我国建筑物采暖和空调能耗约占全国能源消耗的25%。在建筑维护结构中,通过窗户散失的热量占的比重很大。随着社会的发展和人民生活水平的提高,为了采光、通风.装饰等功能,建筑物窗户的面积越来越大。因此,如何提高窗户的保温隔热性能一直受到人们的关注。
近年来,随着国民经济的发展,我国对环境保护、节约能源、改善居住条件等问题高度重视,逐步健全法制,在建筑节能方面相应地制定了一批法规和标准规范,如:1987年颁布实施的国标 采暖通风与空气调节设计规范 (GB儿9~ 87)、1993年颁布实施的国标 民用建筑热工设计规范》(GB5017-93)、1995年颁布实施的部标 民用建筑节能设计标准 (JB526—95)。特别是 民用建筑节能设计标准 (JBJ26—95)要求建筑设计节能提高50%(其中建筑物节能30%,采暖系统节能20%)。在建筑物节能中围护结构的潜力已经有限,主要是靠提高门窗的保温隔热性能。如何提高窗户的保温隔热性能?一是加强窗户的密封;二是提高窗框的保温隔热性能;三是提高窗用玻璃的保温隔热性能。为了提高窗用玻璃的保隔热性能,已研制出许多窗用玻璃产品,如中空玻璃、热反射膜玻璃、低辐射玻璃,等等。其中中空玻璃因生产简便,廉、安装方便等优点,使用的比较普遍。而目前较新研制出的真空玻璃的保温隔热性能更优于中空玻璃,重量比中空玻璃轻一半,厚度仅为中空玻璃的1/3~1/4。这可减小窗框的厚度和重量,减少窗户在建筑物围护结构中占的体积,同时还能降低建筑物的重量。因此,真空玻璃是很有发展前途的窗用保温隔热材料。
一 我国建筑物窗户保温性能要求及现状
为了提高建筑物门窗的保温隔热性能,建设部于1995年对原标准《民用建筑节能设计标准 (JBJ26—86)进行了修订,颁发了新的《民用建筑节能设计标准》(JBJ26—95)。在新标准中,对窗户的保温隔热性能要求有非常大的提高,但同国外相比仍有非常大的差距。国内外建筑围护结构传热系数比较见表1。
从表1可以看出,新标准对窗户的保温隔热性能要求比原标准提高了23%~37.5%,但同国外相比还有一定差距。为了满足窗户保温隔热性能要求,我国许多建筑物已采用塑钢窗框和中空玻璃 但由于目前生产的中空玻璃的质量较差,而中间间隙又小,所以大多数建筑物还达不到要求。
二、窗用玻璃的保温隔热性能
目前常用的窗用玻璃有浮法玻璃、中空玻璃、热反射膜玻璃、低辐射玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃等。其中浮法玻璃的保温隔热性能较差,钢化玻璃只改善了玻璃的强度,其保温隔热性能与浮玻璃一样。中空玻璃随两片玻璃板间的间隙大小不同而保温隔热性能也不同,间隙越大,保温隔热性能越好。中空玻的标准间隙有6mm9rrml、12mm、16ram、20ram等。目前国内较常用的中空玻璃间隙为6mm或9rrml。中空玻璃按使用的玻璃品种和间隙内的气体又可分为普通中空玻璃、低辐射中空玻璃、充惰性气体中空玻璃、充惰性气体低辐射中空玻璃。其中充惰性气体低辐射中空玻璃的保温隔热性能较好。表2列出了目前窗用玻璃的保温隔热性能。
从表l和表2可以看出,在北京地区和哈尔滨地区采用单层浮法玻璃和单层热反射玻璃都不能达到窗户的保温隔热性能要求。在哈尔滨地区既使采用普通中空玻璃也难达到窗户的保温隔性能要求。
三 真空玻璃
真空玻璃是将间隙为0.1~0.2mm的两块玻璃板的四周密封,然后抽成真空,真空度要达到并保持在0.1Pa以上。由于真空玻璃清理了气体对流传热和传导传热,因此,其保温隔热性能非常好。经钡4试,用3mm浮法玻璃制造的普通真空玻璃的传热系数可达到2.23w/m k,而用5mm普通浮法玻璃制造的中空玻璃的传热系数为3.09 w/m k(5F+l2A+5F)。用低辐射膜玻璃制造的真空玻璃的传热系数可达到1.33 W/m2 k(4L+0.12+4F),而用低辐射膜玻璃制造的中空玻璃的传热系数为1.96W/m -k(5F+l2A+5L)~u 2.20w/m ·k(8F+9A+8L)。
日本已建成真空玻璃生产线,年产真空玻璃达到50万平米。我国新立基技术有限公司已建成生产试验线,生产出600 X 1500ram的真空玻璃产品,中国建筑科学研究院和北京新立基真空玻璃研究所对其产品的隔热性能进行了测定。现将国外测定的结果和国内测定结果列于表3
从表2和表3可以看出,真空玻璃的保温隔热性能优于中空玻璃的保温隔热性能
四 真空玻璃在建筑节能中的效果
中国建筑科学研究院以实测热阻为依据,对在建筑物上采用真空玻璃的节能效果进行了计算 《80住一2—4》(为砖混结构)通用设计耗能指标计算结果列于表
4,同时也列出了采用其他玻璃的计算结果。
表4北京地区80住一2-4砖混建筑窗户耗热计算结果
从表4可以看出,真空玻璃窗的传热系数低于中空玻璃窗的传热系数,以双面低辐射膜真空玻璃较小。真空玻璃窗的传热耗热占建筑物总耗热的比例比双玻窗减少了7.4%,建筑物节能率提高了6.5%。以一万平方米建筑物为例,采用真空玻璃塑钢窗每年可以节约采暖能耗相当于1220吨煤。由此可见,真空玻璃提高了窗户保温隔热性能,为建筑大幅度节能创造了条件。
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