基于中空玻璃热工性能的相关研究

基于中空玻璃热工性能的相关研究

广东惠和工程检测有限公司(原广州市建筑设备安装工程质量检测站)广东广州510000

摘要:中空玻璃热工性能主要包括可见光透射比、遮阳系数、传热系数(U值),本文主要就不同标准下中空玻璃热工性能的差异展开研究,对标准之间的差异及其对中空玻璃热工性能影响进行分析,并通过结合案例,论述了标准之间差异带来的不便与纠纷、以及标准一致的重要性。

关键词:中空玻璃;热工性能;差异;影响

引言

近年来,中空玻璃以其良好的保温隔热、降低冷辐射和不结露等性能,已得到了广泛的应用。在实际生产过程中,玻璃生产企业在提供玻璃参数时,往往会提供不同标准下的热工参数,因此在测试计算中,给相关方带来了不便与纠纷。鉴于此,本文通过对标准差异对中空玻璃热工性能计算结果的影响进行分析,以期能够给玻璃生产者、使用者提供相关技术参考,减少不必要的纠纷。

1.概念

中空玻璃的热工参数主要有:可见光透射比、遮阳系数、传热系数(U值)。

可见光透射比是指透过玻璃的可见光光通量与投射在其表面可见光光通量之比。

遮阳系数:实际通过玻璃的热量与通过厚度为3mm厚标准玻璃的热量的比值。

传热系数(U值):是指在稳定传热条件下,玻璃两侧空气温差为1度(K或°C),单位时间通过单位面积传递的热量。

2.标准之间的差异及其对中空玻璃热工性能影响分析

对市场使用最为广泛的Low-E中空玻璃(6mmLow-E+12A+6mmCL)、镀膜中空玻璃(6mmCoated+12A+6mmCL)、白玻中空玻璃(6mmCL+12A+6mmCL)按GB/T2680进行光谱扫描后,采用GB/T2680、JGJ/T151、ISO15099、NFRC100进行可见光透射比、遮阳系数的计算。计算结果见表1~表3。

通过表1~表3可以看出,不管采用什么标准计算,可见光透射比均相同,而遮阳系数、传热系数各个标准之间数据有差异。通过对各个标准的光谱积分波长范围、3mm透明玻璃总透射比的取值、边界条件进行分析,见表4、表5。

通过分析,得出如下结论:

(1)不同标准下可见光透射比计算结果相同。计算可见透射比时,由于只涉及到光谱积分范围1个因素,并且4个标准光谱积分范围相同,所以不同标准条件下可见光透射比是一致。

(2)不同标准下遮阳系数计算结果不同,且GB/T2680—1994计算结果偏小。积分光谱波长范围不同,计算遮阳系数时由于GB/T2680—1994采用的积分光谱波长范围为350~1800nm,其他3个标准均为300~2500nm;计算玻璃吸收后二次热传递时边界条件不同导致的差异;三是遮阳系数是由太阳光总透射比与3mm透明玻璃总透射比之间比值,GB/T2680—1994中3mm透明玻璃总透射比取值为0.889,其他3个标准均为0.87,这样导致其分母偏大,结果偏小。

(3)不同标准下传热系数计算结果不同。这种不同主要由于边界条件的差异造成的,采用JGJ/T151与NFRC100计算所得结果基本一致,与ISO15099计算结果有差异,尤其是在进行白玻中空玻璃计算时,差异更大。

3.标准之间差异带来的不便

标准差异导致的中空玻璃热工参数计算差异,给玻璃生产者、使用者都带来不便。中空玻璃气体层厚度不仅影响玻璃的热工性能,同时也影响外窗型材的宽度,影响使用成本。为了能够达到最佳节能效果,设计人员在配置中空玻璃时会采用最佳厚度,通过查阅相关论文发现,绝大多数论文给出的中空玻璃最佳厚度为15mm,但事实并非如此,不同标准条件下中空玻璃最佳厚度并不相同。分别采用GB/T22476、JGJ/T151对不同气体层厚度条件的中空玻璃传热系数进行计算,计算结果见图1、图2。

图1GB/T22476标准下中空气体层厚度对传热系数的影响

从图1和图2可以看出,采用GB/T22476计算传热系数时,随着气体层厚度的增加传热系数逐渐变小,当气体层厚度达到15mm后再继续增加气体层厚无法降低传热系数,故GB/T22476标准下,中空玻璃气体层厚度最佳为15mm,而采用JGJ/T151计算传热系数时,随着气体层厚度的增加传热系数同样逐渐变小,当气体层厚度达到12mm再继续增加气体层厚已无法降低传热系数,故GB/T151标准下,中空玻璃气体层最佳厚度为12mm。两个标准均为中国标准,两者之间的差异让设计人员感到困惑,在选用玻璃时无法确认究竟是采用气体层12A还是15A的中空玻璃。

此外这种差异还会引发实际工程中不必要的纠纷。以某省出现的一起案例为例。

图2JGJ/T151标准下中空气体层厚度对传热系数的影响

案例:A、B两家施工单位做同一个玻璃幕墙工程,玻璃品种以及规格由业主统一指定。A、B两家分别送检测试遮阳系数时,同一厂家同一膜号的玻璃测试结果相差0.02,B企业送检玻璃遮阳系数低于A企业。A企业认为是检测机构与B企业存在利益关系并向相关部门进行投诉,经查:A企业是按照玻璃生产企业提供参数时使用的JGJ/T151—2008测试计算,B企业是参考企业的型式检验报告按照GB/T2680—1994来进行测试计算,后来业主方要求双方统一标准进行复测,测试结果一致。

4.结语

总而言之,低辐射中空玻璃是目前建筑节能玻璃中的标准配置,在实际工程中,建筑师需要加以关注玻璃的热工性能,以保证整个建筑的总体节能效果。上文研究表明,不同标准下中空玻璃热工参数计算存在较大的差异,给各相关方都带来了较大的困惑与不便,因此,为了避免这些情况的出现,建议中国标准之间能够尽量保持一致。

参考文献:

[1]邵建涛.不同玻璃组合的内呼吸玻璃幕墙热工性能比较[J].门窗,2013(7):14-17.

[2]李会.中空玻璃热工性能计算分析[J].玻璃,2014,41(7):50-55.

[3]李国刚,石茸,李运江.Low-E中空玻璃热工性能影响因素研究[J].建材世界,2017,38(4):29-32.

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