1前言
建筑行業(yè)是能源消耗的關(guān)鍵領(lǐng)域之一,減少建筑物的能耗對于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標至關(guān)重要,作為建筑能量交換的重要界面,圍護結(jié)構(gòu)的節(jié)能性能直接關(guān)系到整個建筑的能耗水平。玻璃在建筑圍護結(jié)構(gòu)中扮演著重要角色,對采光和通風起到關(guān)鍵作用,也是熱量傳遞的一個薄弱環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)玻璃由于隔熱保溫性能有限,導(dǎo)致大量能量通過其進行建筑內(nèi)外的交換,LOW-E玻璃的出現(xiàn)為這一問題提供了一個有效的解決方案,憑借獨特的光學特性以及卓越的隔熱性能,能夠顯著降低建筑能耗,提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度,在現(xiàn)代建筑節(jié)能施工中占據(jù)了不可忽視的位置。
2LOW-E 玻璃的節(jié)能原理與性能特點
2.1節(jié)能原理
LOW-E玻璃即低輻射玻璃,是在表面鍍覆一層由多種金屬或其他化合物組成的薄膜產(chǎn)品,膜層對波長在4.5微米至25微米范圍內(nèi)的遠紅外線具有高反射率。在寒冷季節(jié),室內(nèi)溫度高于外界時,室內(nèi)物體釋放的遠紅外線會被LOW-E玻璃的低輻射膜反射回室內(nèi),減少熱量流失,增強保溫效果;在夏季,室外溫度較高,太陽輻射中的紅外部分被LOW-E玻璃反射,有效阻止了熱量進人室內(nèi),減輕了空調(diào)系統(tǒng)的制冷負擔,達到了隔熱的目的。圖1為LOW-E玻璃的節(jié)能原理。
2.2性能特點
2.2.1卓越的隔熱性能
LOW-E玻璃的傳熱系數(shù)(U值)顯著低于傳統(tǒng)玻璃,如普通透明浮法玻璃的U值大約為 6.0W/(m2?K) ,而單銀LOW-E玻璃的U值可以降低到1.8W/ (m2?K) 至3.0W/(m2?K) 。雙銀LOW-E玻璃,U值甚至可以達到1.0W/(m2?K) 至 1.8W/(m2?K) ,較低的U值意味著通過玻璃傳遞的熱量較少,提高了隔熱效果。
2.2.2良好的可見光透過率與太陽能管理能力
LOW-E玻璃保持了較高的可見光透過率(通常在70% 至 80% 以上),滿足室內(nèi)的采光需求,有效控制了太陽輻射的透過,通過調(diào)整膜層的設(shè)計以及成分可以實現(xiàn)不同的太陽能總透射比(Ts),如高透型LOW-E玻璃的Ts值位于0.5至0.7之間,適用于需要充分利用太陽能的北方地區(qū);遮陽型LOW-E玻璃的Ts值則介于0.2至0.5之間,更適合陽光強烈的南方地區(qū),有效減少過多的太陽輻射進入室內(nèi)。
2.2.3長期的耐久性和穩(wěn)定性
LOW-E玻璃的鍍膜層表現(xiàn)出優(yōu)異的化學穩(wěn)定性與耐磨性,在長期使用中能維持其性能不變,一般而言,LOW-E玻璃的使用壽命可達15年至20年,符合建筑長期節(jié)能的標準要求。
3LOW-E玻璃在建筑不同部位的節(jié)能應(yīng)用
3.1外墻玻璃幕墻
在高層建筑的玻璃幕墻中使用LOW-E玻璃,能夠顯著提升節(jié)能效果。以某20層寫字樓為例,幕墻總面積為10.000平方米,每年僅因幕墻熱量傳遞導(dǎo)致的能耗大約為200.000千瓦時 ΔkWh) ,當使用6毫米單銀LOW-E玻璃時可減少到約 120,000kWh ,實現(xiàn)了 40% 的節(jié)能率。LOW-E玻璃幕墻在夏季能夠有效阻擋太陽輻射熱進入室內(nèi),降低空調(diào)制冷所需的能量消耗,在冬季能減少室內(nèi)熱量的流失,進一步降低供暖所需的能量消耗,LOW-E玻璃幕墻還能增強建筑的外觀品質(zhì)以及視覺效果。表1為普通 6mm 透明玻璃與 6mm 單銀LOW-E玻璃對比。
