真空玻璃大型公建筑的節(jié)能時代

真空玻璃大型公共建筑的節(jié)能時代一、前言我們國家把把節(jié)能降耗工工作看作是貫貫徹落實科學(xué)學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)構(gòu)建社會主義義和諧社會的的重要內(nèi)容，是是建設(shè)資源節(jié)節(jié)約型、環(huán)境境友好型社會會的必然選擇擇，對于調(diào)整整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變增長方式式、提高人民民生活質(zhì)量、維維護中華民族族長遠(yuǎn)利益，具具有極其重要要而深遠(yuǎn)的意意義。建筑節(jié)能在在整個節(jié)能工工作中占有極極其重要的地地位。我們知知道建筑能耗耗在社會整個個能源消耗中中占到30%以上，建筑筑節(jié)能工作的的好壞直接影影響到整個節(jié)節(jié)能工作。特特別是現(xiàn)有的的許多大型公公共建筑，數(shù)數(shù)量特別巨大大，能耗特別別嚴(yán)重。目前前，中國每年年竣工的各類類建筑的建筑筑面積約為20億平方米，其其中公共建筑筑約為4億平方米。年初，建設(shè)設(shè)部、國家發(fā)發(fā)展改革委員員會、財政部部、監(jiān)察部、審審計署聯(lián)合發(fā)發(fā)布《關(guān)于加加強大型公共共建筑工程建建設(shè)管理的若若干意見》，要要求新建大型型公共建筑必必須嚴(yán)格執(zhí)行行《公共建筑筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》和有關(guān)關(guān)的建筑節(jié)能能強制性標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)，建設(shè)單位位要按照相應(yīng)應(yīng)的建筑節(jié)能能標(biāo)準(zhǔn)委托工工程項目的規(guī)規(guī)劃設(shè)計，項項目建成后應(yīng)應(yīng)經(jīng)建筑能效效專項測評，凡凡達(dá)不到工程程建設(shè)節(jié)能強強制性標(biāo)準(zhǔn)的的，有關(guān)部門門不得辦理竣竣工驗收備案案手續(xù)。當(dāng)今，絕大大多數(shù)公共建建筑有一個共共性，就是采采暖能耗、空空調(diào)能耗特別別高。在公共共建筑全年能能耗中，大約約60%消耗于采暖暖和空調(diào)，而而其中的20～50%由外圍護結(jié)結(jié)構(gòu)傳熱所消消耗。在圍護護結(jié)構(gòu)方面，由由于此類建筑筑大多數(shù)都要要求具有良好好的自然采光光，因而，玻玻璃門窗設(shè)計計得尺寸很大大，窗墻比很很高，或干脆脆設(shè)計成玻璃璃幕墻結(jié)構(gòu)。玻璃與其優(yōu)優(yōu)良的透光性性能和特殊的的質(zhì)感在建筑筑上的運用是是其它材料無無法替代的。長長久以來，由由于玻璃材料料本身的特性性造成了玻璃璃自身的保溫溫隔熱性能差差，不能滿足足現(xiàn)代建筑所所要求的節(jié)能能和舒適的要要求。特別是是那些大面積積采用玻璃幕幕墻的大型公公共建筑，過過去，由于使使用了不節(jié)能能的普通鋼化化玻璃或普通通中空玻璃制制作幕墻，該該部分建筑的的能耗特別高高，而且冬冷冷夏熱很不舒舒適。