夏季酷暑刚刚消退,“秋老虎”即将登场,在这秋夏交替、阳光普照的季节,让我们来一起聊聊夏季建筑节能和Low-E玻璃。
(图片来源:www.ssyer.com)
随着我国对建筑节能要求的提高,由原来的四步节能冬季取暖为主,逐步提升到“夏季遮阳”与“冬季保温”并重的全面节能新阶段。
夏季节能和遮阳的产品和方式有很多,本文从门窗幕墙用Low-E中空玻璃的角度,来研究一下夏季建筑节能。
夏季建筑能耗的主要来源
那么,夏季建筑的能耗主要来源到底有哪些呢?有太阳辐射、环境热辐射、温差传热、照明及电器发热、人体热、厨卫热及其它来源的热量。
为了在烈日当头、滚滚热浪中享受到清凉宜人的惬意,目前我们应对的主要方法就是空调制冷,为此消耗了大量宝贵的电能和社会资源。当然,目前我国也正在推广以被动式建筑为代表的超低能耗建筑,超低能耗建筑一般采用新风系统,大大降低了电能的消耗。
夏季通过玻璃的传热有哪些?
通过玻璃传递到室内的热量有两种方式,分别为太阳辐射传热和温差传热。
按照现行建筑节能设计规范和评价体系,对不同地区以及不同的建筑类型,限定了透明围护结构门窗幕墙的遮阳系数SC和传热系数K值这两个重要参数,其中遮阳系数SC用于评价太阳辐射传热,传热系数K值用于评价温差传热。
由于夏季室内外温差较小,温差传热较少,因此,夏季通过玻璃传到室内的热量,以太阳辐射传热为主。这就像人在烈日下与树荫下的对比一样明显,也符合日常生活经验。
太阳辐射(太阳光)中各波段的功能
既然夏季建筑节能应更加关注太阳光,那么首先我们来解剖一下太阳光。到达地面的太阳光按照其波长及功能通常被划分为紫外线、可见光和红外线三类:
太阳辐射光谱图
(图片来源:奥博泰)
紫外线波长范围小于380nm,它的功能主要是生物功能、官能团老化等,常见的有皮肤晒伤、有机物老化变色及部分植物生长等。紫外线在阳光能量中约占4%,眼睛不可见,皮肤无热感,且其比例过小,不是建筑节能的主要关注目标,自然也不是我们这次讨论的重点。
可见光指波长在380~780nm范围的光,这是人的眼睛可以直接看到的波段范围,在建筑中表现为自然采光。可见光波段的能量在太阳光中占比约为43%,对建筑极其重要,适度明亮的自然采光是建筑追求的,也是玻璃区别于其它材料的显著特点。
红外线是指波长780~2500nm波段的太阳辐射的总称,红外线能量占地面太阳辐射约53%,红外线对建筑的作用就是使建筑的温度升高。人的眼睛看不见红外线,但皮肤有热感。红外线是夏季建筑温度升高的直接原因,也是最主要的原因。
可见光主要作用是采光照明,而红外线不具有照明的功能,只有热效应。建筑夏季节能的主要问题就是在满足采光的前提下,尽量减少建筑的温度上升,也就是减少红外线进入室内。
为达到上述“透光不透热”的目的,玻璃行业一直未停止探索和进步,众多的产品中,Low-E玻璃产品以其优异的性能,深受建筑行业的青睐!
Low-E玻璃发展历程简述
国内生产Low-E是从单银Low-E开始,经历了双银,再到三银逐渐发展而来的,Low-E玻璃也一步步更好地解决了采光与遮阳的矛盾。由最初的高透单银Low-E发展到遮阳型Low-E,Low-E膜的位置也从中空玻璃的3#面转移到2#面,在增加了遮阳效果的同时,也更具有外立面的装饰效果。
由于夏季阳光过分强烈,遮阳的需求不断提升,单银如果要进一步提升遮阳效果,即降低遮阳系数SC,则其透光也会同时降低,单银Low-E面临的难题就是高透光时遮阳不好,遮阳降时透光也降。单银无法同时满足高采光和低遮阳系数的双重需求。
这一需求,催生了双银Low-E膜的诞生。双银膜通过合理巧妙的膜层设计,实现了综合性能的20%提升。与单银膜相比,若采光相当,在遮阳方面提升15~20%,如果遮阳相当,则双银膜的采光高15~20%,这是一次通过Low-E镀膜技术来提高建筑玻璃综合性能的产品升级,其直接的感受就是你站在单银中空玻璃的室内玻璃前,有明显的灼热感,双银没有灼热的感觉,人就舒服很多。某图书大厦内读者打着遮阳伞在阅读的图片,就是高透型单银中空遮阳严重不足的真实写照。
双银比单银的综合性能有了提升,但仍然没有做到极致。三银才是建筑节能中的顶级产品。三银顾名思义就是Low-E膜中包含有三层独立的银膜,通过精准的设计,三银实现了阻隔95%以上太阳光中红外线热能,如果采用超白玻璃,最好可以阻挡97%的太阳红外热能,可以说实现了透光而不透热的神奇效果。所以,三银也称为“红外阻隔”玻璃。
三银Low-E膜层结构示意图
(图片来源:天津耀皮)
看到这里,是不是脑洞大开,同时也有点累了?关于Low-E玻璃单、双、三银的具体性能、性价比、以及节能多少等问题,尤其是最高大上的三银玻璃神秘之处,且听下回分解吧!
作者:天津耀皮工程玻璃有限公司 耿平