E玻璃和離線Low-E玻璃。在線Low-E玻璃采用高溫?zé)峤獬练e技術(shù),在浮法玻璃生產(chǎn)過程中,當(dāng)玻璃處于近700℃的高溫時(shí),在表面鍍上半導(dǎo)體金屬氧化物膜,膜層與玻璃通過化學(xué)鍵結(jié)合,成為玻璃表面的一部分;離線Low-E玻璃采用真空磁控濺射工藝,在玻璃表面鍍上具有低輻射作用的金屬銀功能膜。兩側(cè)加上多層介質(zhì)膜作為保護(hù)和過渡膜層,膜層與玻璃通過物理鍵結(jié)合。Low-E玻璃又分為高透性Low-E玻璃、遮陽型Low-E玻璃和雙銀Low-E玻璃。其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)遠(yuǎn)紅外光具有高反射率的同時(shí)又保持良好的透光性,并能減少室內(nèi)的熱量散發(fā),降低外界條件對(duì)室內(nèi)溫度的影響。缺點(diǎn)是成本較高。Low-E玻璃門窗的節(jié)能效率高,使用該節(jié)能技術(shù),使得原有建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫、隔熱、遮陽性能得到明顯改善或提高。該技術(shù)的一次性投入成本較大,但在全生命周期內(nèi)的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用較低。
2.5單層自遮陽節(jié)能玻璃的應(yīng)用
單層自遮陽玻璃是將具有遮陽效果的圖案印刷在玻璃表面,它的優(yōu)點(diǎn)是遮陽系數(shù)高,缺點(diǎn)是傳熱系數(shù)大、透光率低,具有視覺阻擋;且印刷前需清除玻璃表面的水分、油跡和污物;夏季材料容易產(chǎn)生變色,存放需謹(jǐn)慎;印刷施工時(shí)為防止鉛中毒,須有良好的通風(fēng)條件。自遮陽玻璃的節(jié)能效率一般,使用該技術(shù)可以使建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的遮陽性能得到改善,但冬季透光率低,有視線遮擋。該技術(shù)的一次性投入成本較大,2mm的絲網(wǎng)印刷玻璃造價(jià)約70元/m2。
2.6單層鋼化節(jié)能玻璃
單層鋼化玻璃的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、較好的熱穩(wěn)定性和安全性能。缺點(diǎn)是傳熱系數(shù)高,節(jié)能效率較差。使用該技術(shù),建筑節(jié)能效果不顯著。單層鋼化玻璃的造價(jià)便宜,一次性投入成本不大,且技術(shù)在全生命周期內(nèi)無運(yùn)行費(fèi)用,維護(hù)費(fèi)用也很低。
3建筑窗戶節(jié)能技術(shù)的適用性
通過對(duì)窗戶節(jié)能技術(shù)應(yīng)用情況的了解,本文對(duì)窗戶節(jié)能技術(shù)的適用性進(jìn)行進(jìn)一步的探討。熱反射玻璃的適用范圍較狹窄,主要適用于我國夏季較炎熱地區(qū),如夏熱冬暖地區(qū),此技術(shù)可用于以遮陽為主,不考慮保溫的建筑。中空(真空)玻璃門窗可廣泛用于我國寒冷地區(qū)和夏熱冬冷地區(qū)的冬季保溫,適用于各種類型的建筑單體,并且已在北方地區(qū)得到了普遍的使用。多層中空玻璃門窗由于造價(jià)高、施工工藝復(fù)雜,適用性受到一定的限制,雖適用于寒冷地區(qū),但未得到普遍使用。Low-E玻璃廣泛適用于我國各種氣候地區(qū),遮陽型Low-E玻璃用于南方地區(qū)和北方不太寒冷的地區(qū),且可適用于對(duì)裝飾要求高或需遮陽效果的所有建筑物;高透性Low-E玻璃適用于以采暖為主的北方地區(qū),且對(duì)各種地域的高通透性外觀設(shè)計(jì)的建筑極為適用,此項(xiàng)技術(shù)節(jié)能效率好,可以節(jié)省多方面的能耗,但由于目前市場上的價(jià)格較高,還未得到普遍使用。單層自遮陽玻璃的適用范圍較狹窄,對(duì)遮陽性能要求高的建筑,通常做輔助使用,不適于冬季采暖地區(qū)建筑大面積的使用,不宜用于有保溫需求的建筑。鋼化玻璃適用于對(duì)玻璃有強(qiáng)度要求和安全需要的部位,有些案例用其做雙層幕墻的內(nèi)層幕墻,由于其傳熱系數(shù)較大,不宜用于有保溫需求的建筑。
外窗是建筑節(jié)能的關(guān)鍵部位,但各項(xiàng)外窗節(jié)能技術(shù)都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)工作中,應(yīng)根據(jù)建筑的使用類型、使用情況、氣候條件等具體因素進(jìn)行合理選擇,從而提高建筑的節(jié)能效率,平衡節(jié)能設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性,實(shí)現(xiàn)真正意義上的建筑節(jié)能。
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