3.2外窗
外窗作為建筑圍護結(jié)構(gòu)中熱量交換較為活躍的部分,在住宅建筑設(shè)計中占據(jù)重要地位,住宅建筑中外窗面積通常約占總建筑面積的 15% 至 25% 。以一個面積為100平方米的住宅為例,外窗面積大約為20平方米,當使用普通的雙層中空玻璃( 5+9A+5 時,每年因外窗導(dǎo)致的能量消耗約為3.000千瓦時 (kWh) ,如果更換為5毫米 +12A+5 毫米單銀LOW-E中空玻璃,年能耗可降至約1,800kWh ,實現(xiàn)了 40% 的節(jié)能效果。LOW-E玻璃窗戶能有效減少能量消耗,顯著提升室內(nèi)的隔音性能,降低外界噪音的影響。表2為普通雙層中空玻璃 (5+9A+5)
與 5mm+12A+5mm 單銀LOW-E中空玻璃對比。
3.3采光頂
在大型商業(yè)建筑與體育館等設(shè)施的采光頂設(shè)計中,采用LOW-E玻璃能夠滿足自然采光的需求,實現(xiàn)顯著的節(jié)能效果,如某大型商場的采光頂面積達到5000平方米,使用普通夾膠玻璃時,夏季室內(nèi)溫度過高導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)負荷增加,冬季出現(xiàn)嚴重的熱量流失問題。將普通夾膠玻璃更換為夾膠LOW-E玻璃后,室內(nèi)溫度得到了有效控制,根據(jù)實際測量,每年通過采光頂?shù)哪芰肯臏p少了大約 50% ,極大地提升了商場內(nèi)的購物環(huán)境舒適度。表3為普通夾膠玻璃與夾膠LOW-E玻璃對比。
4?0w-E 玻璃的施工要點
4.1玻璃加工與運輸
(1)切割與磨邊:在對LOW-E玻璃進行切割和邊緣處理時必須特別注意保護其鍍膜層不被損壞,選用專門設(shè)計的切割設(shè)備及工藝,確保尺寸精準、邊緣光滑,完成切割后對玻璃邊緣進行適當處理,防止鍍膜層剝落。
(2)中空玻璃制作:利用LOW-E玻璃制造中空玻璃時需嚴格監(jiān)控中空層的厚度及其填充氣體的質(zhì)量,通常厚度設(shè)定為9毫米至12毫米,使用氬氣等惰性氣體填充可增強隔熱效果。在生產(chǎn)過程中保證密封膠均勻涂抹,避免出現(xiàn)漏膠情況,以免影響中空玻璃的使用壽命及其性能表現(xiàn)。
(3)運輸與儲存:在LOW-E玻璃的運輸環(huán)節(jié)中采用特制的運輸架,在各片玻璃之間放置軟質(zhì)隔墊材料,以防表面劃傷或鍍膜層受損,存放時將玻璃置于干燥且通風良好的地方,遠離潮濕環(huán)境以及雨水侵蝕。
4.2安裝施工
(1)測量放線:在LOW-E玻璃安裝前對建筑物結(jié)構(gòu)表1普通 6mm 透明玻璃與 6mm 單銀LOW-E玻璃對比
進行精準的測量與標線,確定玻璃的具體安裝位置和尺寸,確保安裝點位準確無誤,避免因定位不準而影響美觀或功能。
(2)連接件安裝:依據(jù)測量放線的結(jié)果固定連接件,需穩(wěn)固可靠,與建筑主體緊密相連,對連接件實施防腐處理,防止生銹問題威脅到結(jié)構(gòu)的安全性。
(3)玻璃安裝:將LOW-E玻璃穩(wěn)妥地安裝于預(yù)先設(shè)置好的連接件之上,使用密封膠完成密封工作,選用密封膠時選擇質(zhì)量上乘、能與玻璃及連接件良好兼容的產(chǎn)品,密封過程中確保密封膠的厚度和寬度達到設(shè)計標準,保證密封效果,能有效防止雨水滲透以及空氣泄漏
(4)清潔與保護:安裝完畢后及時清理LOW-E玻璃表面,清除所有污垢與雜質(zhì),在此基礎(chǔ)上采取必要措施保護玻璃,以防在后續(xù)施工階段遭受損壞。
5LOW-E玻璃應(yīng)用案例分析
5.1工程概況
