一、引言
自七十年代發(fā)生石油危機以來,建筑節(jié)能產(chǎn)品的應(yīng)用成為國際建筑行業(yè)的主流,許多發(fā)達國家從產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)、技術(shù)指導(dǎo)、應(yīng)用推廣到立法等多方面引導(dǎo)、鼓勵和規(guī)范建筑、建材市場,節(jié)能型建材產(chǎn)品的應(yīng)用有了廣闊的空間。在美國,中空玻璃門窗的使用量占所有玻璃窗用量的82%,而德國政府自七十年代后期即立法,明確規(guī)定不使用中空玻璃的新建樓房不批準建設(shè)。我國自八十年代開始重視建筑節(jié)能工作,并相繼出臺了《建筑法》《能源法》《建筑節(jié)能九五計劃和2010年規(guī)劃》《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準管理規(guī)定》等相關(guān)法律法規(guī),1996年7月,經(jīng)修改后的《民用建筑節(jié)能設(shè)計標準(采暖居住部分)》(JCJ26-95)中明確規(guī)定,新設(shè)計的建筑節(jié)能標準要在1980-1981年的基礎(chǔ)上節(jié)能50%。同時各省市相繼頒布了相應(yīng)的標準實施細則和相關(guān)的標準。如北京市頒布了《關(guān)于我市道路兩側(cè)新建筑采用隔聲窗的通知》《提高建筑門窗使用功能的若干技術(shù)要求》等多項法規(guī),明確規(guī)定了各類住宅的隔聲標準,又如1999年重慶市出臺了建筑節(jié)能設(shè)計標準,要求外窗的傳熱系數(shù)K≤3.0wm2k,節(jié)能產(chǎn)品的使用進入了一個新的時期。
對于整幢建筑來說,門窗的面積占建筑面積的比例超過20%,玻璃在其約占70%以上,而從節(jié)能角度來講,整個建筑的能量損失中,約50%是在門窗上的能量損失。據(jù)有關(guān)部門預(yù)計,我國在2000年社會總能耗約20億噸標準煤,其中建筑能耗在社會總能耗中,約占35%-40%,達7-8億噸標準煤,而建筑門窗、外墻的能耗約占建筑總能耗的50%,達3.5-4億噸標準煤,建筑門窗、外墻的能耗占社會總能耗的17%-20%,比例是相當大的。根據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗,經(jīng)濟越發(fā)達,生活水平越高,民用能源消費越多。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,目前的這一比例仍會擴大。因而,降低建筑門窗、外墻的能耗,提高建筑門窗、外墻的隔熱性、氣密性是我們面臨的緊迫問題,這就為中空玻璃產(chǎn)品的開發(fā)和推廣應(yīng)用提供了政策基礎(chǔ)。
二、中空玻璃的性能
在最近修改的中空玻璃標準中,中空玻璃的定義為:兩片或多片玻璃以有效支撐均勻隔開并周邊粘接密封,使玻璃層間形成有干燥氣體空間的制品。因中空玻璃內(nèi)部的氣體是干燥的,使中空玻璃具有隔音、隔熱、防結(jié)露、降低冷輻射及增強玻璃的安全性等功能。
1、中空玻璃的隔熱、隔音原理
眾所周知,能量的傳遞有三種方式:即輻射傳遞、對流傳遞和傳導(dǎo)傳遞。
輻射傳遞是能量通過射線以輻射的形式進行的傳遞,這種射線包括可見光、紅外線和紫外線等的輻射,就象太陽光線的傳遞一樣。合理配置的中空玻璃和合理的中空玻璃間隔層厚度,可以最大限度的降低能量通過輻射形式的傳遞,從而降低能量的損失。
對流傳遞是由于在玻璃的兩側(cè)具有溫度差,造成空氣在冷的一面下降而在熱的一面上升,產(chǎn)生空氣的對流,而造成能量的流失。造成這種現(xiàn)象的原因有幾個:一是玻璃與周邊的框架系統(tǒng)的密封不良,造成窗框內(nèi)外的氣體能夠直接進行交換產(chǎn)生對流,導(dǎo)致能量的損失;二是中空玻璃的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理,導(dǎo)致中空玻璃內(nèi)部的氣體因溫度差的作用產(chǎn)生對流,帶動能量進行交換,從而產(chǎn)生能量的流失;三是構(gòu)成整個系統(tǒng)的窗的內(nèi)外溫度差較大,致使中空玻璃內(nèi)外的溫度差也較大,空氣借助冷輻射和熱傳導(dǎo)的作用,首先在中空玻璃的兩側(cè)產(chǎn)生對流,然后通過中空玻璃整體傳遞過去,形成能量的流失。合理的中空玻璃設(shè)計,可以降低氣體的對流,從而降低能量的對流損失。
傳導(dǎo)傳遞是通過物體分子的運動,帶動能量進行運動,而達到傳遞的目的,就象用鐵鍋作飯和用電烙鐵焊東西一樣,而中空玻璃對能量的傳導(dǎo)傳遞是通過玻璃和其內(nèi)部的空氣來完成的。我們知道,玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)是0.77W/m2k。而空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是0.028W/m2k,由此可見,玻璃的熱傳導(dǎo)率是空氣的27倍,而空氣中的水分子等活性分子的存在,是影響中空玻璃能量的傳導(dǎo)傳遞和對流傳遞性能的主要因素,因而提高中空玻璃的密封性能,是提高中空玻璃隔熱性能的重要因素。
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