熱搜: 鋼化玻璃
摘要:
本文通過熱流累計(jì)比例以及框玻璃的溫差分析,對整窗配置的合理性進(jìn)行了初步分析。推薦框和玻璃的U值差異不大于1.5。
關(guān)鍵詞:
合理,框U值,累計(jì)比例
節(jié)能窗要選斷橋鋁,選尼龍隔熱條,幾乎已經(jīng)成為共識。但如何對具體的節(jié)能要求提出整窗配置,則還存在不少誤區(qū),譬如經(jīng)??梢钥吹狡珍X配Low-E中空玻璃,14.8隔熱條用到整窗1.8的配置里等等。這其中就涉及到搭配的合理性問題,也就是框和玻璃的傳熱系數(shù)(即U值)如何搭配。
一、節(jié)能與舒適度的重要性
在TED《行為科學(xué)如何節(jié)能》中,演講者展示的一罐煤所含有的能量可以讓燈泡亮一年。但是因?yàn)榘l(fā)電、傳輸過程中的傳導(dǎo)、散熱的關(guān)系,只有10%的能量實(shí)際被轉(zhuǎn)為光能利用,其余的90%都浪費(fèi)了。那么也就是要達(dá)到同樣的效果(燈泡亮一年),需要整整一車的煤炭,而那一罐煤就顯得杯水車薪了。而反過來想,我們節(jié)約的每一度電,實(shí)際上為地球村節(jié)約了10度的煤!
因此,我們政府的目標(biāo)是2020年前全國都實(shí)現(xiàn)節(jié)能65%。下表1是截止目前的進(jìn)度??梢钥闯鲆话氲氖∈幸呀?jīng)在執(zhí)行65%的標(biāo)準(zhǔn),而北京,天津、河北、山東等已經(jīng)開始執(zhí)行75%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)了。
表1全國各省市節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)度
但是實(shí)際執(zhí)行不容樂觀,按照隔熱條的銷量來看,東北、華北的14.8隔熱條還是占大頭。感覺就像14.8,可以通吃天下一樣。這里面相當(dāng)部分是因?yàn)檎芭渲貌幻鞔_,不少還存在誤區(qū),比如14.8隔熱條用到整窗1.8的配置里,有的甚至普鋁配Low-E的也比比皆是。而這些不合理導(dǎo)致的各種問題,比如Low-E玻璃碎裂、結(jié)露、冷輻射等都大大降低了居住者的舒適度體驗(yàn)。
結(jié)露現(xiàn)象
二、比較的方法:
根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 15099-2003第8.3.2節(jié)關(guān)于室內(nèi)側(cè)對流換熱量規(guī)定,換熱量的計(jì)算按照公式130,而依據(jù)熱工規(guī)程JGJT 151,中國室內(nèi)側(cè)邊界是自然對流狀態(tài),那么綜合考慮ISO15099中的公式131-139,可以得出:
室內(nèi)側(cè)的對流換熱量近似正比于室內(nèi)側(cè)表面溫度和空氣的溫差
從框與墻體的接觸點(diǎn)開始,累加各個(gè)分段的熱流失比例,稱為熱流累計(jì)比例。玻璃頂端的熱流累計(jì)比例為1,即100%。
對室內(nèi)側(cè)進(jìn)行分段
以綠線的長度為橫坐標(biāo),圖示室內(nèi)溫度分布
具體到本文,如下:
1、選用THERM/Window軟件,并且開啟CR模型,這樣可以獲得準(zhǔn)確的表面溫度。
2、框的U值由隔熱條寬度決定,因此選用內(nèi)開窗,分別為普鋁、14.8、24隔熱條,對應(yīng)的框U值分別為5.5,3.6,2.9 W/m2?K。分別搭配不同的玻璃獲得1.6,2.0,2.7的玻璃U值。(表3)??虮缺3衷?0%。
3、獲得的內(nèi)表面溫度如圖3所示。橫坐標(biāo)是內(nèi)表面每個(gè)點(diǎn)到sightline的累積距離(每個(gè)網(wǎng)格的內(nèi)表面邊長),Sightline是指玻璃可視部分的下沿,橫坐標(biāo)的負(fù)值表示框的內(nèi)表面,正值表示玻璃的內(nèi)表面。因此獲得的累積比例圖中,橫坐標(biāo)0所對應(yīng)的值就是框所代表的比例,因?yàn)閥軸的左邊都是框,右邊都是玻璃。
4、因?yàn)椴Aчg隔條的存在,玻璃的邊緣部分(到sightline 63.5mm范圍內(nèi)的透明部分)要大于中心部分的,所以有必要統(tǒng)計(jì)這一段的熱流累計(jì)比例。
框與玻璃的U值差異
三、比較結(jié)果:
按照上述步驟,得出的累計(jì)比例如表4所示。黃色部分表示框+玻璃邊緣部分的比例。按照框和玻璃的U值差異排序的數(shù)據(jù)如表5和圖6所示。
黃色部分為框+玻璃邊緣
熱流統(tǒng)計(jì)與U值差異的關(guān)系
熱流失比例和u值差異
從上圖可以看出:
對于普鋁窗,流過框的比例在55%以上。也就是一半以上的熱量從窗框流走了。熱量流失的越多,框室內(nèi)表面溫度越低(圖7),而與玻璃邊緣部分的熱交換增加,拉低了玻璃邊緣的溫度。
對于使用了14.8隔熱條的節(jié)點(diǎn),隨著玻璃U值從2.7降到2.0,再降到1.6,通過框的熱量從39%增加到了49%。
從圖6的累計(jì)比例趨勢圖中,框以及框+玻璃邊緣的比例在2.0處出現(xiàn)拐點(diǎn)。對于??虮葹?0%的常見窗型,如果從窗框流失的熱量超過45%,就顯得不合理,因此框與玻璃的u值差異應(yīng)低于1.5。
圖7為三種窗框搭配1.6的中空玻璃,室內(nèi)側(cè)溫度的分布。可以明顯看出框與玻璃差異小時(shí),其溫度差異也小。
框和玻璃表面溫度差異大,容易引起:
玻璃板塊的溫度差增加:比如普鋁窗框的表面溫度低,使得和Low-E玻璃邊緣的輻射熱交換增加,拉大了玻璃中心和邊緣的溫差,進(jìn)而增加了玻璃的熱應(yīng)力,結(jié)果就是容易炸裂。如果玻璃切割加工時(shí)不正規(guī),所導(dǎo)致的邊部裂口大的話,熱炸裂的概率更高。
舒適度不良:窗戶和居住者之間會(huì)進(jìn)行輻射的熱交換,而玻璃和窗框給人的感覺明顯不同。所以被動(dòng)房特別規(guī)定了窗框、玻璃的溫度與室內(nèi)溫差不能大于3度。
結(jié)露:普鋁窗框溫度低,更容易結(jié)露或發(fā)霉。
四、總結(jié)
從上面的分析,可以了解到框和玻璃的U值差異越大,流過窗框的熱量比例越高,而且框和玻璃的表面溫度差異也越大,都對用戶的熱舒適度不利。比如普鋁配Low-E時(shí),其窗框流失了整窗55%以上的熱量,使得玻璃中心和邊緣的溫差加大,極易導(dǎo)致熱炸裂。如果以45%作為臨界點(diǎn),則框和玻璃U值差異小于1.5是比較合理的。
-轉(zhuǎn)自中國玻璃網(wǎng)
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