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Sc和U是玻璃自身的固有参数,其含义如下: Sc———玻璃的遮阳系数,数值范围0~1,它反映玻璃对太阳直接辐射的遮蔽效果。 U———玻璃的传热系数,它反映玻璃传导热量的能力。 由此可见,玻璃节能性的优劣由U和Sc这两个参数就完全可以判定。 三、不同玻璃的传热特性及参数 1、普通透明玻璃 透明玻璃(钠钙硅玻璃)的透射范围正好与太阳辐射光谱区域重合,因此,在透过可见光的同时,阳光中的红外线热能也大量地透过了玻璃,而3~5μm中红外波段的热能又被大量地吸收,这导致它不能有效地璧蔡舴淠堋?BR> 对暖气发出的波长5μm以上的热辐射,普通玻璃不能直接透过而是近乎完全吸收,并通过传导、辐射及与空气对流的方式将热能传递到室外。 2、热反射镀膜玻璃 热反射镀膜玻璃———在玻璃表面镀金属或金属化合物膜,使玻璃呈显丰富色彩并具有新的光、热性能。 其主要作用就是降低玻璃的遮阳系数Sc,限制太阳辐射的直接透过。热反射膜层对远红外线没有明显的反射作用,故对改善U值没有大的贡献。 在夏季光照强的地区,热反射玻璃的隔热作用十分明显,可有效衰减进入室内的太阳热辐射。但在无阳光的环境中,如夜晚或阴雨天气,其隔热作用与白玻璃无异。从节能的角度来看它不适用于寒冷地区,因为这些地区需要阳光进入室内采暖。北方寒冷地区采用这种玻璃的唯一目的就是追求装饰效果。 3、Low-E玻璃(低辐射镀膜玻璃) Low-E玻璃———在玻璃表面镀低辐射材料银及金属氧化物膜,使玻璃呈现出不同颜色。其主要作用是降低玻璃的U值,同时有选择地降低Sc,全面改善玻璃的节能特性。 高透型Low-E玻璃,遮阳系数Sc≥0.5,对透过的太阳能衰减较少。这对以采暖为主的北方地区极为适用, 冬季太阳能波段的辐射可透过这种Low-E玻璃进入室内,经室内物体吸收后变为Low-E玻璃不能透过的远红外热辐射,并与室内暖气发出的热辐射共同被限制在室内,从而节省暖气的费用。 遮阳型Low-E玻璃,遮阳系数Sc<0.5,对透过的太阳能衰减较多。这对以空调致冷的南方地区极为适用,夏季可最大限度地限制太阳能进入室内,并阻挡来自室外的远红外热辐射,从而节省空调的使用费用。 不同的Low-E玻璃品种适用于不同的气候地区,就节能性而言,其功能已经覆盖了热反射镀膜玻璃。 4、几种玻璃的综合参数 以下中空玻璃的结构相同,镀膜面位于中空玻璃的第2#面(室外玻璃的内表面) 说明:6C表示6mm透明玻璃,CTS140、CES11、CEB12分别是南玻热反射玻璃和Low-E玻璃型号。传热系数是美国ASHRAE标准条件下的数值。 分析表明:在同等透光率下,遮阳型Low-E玻璃具有更低的遮阳系数Sc,这意味着它在限制太阳热辐射的同时,并不过多阻挡可见光的透过,通俗地说,它将阳光中的热量过滤掉了。热反射镀膜玻璃获得低遮阳系数Sc的代价是,损失可见光的透过,这会极大地影响室内的自然采光。 四、结束语 以上简述了两种玻璃的主要热学性能区别。目前,在国家产业政策的指导下、国家节能法规的约束下,Low-E玻璃的应用已非常广泛,希望Low-E玻璃能走的更远,希望国家科研部门及生产厂家能开发出更高端的玻璃节能产品,在国家节能领域作出巨大贡献。
二、Low-E膜位于不的同面所造成的参数差别 对位于不同面的实际测量结果表明: 1、 两者的冬季U值相等,这说明无论位于第2#面,还是第3#面,玻璃对冬季暖气的阻挡效果一致,没有任何差别。 2、 两者的遮阳系数相差10%以上,Low-E膜位于第2#面具有更低的遮阳系数Sc,这意味着它可阻挡更多的太阳热辐射进入室内,显然这种安装方式适合于冬季与夏季天数相差不多的地区,例如中原地区,北京地区,沈阳以南地区使用。 3、 而Low-E膜位于第3#面时,同样品种的Low-E玻璃具有较高的遮阳系数Sc,这意味着更多的太阳热辐射可透过玻璃进入室内,而这对冬季室内采暖极为有利,因此这种组装方式更适合于以暖气采暖为主的地区使用。 4、 综合而论,在以取暖为主的地区,冬季希望进入室内的太阳能多些,因此膜位于第3#面合适,但如此一来夏季进入室内的太阳热能也多了,这又会损耗空调的电能。因此选择的判断依据是:在使用玻璃的地区,冬季能耗费用高的装第2#面,夏季的能耗费用高的装第3#面。