隨著玻璃深深加工技術(shù)的的發(fā)展，各種種各樣的節(jié)能能玻璃象雨后后春筍一樣蓬蓬勃發(fā)展。真真空玻璃的出出現(xiàn)超越了以以往所有的節(jié)節(jié)能玻璃品種種，標(biāo)志著真真空玻璃節(jié)能能時代即將到到來。二、真空玻璃的的基本結(jié)構(gòu)真真空玻璃是一一種保溫、隔隔聲性能非常常突出的高新新技術(shù)產(chǎn)品真空玻璃是是由兩塊平板板玻璃，中間間由微小支撐撐物將其隔開開，玻璃四周周用玻璃釬焊焊料封邊，通通過抽氣口抽抽真空，然后后封接抽氣口口保持真空層層的一種結(jié)構(gòu)構(gòu)。為了長久久保持真空度度，延長真空空玻璃壽命，****公司生產(chǎn)的的真空玻璃在在真空腔內(nèi)還還放置了吸氣氣劑。微小支支撐物是外徑徑0.5mm，厚度0.15mm的金屬環(huán)，由由于體積微小小，對人的視視覺和玻璃的的光學(xué)性能幾幾乎沒有影響響。真空玻璃的的保溫原理和和結(jié)構(gòu)與保溫溫瓶極為相似似，建筑上使使用真空玻璃璃就好象把建建筑罩在一個個巨大的保溫溫瓶中，保溫溫節(jié)能效果可可想而知。三、真空玻璃的的保溫性能Low-E中空玻璃是是目前市場上上運用較為普普遍、節(jié)能效效果也很好的的玻璃品種。中空玻璃利利用了空氣導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)低的的特點。從傳傳熱學(xué)上講空空氣雖然導(dǎo)熱熱系數(shù)較小，但但畢竟是要進(jìn)進(jìn)行熱傳導(dǎo)，其其它氣體包括括惰性氣體也也一樣。中空空玻璃由于存存在著較大的的空氣傳導(dǎo)熱熱量，使得使使用Low-E玻璃降低輻輻射熱的最終終保溫隔熱效效果大為降低低。只有真空空狀態(tài)才能消消除熱傳導(dǎo)，使使玻璃的綜合合傳熱性能優(yōu)優(yōu)勢充分發(fā)揮揮出來。常規(guī)真空玻玻璃產(chǎn)品系列列中的真空玻玻璃保溫。最最好的Low-E中空玻璃和和充氬氣的Low-E中空玻璃的的保溫。通過過對比真空玻玻璃和中空玻玻璃不難得出出下述結(jié)論：：1、真空玻玻璃熱導(dǎo)隨著著所用原片的的有效發(fā)射率率的降低而迅迅速降低，中中空玻璃熱導(dǎo)導(dǎo)降低的并不不明顯。2、如果LLow-E玻璃發(fā)射率率做得很低，比比如0.05以下，輻射射熱導(dǎo)到了幾幾乎可以忽略略的地步，此此時再降低Low-E玻璃發(fā)射率率對中空玻璃璃來講意義已已經(jīng)不大，但但真空玻璃傳傳熱系數(shù)可以以做到0.5W//m2.k，而充空氣氣的中空玻璃璃傳熱系數(shù)只只能做到1.60WW/m2.kk，充氬氣的的中空玻璃傳傳熱系數(shù)只能能做到1.23W/m2..k.3、就傳熱熱系數(shù)K值而言，真真空玻璃K值只有充空空氣中空玻璃璃的三分之一一，充氬氣中中空玻璃的二二分之一，在在不考慮太陽陽光輻射的情情況下，比如如，夜晚，真真空玻璃比充充空氣的中空空玻璃節(jié)能近近70%，比充氬氣氣的中空玻璃璃節(jié)能50%.4、在輻射射熱導(dǎo)可以忽忽略的情況下下，真空玻璃璃熱導(dǎo)的主要要來源是支撐撐物熱導(dǎo)0.5W//m2.k，隨著科學(xué)學(xué)技術(shù)的進(jìn)步步，有望進(jìn)一一步降低該數(shù)數(shù)值，比如在在玻璃強度提提高的情況下下，減小支撐撐物直徑或增增大支撐物的的間距都有望望大幅度減小小熱導(dǎo)；充空空氣（或氬氣氣）的中空玻玻璃熱導(dǎo)的主主要來源是氣氣體對流傳熱熱和氣體導(dǎo)熱熱，為2.1（或1.5）W/m22.k，該數(shù)值不不可能再有下下降。