根據(jù)窗的傳熱系數(shù)計(jì)算公式K =1/(1/αi+RW+1/αe),
內(nèi)表面換熱系數(shù)αi,冬季和夏季為同樣取值8.7(W/m2·K);而外
表面換熱系數(shù)αe,冬季為23.0(W/m2·K), 夏季為19.0(W/m2·K)[2]。現(xiàn)假設(shè)以窗體本身
傳熱阻RW=1/6.4帶入以上公式,分別帶入冬季和夏季外表面換熱系數(shù)αe計(jì)算,則可得出冬季窗的傳熱系數(shù)K冬=3.2;夏季窗的傳熱系數(shù)K夏=3.1,由此可見(jiàn)窗的傳熱系數(shù)K值冬季與夏季是不一樣的。
按美國(guó)
ASHRAE標(biāo)準(zhǔn)條件計(jì)算窗的傳熱系數(shù)
U值(即K值):冬季夜間UW值是在室外溫度-18℃,室內(nèi)溫度21 ℃,風(fēng)速為24kph,無(wú)日光條件下計(jì)算;夏季白天US值是在室外溫度32℃,室內(nèi)溫度24℃,日光
強(qiáng)度為789W/㎡, 風(fēng)速為12kph條件下計(jì)算。5mm透明
浮法玻璃UW值6.25,US值5.85;6mm透明
浮法玻璃UW值6.19 ,US值5.85。
6 建筑外窗隔熱性能指標(biāo)
夏季空調(diào)建筑中,通過(guò)窗戶進(jìn)入室內(nèi)的熱量包括室內(nèi)外溫差得熱和太陽(yáng)輻射得熱兩部分,由于夏季時(shí)室內(nèi)、外平均計(jì)算溫差通常僅6℃左右,因此,通過(guò)窗戶的溫差得熱所占比例較小;而通過(guò)向陽(yáng)面窗戶特別是東、西向窗戶的太陽(yáng)輻射得熱是窗的總得熱的主要部分,是構(gòu)成空調(diào)負(fù)荷的主體。
空調(diào)建筑中窗戶的隔熱功能就在于減少窗戶的太陽(yáng)輻射得熱和室內(nèi)外溫差得熱[3]。因此,應(yīng)將窗玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)(實(shí)際透過(guò)窗玻璃的太陽(yáng)輻射得熱與透過(guò)3mm透明窗玻璃的太陽(yáng)輻射得熱之比值)和窗戶的夏季傳熱系數(shù)K作為窗戶的隔熱性能指標(biāo)。顯然,遮陽(yáng)系數(shù)和傳熱系數(shù)愈小,則窗戶的隔熱性能愈好,反之亦然。
目前,我國(guó)尚未有建筑外窗隔熱性能標(biāo)準(zhǔn)和外窗夏季傳熱系數(shù)的試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);《旅館空調(diào)節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定“非嚴(yán)寒地區(qū),外窗玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)應(yīng)小于0.60,或采取外遮陽(yáng)措施”;其它有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尚未有我國(guó)南方地區(qū)外
窗玻璃遮陽(yáng)系數(shù)值的具體規(guī)定。但窗玻璃的生產(chǎn)廠家一般在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中給出玻璃的遮陽(yáng)系數(shù),如深圳南玻集團(tuán)給出的數(shù)據(jù):6mm單片透明玻璃
遮陽(yáng)系數(shù)Sc=0.99;6+12A+6透明
中空玻璃Sc=0.87;6mm單片熱反射CTS240 綠色
鍍膜玻璃Sc=0.45;6mm CTS240+12+6mm熱反射
中空玻璃Sc=0.31。
7 建筑外窗隔熱節(jié)能措施
建筑節(jié)能的原則,應(yīng)考慮盡可能利用自然條件,采用最小的技術(shù)手段和投入,在保證獲得適宜的
室內(nèi)熱環(huán)境的前提下,得到最大的節(jié)能降耗效果。
7.1 確定適宜的室內(nèi)空調(diào)溫度
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ 19—87(以下簡(jiǎn)稱《采暖空調(diào)規(guī)范》)規(guī)定的舒適性空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)為:溫度 24~28℃,相對(duì)濕度 40~65%,風(fēng)速不大于0.3m/s 。