某綠色建筑示范項目是一座15層的綜合性辦公樓,面積達15000平方米,對節(jié)能標準要求嚴格,在建筑圍護結(jié)構(gòu)中廣泛使用了LOW-E玻璃:外墻玻璃幕墻選用了雙銀LOW-E中空玻璃 (6+12A+6) ,外窗采用了單銀LOW-E中空玻璃 (5+9A+5) ,采光頂部分應(yīng)用了夾膠LOW-E玻璃 (8+1.52PVB+8) 。
5.2節(jié)能效果分析
5.2.1能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)
通過對該辦公樓投入使用后的能耗監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,與采用普通玻璃的同類建筑相比,每年的建筑總能耗降低了約 35% ,其中夏季空調(diào)制冷能耗降低了 45% ,冬季供暖能耗降低了 30% 。具體數(shù)據(jù)如表4.
5.2.2室內(nèi)環(huán)境舒適度
采用LOW-E玻璃后,室內(nèi)溫度波動顯著減少,夏季時最高溫度相較于使用普通玻璃的情況下降了3攝氏度到5攝氏度,有效緩解了悶熱感,冬季時最低溫度相比使用普通玻璃提高了2攝氏度至3攝氏度,增強了室內(nèi)的溫暖感受。LOW-E玻璃出色的隔音效果還使得室內(nèi)噪音降低了大約5分貝到8分貝,為辦公人員創(chuàng)造了一
5.3經(jīng)濟效益分析
LOW-E玻璃的初次采購成本較普通玻璃高 30% 至50% ,從長遠來看,由于卓越的節(jié)能性能,額外的成本可以在5年到8年內(nèi)通過節(jié)省的能源費用得到補償。以該辦公樓為例,使用LOW-E玻璃后每年可節(jié)約約50.000元的能源開支,初期增加的玻璃購置成本約為300.000元,意味著通過節(jié)能效益大約6年內(nèi)即可收回投資,之后每年節(jié)省下來的能源費用將直接轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟效益,有助于降低建筑的運營成本。
6結(jié)論
LOW-E玻璃以獨特的節(jié)能原理以及卓越的性能在建筑節(jié)能項目中展現(xiàn)了顯著的廣闊的應(yīng)用前景,不論是在玻璃幕墻、外窗還是采光頂?shù)冉ㄖ糠?,采用LOW-E玻璃都能有效地減少建筑能耗,提升室內(nèi)環(huán)境的舒適度。通過優(yōu)化施工工藝和嚴格的質(zhì)量控制措施可以確保LOW-E玻璃在實際應(yīng)用中達到最佳的節(jié)能效果,實際工程案例顯示LOW-E玻璃帶來了顯著的節(jié)能效益,產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益以及環(huán)境效益。目前LOW-E玻璃的應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn),如市場上產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊以及部分施工人員對相關(guān)技術(shù)掌握不足等問題,需要進一步強化行業(yè)監(jiān)管,制定統(tǒng)一的產(chǎn)品標準,并提高施工人員的技術(shù)水平,促進LOW-E玻璃更廣泛科學地應(yīng)用于建筑節(jié)能領(lǐng)域。未來隨著技術(shù)進步和成本的逐步下降,LOW-E玻璃將在建筑節(jié)能領(lǐng)域扮演更為關(guān)鍵的角色,為推動建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出更大貢獻。
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