從發(fā)展展的觀點來看看，在保溫性性能上真空玻玻璃將超越中中空玻璃（或或充氬氣的中中空玻璃）更更多。5、由于真真空玻璃的厚厚度通常只有有中空玻璃厚厚度的一半，因因此，真空玻玻璃的表觀導(dǎo)導(dǎo)熱系數(shù)更顯顯著地小于中中空玻璃的表表觀導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)。真空玻璃璃可以使用三三塊玻璃制成成雙真空層的的真空玻璃，熱熱阻增加一倍倍，熱導(dǎo)降低低一倍，而厚厚度在單真空空層真空玻璃璃厚度的基礎(chǔ)礎(chǔ)上只增加4mm，比中空玻玻璃還是薄?？梢哉f在保保溫性能上，現(xiàn)現(xiàn)階段真空玻玻璃已經(jīng)大大大超越了中空空玻璃，將來來會超越得更更多。四、真空玻璃璃的光學(xué)性能能和隔熱常規(guī)規(guī)真空玻璃由由兩片玻璃組組成，真空間間隔層對太陽陽光譜是通透透的，間隔層層支撐物很小小。****公司所所用支撐物為為環(huán)形金屬片片，外徑只有有0.5mm，高度約0.15mmm，即使按圓圓柱形考慮，每每平方米約1600個支撐物對對輻射的遮擋擋面積只有：：1600×π×0.2552=0.00003144（m2），約占玻玻璃總面積的的萬分之三，故故支撐物對輻輻射的遮擋作作用可以忽略略。我們知道，建建筑上的傳熱熱除了要考慮慮溫差因素引引起的傳熱外外，還要考慮慮太陽輻射因因素。太陽輻輻射透過玻璃璃的能量與玻玻璃光學(xué)特性性有直接關(guān)系系。最重要的的就是要考慮慮得熱系數(shù)SHGC（太陽能總總透射比）。嚴(yán)寒地區(qū)冬冬季寒冷，夏夏季涼爽，應(yīng)應(yīng)多考慮冬季季陽光的射入入，以減少取取暖熱耗，選選用得熱系數(shù)數(shù)大的真空玻玻璃對節(jié)能更更為有利；夏夏熱冬暖地區(qū)區(qū)，夏季陽光光強烈，氣候候炎熱，冬季季溫暖，應(yīng)多多考慮遮陽，減減少陽光的射射入以節(jié)約制制冷能耗，選選用得熱系數(shù)數(shù)小的真空玻玻璃更為合理理。五、真空玻玻璃工程實例例1.*****大廈工程****大廈2005年6月落成，位位于北京***門立交橋東東南角，地上上22層，地下4層，建筑高高度89米，總建筑筑面積57000平方米，是是一座具有5A智能系統(tǒng)的的高級寫字樓樓。****大廈北北側(cè)有一面橫橫隱框豎明框框玻璃幕墻，西西北角是一面面橫明框豎隱隱框，向內(nèi)與與垂直面傾斜斜15°的三角形玻玻璃幕墻。幕幕墻設(shè)計和施施工單位是江江蘇省***幕墻裝飾工程程有限公司，兩兩面幕墻所用用玻璃全部是是****公司提供的的真空玻璃。玻玻璃最大尺寸寸為1985××1161mmm（矩形），其其西北角幕墻墻由于是三角角形立面，所所用玻璃很大大部分是異形形（梯形和三三角形）。兩兩面玻璃幕墻墻總面積約7000平方米，共共用去真空玻玻璃3365塊，合4848平方米。另另外，大廈各各種窗戶所用用玻璃也全部部是****公司提供的的真空玻璃。窗窗面積約2500平方米，用用真空玻璃共共用去1636塊，合1540平方米。