三、Low-E膜位于不同面所造成的外观效果差别 需要引起注意的是,Low-E膜位于这两个不同的面所造成的外观颜色效果截然不同,不同型号的Low-E玻璃所具有的这种颜色效果区别很大。对有反射颜色的Low-E玻璃(无色的CES11品种除外),位于第2#面的外观效果具有镀膜玻璃的质感,而位于第3#面则没有这种效果。一般而言,制造商在生产中注重控制玻璃面的颜色一致,即Low-E膜处于第2#面时的外观颜色。因此在确定Low-E膜面位置时,应根据用户的偏重选择,建议用户选择处于第2#面的Low-E中空玻璃。 对于无色的Low-E品种(例如CES11),不存在上面提到的装饰效果的差别,仅考虑节能效果即可。 欧美设计师喜欢采用的另外一种搭配是,中空玻璃的外片玻璃采用热反射玻璃,内片玻璃采用无色Low-E玻璃,这种设计习惯也是历史的原因形成的,因为早期几乎没有其它颜色的Low-E 玻璃,只能通过这种方式追求外观装饰效果。
1、 传热系数的定义 传热系数(导热系数)是衡量物体导热性能的物理量,它的定义是:在规定的标准温度条件下,单位时间内从单位面积的玻璃组件一侧空气到另一侧空气所传输的热量。按此定义透过玻璃组件传导的热量Q可用下式表示: Q=传热系数×(T内—T外) (式—2) 其中T内、T外分别是玻璃两侧的温度,或室内、室外的温度。 2、 传热系数的单位 传热系数的公制单位为:W/m2℃,其中W--瓦(热功率),m2--平方米(玻璃面积),℃--摄氏温度。 传热系数的英制单位为:BYU/hft2℉,其中BTU--英制热量单位,h--小时,ft2--平方英尺(玻璃面积),℉--华氏温度。 两种单位之间的换算关系为: 1 BYU/hft2℉ = 5.68 W/m2℃ 3、 传热系数的体系(标准测试条件) 常见的传热系数体系有三种,不同体系规定的测试条件不同,因而结果必然不同,分别列于下表: 表—3 三种传热系数的体系 执行标准 传热系数 符号 测试条件 室外温度 ℃ 室内温度 ℃ 室外气流 m/s 室内气流m/s 阳光强度 w/m2 中国GB10294标准 K -20.3 17.1 3.0 自然对流 0 欧洲EN673标准 k -10 15 自然对流 自然对流 0 美国ASHRAE标准 U冬 -17.8 21.1 6.7 自然对流 0 U夏 31.7 23.9 3.4 自然对流 783
由表-3可知,美国ASHRAE标准将U值的测试条件分为冬、夏两季,而中国及欧洲的标准中则有冬季条件(阳光强度=0),因此在实际使用中美国的U值更接近真实情况。如果类比的话,中国及欧洲的K值仅相当于美国的U冬,下面我们将看到他们在数值上也是不同的,因此无法比较。 4、 不同传热系数的对比 同一种结构的玻璃,采用不同体系的传热系数具有不同的结果。以下给出几种玻璃结构的三种传热系数: 表—4 几种结构玻璃的不同传热系数表示 玻璃结构 中国K值 欧洲K值 美国U值 U夏 U冬 6c 白玻 5.44 5.02 5.74 6.17 6c+12A+6c 白玻中空 2.58 2.51 3.09 2.75 6 CTS140 热反射玻璃 5.03 4.64 5.72 5.66 6 CTS140+12A+6c 热反射中空 2.41 2.36 3..04 2.58 6 CEB12+12A+6c Low-E中空 1.57 1.49 1.70 1.66
由表中数据可知,对同一种玻璃而言,欧洲的k值∠中国的K值∠美国的U值。因此比较某一玻璃的K或U值时,必须指明所给的何种体系下的传热系数,否则其数值是没有可比性的。由于不同测试条件下的结果是非线性的,因此不同传热系数之间,即U与K及中国的K与欧洲的k之间不存在换算关系。通常若U值满足设计要求,则K及k必然满足要求。 5、 应用注意事项 K值、U值本质上没有区别,都是玻璃的传热系数,但在数值上是有区别的。市场上各种技术资料中的传热系数,无论用U值还是K值表示,都已注明是何种标准条件下的值,使用中务必注意。目前中国国内采用比较多的是美国ASHRAE标准条件下的U值,部分欧洲进口的玻璃采用的是欧洲的k值,不明白这一点就会得出错误的结论,似乎欧洲的玻璃优于美国或中国玻璃。