調(diào)查測(cè)試表明,許多人都以為,夏季室內(nèi)溫度定得越低越好,將室內(nèi)設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)選定在規(guī)定范圍的高標(biāo)準(zhǔn)側(cè)24℃,結(jié)果導(dǎo)致夏季室內(nèi)過(guò)冷,要穿外套。實(shí)際上,這并不符合華南地區(qū)的氣候特點(diǎn)和人們對(duì)地方氣候的適應(yīng)能力及生活習(xí)慣。根據(jù)多年考察測(cè)定,當(dāng)輻射溫度27.8~29.7℃、相對(duì)濕度84~90%、氣流速度0.05~0.2m/s、人體皮膚溫度29.7~32.0℃時(shí),而室內(nèi)溫度27~29℃是感到舒適的。因而認(rèn)為:28~29℃是舒適溫度,30~32℃是人體可忍受的溫度,33℃以上是人體感到過(guò)熱的溫度。溫度每提高1℃,可減少空調(diào)器用電量5~10%,空調(diào)房間溫度標(biāo)準(zhǔn)提高2~3℃可節(jié)省大量電能。而且可防止目前華南地區(qū)人們從空調(diào)房到室外由于相對(duì)溫差過(guò)大引起冷傷風(fēng)等癥狀的“空調(diào)病”。
7.2 窗戶遮陽(yáng)
空調(diào)建筑中,窗的遮陽(yáng)是不可少的,它對(duì)防止因太陽(yáng)直射室內(nèi),避免室內(nèi)過(guò)熱,減少空調(diào)機(jī)
冷負(fù)荷效果很大。
外遮陽(yáng)效果最好。根據(jù)對(duì)廣州西向房間的試驗(yàn)觀測(cè)資料[4] ,在閉窗情況下,有無(wú)遮陽(yáng),室溫最大差值達(dá)2℃,平均差值達(dá)1.4℃;在開(kāi)窗情況下,有無(wú)遮陽(yáng),室溫最大差值達(dá)1.2℃, 平均差值為1℃。室外遮陽(yáng)可比單層玻璃窗的透過(guò)能量下降88%。夏熱冬暖地區(qū)應(yīng)采用活動(dòng)式遮陽(yáng)。對(duì)廣州地區(qū)主要考慮東、西向窗的活動(dòng)結(jié)構(gòu)的擋板式遮陽(yáng),南向窗戶上部的水平
遮陽(yáng)板實(shí)際上主要是作了窗口防雨構(gòu)件,試驗(yàn)實(shí)測(cè)證明[5],夏季水平遮陽(yáng)板的伸出長(zhǎng)度對(duì)室溫沒(méi)有什么影響,而在冬季遮陽(yáng)板會(huì)使室內(nèi)熱環(huán)境變差,因此,對(duì)廣州地區(qū)可以不用水平遮陽(yáng)板。
窗內(nèi)遮陽(yáng)最方便。室外的活動(dòng)式遮陽(yáng)設(shè)施由于易受風(fēng)雨損壞、安裝和維修較困難等缺點(diǎn),所以,一般情況下,最方便和最經(jīng)濟(jì)有效的方法是采用室內(nèi)懸掛淺色窗簾,可隔離40%左右的太陽(yáng)輻射熱。
7.3 采用隔熱
節(jié)能玻璃
通過(guò)建筑外窗的熱量中,占窗面積80%左右的玻璃得熱是第一位,其次是窗縫隙空氣滲透?jìng)鳠幔翱蛩鶄鳠崃空嫉谌弧R虼耍褂眉雀魺嵊指袈暤牟晒獠A翘岣叽皯魺釋W(xué)、聲學(xué)和光學(xué)性能的關(guān)鍵。
(1)
熱反射鍍膜玻璃:又稱陽(yáng)光控制鍍膜玻璃,能透過(guò)
可見(jiàn)光,而又能將40~80%的太陽(yáng)輻射
熱阻隔在室外,同時(shí)減少
眩光和色散,使外觀顯現(xiàn)不同的色彩,還具有單向透視性,裝飾效果好。其隔熱反射性能用遮陽(yáng)系數(shù)表示,遮陽(yáng)系數(shù)越小,鍍膜的性能越好。但是,單片熱反射鍍膜玻璃僅降低了玻璃的遮陽(yáng)系數(shù),對(duì)傳熱系數(shù)影響不大,隔聲效果也無(wú)影響,但
可見(jiàn)光透過(guò)率有所下降。
(2)中空玻璃:由2片(或3片)玻璃與空氣間層組合而成,空氣間層中充入干燥氣體或
惰性氣體。普通透明中空玻璃的特點(diǎn),是其傳熱系數(shù)比單層玻璃降低一半,保溫性能好;隔聲量比單玻提高5dB,可達(dá)30~40 dB,隔聲性能好;但其遮陽(yáng)系數(shù)降低很小,對(duì)太陽(yáng)輻射熱的隔熱反射性改善不大。
(3)熱反射中空玻璃:將熱反射鍍膜玻璃與普通透明玻璃合成中空玻璃,集熱反射鍍膜玻璃與中空玻璃的兩種優(yōu)點(diǎn)與一身,傳熱系數(shù)和遮陽(yáng)系數(shù)都降低,而隔聲量高,保溫、隔熱、隔聲綜合性能優(yōu)良。
(4)低輻射(Low-E)鍍膜中空玻璃:Low-E 玻璃是一種含有超薄銀層的
真空鍍膜玻璃,只能中空后使用。具有極低的表面
輻射率(E≤0.15)和極高的遠(yuǎn)紅外線(
熱輻射)
反射率,可見(jiàn)光
透過(guò)率適中(30~75%)的特性。它吸收和二次輻射出的熱量少;對(duì)太陽(yáng)光中的紅外線熱輻射有較高的反射率;能有效地阻止室外汽車、道路及建筑物發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線熱輻射進(jìn)入室內(nèi)。采用適于南方地區(qū)使用的遮陽(yáng)系數(shù)低的Low-E 玻璃做成中空玻璃,又具有很好的遮陽(yáng)和阻隔溫差
熱傳導(dǎo)效果,而冬季亦能保持室內(nèi)熱量改善室內(nèi)舒適度。采光、隔熱、保溫綜合節(jié)能效果好的Low-E中空玻璃是目前世界上最理想的窗玻璃材料。
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