****大廈玻玻璃的傳熱系系數(shù)（K值）和空氣氣計權(quán)隔聲量量經(jīng)國家建筑筑工程質(zhì)量監(jiān)監(jiān)督中心檢測測，A結(jié)構(gòu)真空玻玻璃K值=1.0ww/m2.kk，B結(jié)構(gòu)真空玻玻璃K值=1.2w/m2..k.B結(jié)構(gòu)真空玻玻璃空氣計權(quán)權(quán)隔聲量Rw=366dB.*****大廈幕墻玻玻璃采用FB雙面復(fù)合中中空的做法，除除了能夠使K值在NL真空玻璃的的基礎(chǔ)上進(jìn)一一步提高外，主主要考慮了幕幕墻抗風(fēng)壓和和人身安全方方面的要求。與與室內(nèi)外空氣氣接觸的玻璃璃采用兩塊6mm鋼化玻璃，有有效地承受了了正負(fù)風(fēng)荷載載，室內(nèi)鋼化化玻璃還有效效防止了人的的身體對玻璃璃的沖擊可能能引起的傷害害并保護了玻玻璃的真空部部分。2.*****大學(xué)超低能能耗示范樓工工程****大學(xué)超低能能耗示范樓落落成于2005年3月，是北京京市科委重點點科研和“奧運科技專專項”項目。該項項目還是國家家“十五”科技攻關(guān)項項目“綠色建筑關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究究”的技術(shù)集成成平臺，用于于展示和實驗驗各種低能耗耗、生態(tài)化、人人性化的建筑筑形式及先進(jìn)進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品品。超低能耗示示范樓座落于于****大學(xué)校園東東區(qū)，總建筑筑面積29300m2，地下一層層，地上四層層。****公司的真空空玻璃產(chǎn)品用用于南立面幕幕墻玻璃和西西面、北面的的門窗玻璃。該該工程幕墻部部分共使用真真空玻璃72塊，合計74m2，最大玻璃璃尺寸為1982××1200mmm；門窗部分分共使用真空空玻璃92塊，合計50m2，最大玻璃璃尺寸為1356××964mmm.幕墻設(shè)計施施工單位是深深圳市****裝飾工程有有限公司，門門窗制造和安安裝單位是日日本*****公司。玻璃璃結(jié)構(gòu)見圖3幕墻玻璃K值=1.0w/m2..k，門窗玻璃璃由于在中空空層玻璃上用用一塊低輻射射鍍膜玻璃代代替了普通鋼鋼化玻璃，使使得K值=0.9w/m2..k.幕墻玻璃考考慮到面積較較大和承受正正負(fù)風(fēng)荷載的的影響，內(nèi)外外兩面均為鋼鋼化玻璃。門門窗面積較小小，除室內(nèi)考考慮人身可能能的沖擊使用用5mm鋼化玻璃外外，朝向室外外的玻璃未使使用鋼化玻璃璃。由于該幕墻墻為隱框幕墻墻，玻璃面積積大，玻璃的的自重和風(fēng)壓壓等荷載較大大。六、節(jié)能效果果試驗和分析析1、真空玻玻璃節(jié)能試驗驗2003年冬季，在在建筑科學(xué)院院的協(xié)助下，進(jìn)進(jìn)行了真空玻玻璃冬季節(jié)能能效果試驗。結(jié)結(jié)果表明真空空玻璃與中空空玻璃相比有有非常明顯的的節(jié)能效果。該試驗所用用真空玻璃為為****公司的產(chǎn)品品，當(dāng)時常規(guī)規(guī)真空玻璃的的K值為1.4w//m2.k，復(fù)合真空空玻璃的K值為1.2w//m2.k試驗是在北北京市馬家堡堡選用的兩個個同樣戶型、面面積、朝向，同同一層相鄰的的兩戶新建單單元房501、502室中進(jìn)行。該該戶型的南向向房間建筑面面積15.122m2，北向房間間為10.8mm2.外墻為240mm，磚墻加60mm厚聚苯夾心心石膏板保溫溫。實驗過程程是502戶的南北鋼鋼窗保持原樣樣，僅把501戶南北鋼窗窗拆下，換成成塑鋼窗。這這就形成501塑鋼窗與502單玻鋼窗（南南向），雙玻玻窗（北向）的的對比試驗。試試驗期間塑鋼鋼窗按需更換換，分別為中中空玻璃（N4+A99+N4），常規(guī)真真空玻璃（N3+V++L4）、復(fù)合真真空玻璃（N3+V++L4+A99+N3）。試驗的的測量元件采采用熱流計和和銅—康銅熱電偶偶測溫元件。測測量元件布置置在窗玻璃、窗窗框、陽臺門門肚板和房間間的各內(nèi)外墻墻上，通過BXSCCC-1型便攜式數(shù)數(shù)據(jù)采集和處處理系統(tǒng)，每每小時檢測一一次。試驗從從2002年12月11日開始采集集，至2003年元月9日為止，共共取得22晝夜實測數(shù)數(shù)據(jù)。試驗期期間，南向陽陽臺門窗戶全全部打開，使使試驗窗直接接面臨室外氣氣候。房間房房門關(guān)閉，室室內(nèi)供暖沒有有控制。試驗遇到北北京多年未遇遇寒冷天氣，連連續(xù)幾天下雪雪陰天，曾測測量到日平均均氣溫-7.9℃。日最低氣氣溫達(dá)-9.3℃的嚴(yán)寒天氣氣。針對上述述氣候狀況，采采用南向有陽陽光，北向無無陽光和陰天天三種工況來來統(tǒng)計試驗結(jié)結(jié)果。試驗大大部分時間室室外的平均氣氣溫低于節(jié)能能規(guī)范，即北北京地區(qū)采暖暖期間室外日日平均氣溫為為-1.6℃。2、*****大廈節(jié)能效效果分析以****大廈為例，假假設(shè)該大廈分分別采用白玻玻、普通中空空玻璃、熱反反射玻璃、熱熱反射中空玻玻璃、Low-E中空玻璃、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)真空玻璃璃組合雙中空空六種情況，進(jìn)進(jìn)行耗能比較較。并對真空空玻璃節(jié)能經(jīng)經(jīng)濟效益作估估算。以國內(nèi)某玻玻璃企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)的白玻、普普通中空玻璃璃、熱反射玻玻璃、熱反射射中空玻璃、Low-E中空玻璃和****公司為****大廈生產(chǎn)的的真空玻璃參參數(shù)為根據(jù)進(jìn)進(jìn)行計算。結(jié)論（1）從全全年節(jié)能來分分析，復(fù)合真真空玻璃比其其它玻璃節(jié)能能，最低的達(dá)達(dá)28%，最高可達(dá)72%.（2）北京京屬于寒冷地地區(qū)，冬季復(fù)復(fù)合真空充分分發(fā)揮了節(jié)能能優(yōu)勢。但夏夏天節(jié)能卻不不如熱反射中中空玻璃，其其原因是真空空玻璃的遮蔽蔽系數(shù)較高，但但降低其遮蔽蔽系數(shù)又會影影響室內(nèi)采光光和冬季太陽陽輻射進(jìn)熱。遮遮蔽系數(shù)應(yīng)取取合適值。從從全年節(jié)能來來看復(fù)合真空空比熱反射中中空節(jié)能36%.（3）與其其它各種玻璃璃比較，采用用復(fù)合真空，可可節(jié)能、省電電、節(jié)省電費費開支，最低低62萬元/年，最高424萬元/年，經(jīng)濟效效益十分明顯顯。同時由于于節(jié)能，可節(jié)節(jié)省發(fā)電燃煤煤，減少環(huán)境境污染，保護護地球，造福福人類。（4）